分布式大型配电网管理自动化系统设计

分布式配电网自动化是一项新型配电网保护系统,该系统具有电网转换、故障区间自动隔离、确定故障点定位及故障区自动转供的功能。为使配电网管理自动化系统安全有效地运行,需要进行配电网管理自动化系统设计。采用当前方法进行配电网管理自动化系统设计时,当电路引入配电网,会出现难以对配电网进行调压、谐波含量增大的现象,情况严重时会使配电网陷入瘫痪。为此,提出一种分布式大型配电网管理自动化系统设计方法,该方法介绍了配电网管理模块、地理信息模块、运行参数管理模块、故障定位与隔离模块等硬件机构的设定。采用SCADA模块实现数据采集、测量、预测、参数调节、设备控制和各种信号报警等功能。根据负荷预测、发电预测和配电网运行状态预测完成分布式大型配电网系统自动化管理。实验证明,所提方法控制安全有效,可以为配电网管理自动化系统提供科学的依据。     

基于物联网技术的污水处理过程动态监控系统

针对污水处理过程复杂、区域广、监测点多、现场布线困难等特性,以CC2530为核心设计了无线传感器节点和汇聚节点,实现对污水处理过程中的设备状态、污水的进出口流量、PH值、COD等监测因子的实时采集,以Zigbee技术实现各无线传感器节点之间的数据传输,以GPRS技术实现汇聚节点与多平台对接;为确保监控系统所接信号不影响原控制系统的正常运行,特设计了高精度电流扩展模块、串口扩展模块等;经现场长时间运行表明,系统有很好的灵活性和扩展性,运行稳定可靠,通过对污水处理过程各参数的动态分析,为提高污水处理效率和节能环保起到重要作用。     

煤矿大型风机设备磨损监控系统设计

针对煤矿大型风机设备主轴磨损而影响风机工作效率的问题,在对大型风机设备磨损故障的生成原因分析后,根据系统需求设计实现了系统的硬件模块和软件模块,通过传感器电路对大型风机设备的输入输出功率、出风量、主轴转速等参数进行采集,系统软件在对数据进行综合分析后将检测结果显示在液晶屏上,实时输出大型风机设备的运行状态以及主轴磨损状况,从而保证了风机的运行效率,避免设备故障的发生。通过系统测试表明本系统可以实时输出风机设备的主轴磨损程度监测结果,且风机设备的风量、风压、功率和效率等主要参数的测量精度高。     

农业节水灌溉远程监控系统的设计与实现

为了提高农业灌溉的效率,节省灌溉成本,进行农业节水灌溉智能监控系统设计,提出一种基于ZigBee多传感器分布式数据采集的监控系统设计方法,系统设计分为硬件和软件两部分,首先进行农业节水灌溉远程监控系统的总体设计构架,灌溉远程监控系统的硬件模块化设计包括农业节水灌溉传感信息采集模块、AD模块、集成控制模块和接口电路。基于FPGA嵌入式设计方法,构建ZigBee多传感器分布式阵列,进行远程多点灌溉控制和监控。软件开发建立在LabWindows/CVI工程开发环境中,通过程序加载控制,实现远程监控系统改进设计。测试结果表明,该系统进行农业节水灌溉远程监控具有较好的人机友好性,监控的覆盖度较高,性能较好。     

基于STM32的汽车涂装线监控系统研究与实现

针对现有汽车电泳涂装线监控系统普遍存在信息采集不全面、分析处理时间长、共享程度低等问题,研究开发了基于STM32的涂装线设备状态监控系统。该系统采用高性能的STM32处理器,结合通用性好易开发的VC 6.0平台自主开发系统上位机软件,完成对设备数据的采集、处理分析及在线显示。首先,构建基于数据采集、中央处理、设备控制及通信的下位机硬件系统;然后,通过RS485总线技术实现各采集模块与中央处理模块的通讯,并通过串口及时将设备参数上传到上位机,实现涂装线设备的实时监控。     

基于小波分析的某型装备发动机分布式在线检测系统设计

针对现代战车大型发动机强干扰下的在线故障检测需求,设计了一种基于小波分析的某型发动机分布式在线检测系统。整体设计基于分布式设计思想,在某型发动机合适部位设置检测节点,通过CAN总线传递数据到显控中心;利用CAN总线进行数据传送,提高了测量与控制的精确度,减少了传送误差,增强了故障分析的准确度;显控中心综合运用了小波变换和模式识别技术进行故障诊断,具有快速故障定位能力和拓扑适应能力;应用表明,该系统能够较好的适用于某型发动机的在线监控,使用方便,故障诊断快速有效,解决了发动机在线预警和故障诊断的问题。     

多尺度传感网络失效节点检测系统设计

对多尺度传感网络中的失效节点进行准确检测与定位,实现故障节点的高效检测,保障传感网络的可靠运行。提出一种基于多传感器量化融合跟踪滤波检测的失效节点检测算法,并进行检测系统优化设计。构建多尺度传感网络的节点分布实体对象模型,进行失效节点检测系统总体设计和技术指标分析。设计基于多传感器量化融合跟踪滤波检测的失效节点检测算法。进行系统的硬件设计,包括A/D模块设计、时钟电路设计、程序加载电路设计、传感器通信模块设计和系统电源模块设计。在ARM Cortex?-M0平台上进行检测系统软件开发。系统仿真结果表明,该系统进行多尺度传感网络失效节点检测的准确度较高,提高了传感器网络的寿命周期。     

基于模糊视觉技术的车辆监控系统设计

当前的车辆监测系统进行大型车辆监控的过程中,容易受到环境不可控因素的影响,造成监控过程形式单一,对车辆细节识别准确度较低;提出基于模糊视觉技术的大型车辆监控系统设计方法;系统由硬件和软件这两部分构成;硬件部分以FPGA为控制核心进行了设计,重点对交通图像的采集模块、缓存模块、摄像机方案、监视器方案和嵌入式处理器方案进行阐述;软件部分首先对图像进行预处理消除图像中的噪声,引入车辆细节模糊视觉特征识别模型表示外界随机因素的干扰,根据模型的输出结果计算车辆细节特征的像素密度,能够对车辆的细节状态进行准确识别;实验结果表明,利用设计的监控系统对大型车辆进行监控,能够有效提高监控的准确率,具有较强的稳定性。     

基于ZigBee的环境参数远程无线监控系统设计

针对室内环境参数的远程监控问题,提出一种基于ZigBee技术与手机进行实时数据交换的远程无线监控系统。传感器节点采集环境中的温湿度、光强和烟雾浓度数据,通过ZigBee无线网络将数据传输到中心协调器;协调器与WIFI模块通过串口连接,将数据发送到互联网;另外,设计Android手机软件对监测数据进行获取,并发出对参数进行调节的指令,从而完成远程的无线监控任务。经过测试,通过手机可以在任何有网络的地方实时对环境参数进行采集和控制,且各节点性能稳定,满足长期监测的需求。     

基于HLA的仿真运行控制方法设计

仿真运行控制是仿真运行支撑平台的关键技术,大型复杂仿真试验需要将仿真运行平台部署在多个运行终端上,针对分布式网络通信的需求,基于HLA分布式网络通信协议,提出一种基于HLA的仿真运行控制方法;该方法基于HLA的6大标准服务设计了包括对象管理、试验调度、事件管理等功能的仿真引擎,并考虑终端的承载能力实现终端节点的分布式部署,在仿真试验运行过程中对系统运行状态和成员信息进行动态实时监控,较好地提高了仿真试验的运行效率。     

新一代DCS中智能温度监控系统设计与实现

传统的分布式温度监控方法存在费时费力、不便应用在特殊环境、不便用于多点融合监控等弊端,设计并实现了新一代DCS智能温度监控系统,通过核心为ARM7LPC2292芯片的下位机及时调整全部温控点的温度,自主设置温度、显示实际温度与报警;采用核心为89C51微处理器模块,将上、下位机的信息互相传递,确保上位机随时查询温度信息;通过CC2530终端节点实时采集测温终端的温度数据,将温度数据无线发送给CC2530协调器节点,不在采用传统的中转服务器方式,而是采用协调器节点通过串口与上位机进行通信,并在上位机中进行温度数据的处理和存储。软件设计过程中,对系统监控过程中上位机和下位机间的主从通信方式进行详细分析,并给出了系统温度监控数据通信传输的流程图,分析了系统实现温度监控的数据库访问代码以及温控曲线显示代码的设计。实验结果说明,所设计系统性能好、操作简单、控制准确率高。     

红外热像仪与上位机通信系统设计

设计了一款上位机软件实现对国产中波凝视红外热成像系统的指控命令发送、软件版本更新等功能。红外图像的处理主要在FPGA内完成,上位机通过串口直接与FPGA内部的NIOSⅡ通信,完成红外图像的非均匀性校正、盲元处理(包括盲元列表的上传下载)、图像性能测试等功能,并且上位机可以通过串口直接对FPGA程序进行更新。为了提高通信的稳定性,所有通信命令采用统一格式的数据命令包进行发送和接收。相比较一般的串口数据通信,所设计的通信方式具有传输距离远、误码率低、软件升级操作简单、方便、效率高等特点。对比一般的红外成像系统,本系统采用串口在线升级FPGA的方式,简化了系统硬件电路设计,方便了系统后期维护。     

电磁阀远程控制及水压监测系统设计

为了实现远程控制电磁阀及监测输水管道水压,提高农业灌溉效率;采用STM32微控制器及Android嵌入式系统,开发出一种对电磁阀进行控制及水压监测系统。微控制器通过串口连接GPRS模块,从而接收命令控制电磁阀和发送水压数据;Android手机客户端实现阀门控制界面和水压数据显示功能;云服务器负责连接GPRS模块和手机客户端,并且管理底层设备与用户信息。该系统已运用在某智能节水灌溉公司的实验大棚基地中,实验结果表明,系统能实时进行远程控制及监测,并能确保输水系统正常运行。该系统能够推动农业现代化的发展,减少人力成本,提高生产效率。     

基于LabVIEW激光引信回波模拟装置设计

激光引信回波模拟装置是激光引信测试设备的重要组成部分。介绍了激光引信回波模拟装置的组成,设计了用于该装置的硬件电路和软件控制系统。硬件电路采用单片机完成控制指令的接收和控制信号的产生,使用串行扩展芯片GM8125将单片机AT89S52的串行口扩展成5个,满足了激光引信回波模拟装置串口资源要求。软件控制系统基于LabVlFⅣ设计,主要包括串口通信程序和控制指令的产生程序,控制指令经串口通信传送给硬件电路。实验结果表明,该装置满足激光引信测试设备的要求。     

Design and Construction of an Autonomous Control System for Mössbauer Spectrometry

An autonomous control system for Mössbauer spectrometry based on two modules has been designed and built. The first module operates as a multichannel analyzer for the acquisition and storage of spectra, and the second one is a driver unit which controls and supplies the power for the velocity transducer. A microcontroller executes the digital control algorithm for the velocity transducer motion and manages the data acquisition and storage tasks. The user can monitor the system from an external PC through the serial port. A graphic interface made with the LabVIEW software allows the user to adjust digitally the control parameters for the velocity transducer motion, the channels number, to visualize as well as save spectra in a file. The microcontroller can be reprogrammed from the PC through the same serial port without intervention of a universal programmer, which allows the user to make proper software for different applications of the system. The system has been tested for linearity with several standard absorbers yielding satisfactory results. The low cost of its design, construction and maintenance make this equipment to be an attractive choice when assembling a Mössbauer spectrometer.     

基于虚拟仪器的装备ATS系统硬件平台设计与实现

在对现有维修检测设备存在不足分析的基础上,结合武器装备的维修技术保障需求,利用分块设计思想,采用虚拟仪器、人工智能、计算机通讯与控制等技术,搭建了基于虚拟仪器的装备自动测试系统硬件平台整体架构,在对系统各功能模块原理进行分析之后,对系统主控电路、电磁兼容性进行了设计。采用虚拟仪器的装备自动测试系统硬件平台,具有智能化、通用化、可视化的特点,通过试验结果分析,测试系统硬件平台能够实现装备的性能检测和故障诊断,测试数据符合任务要求,能满足各级修理机构维修测试需求。     

配电房轨道式自动巡检机器人控制系统设计与实现

针对配电房等室内电力系统供电设备自动巡检的需求,提出了以微控制器MSP430F5438为核心的自动巡检机器人控制系统总体设计方案。采用模块化方法完成了控制系统硬件电路设计,主要包括：主控模块、电源模块、运动控制模块、通信模块和数据采集模块。介绍了控制系统软件的总体流程,完成了控制系统嵌入式软件及其上位机监控软件的设计。实验结果表明,所设计的控制系统应用于巡检机器人可以实现对配电房供电设备的自动巡检,从而验证了控制系统的有效性与合理性,具有显著的推广应用价值。     

旋转机械电动振动台的PLC自动控制器设计

当前电动振动台自动控制器利用PID作为控制核心,其抗干扰能力较弱,启动时间过长,导致控制器的使用寿命较短。提出旋转机械电动振动台的PLC自动控制器设计。将PLC作为主控单元对PLC自动控制器进行设计,制定PLC自动控制器的总体结构,采用RS-485串行通讯口和EEPROM数据存储器对电源模块、LED显示模块、报警模块、通讯模块、信号采集模块及存储器模块等硬件设备进行细节改进;对控制器软件部分的自动控制功能主程序和中断、LED显示功能子程序进行重新编程,实现控制器自动控制效果的优化,完成旋转机械电动振动台PLC自动控制器的设计。实验结果表明,改进设计的控制器有效提高了旋转机械电动振动台的抗干扰能力,缩短了电动振动台的启动时间,延长了电动振动台的使用寿命。     

舰基遥测综合解调控制系统设计

遥测实时监控是保障试飞安全、提高试飞效率的重要手段。针对舰上特殊的试飞环境限制,现有遥测系统不能适应其任务需求,为完成某型号飞机舰上试飞任务,需要对现有遥测接收系统进行改进,以应对特殊试飞科目下对遥测信号的需求。采用跟踪接收机模块,并开发相应的解调模块,对系统设备进行远程控制解决了远距离数据传输的信号衰减问题;对遥测系统的自动温度控制大大提高了系统设备的环境适应性;通过接口转换实现模拟图像的网络输出、接收机模块和天线的网络串口转换,简化了信号接口类型,降低了信号传输的难度;从而实现小型化的舰基遥测综合解调控制系统设计。     

ADS注入器Ⅱ低温恒温器控制系统

设计了用于ADS注入器Ⅱ超导腔的低温恒温器控制系统。采用了基于EPICS 的分布式控制系统架构,以PLC 和串口服务器等为核心控制硬件,用PID 算法实现了恒温器内氦压和液氦量的自动控制,压力控制精度约为100 Pa,液氦高度误差约10 mm。利用EPICS 和LabVIEW 在局域网发布过程数据,实现了操作员界面对低温恒温器分布式系统的统一管理,控制系统设计性能满足使用需求,已经在ADS注入器Ⅱ超导高频腔水平测试中发挥了重要作用。Cryogenic module provides important low temperature environment for half wave resonance superconducting cavity in C-ADS injector Ⅱ, to ensure the effective operation of cryogenic module, a remote control system which is based on the physical and experimental industrial control systems (EPICS) is introduced in this paper. PLC and serial port server are used as field controllers. Host computer runs EPICS and LabVIEW which are capable of getting and releasing data in local area net. Operators manage all the equipments through a CSS interface which is linked to local area net. The control system which is simple structure and reliable work, has played an important role in the level test of HWR superconducting cavity.