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地铁
综合
监控
系统
设计
仿真
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地铁综合监控系统设计与仿真,地铁,综合,监控,系统,设计,仿真
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毕业设计文献翻译学 生 姓 名: 吕晓琳 指导教师: 刘 洋 合作指导教师: 专业名称: 自动化 所在学院: 职业技术学院 2009年 6月井下移动变电站远程监控软件的开发与实现 唐超礼, 黄友锐, 凌六一(安徽理工大学电气学院, 安徽淮南232001)摘要: 设计并实现了基于组态王的煤矿井下移动变电站监控软件,该监控软件利用井下铺设的网络线路,在井上完成对井下移动变电站整个运行过程的检测、显示、控制、保护、报警和管理,并把移动变电站运行记录等参数以及操作人员的操作信息保存到数据库。系统为操作人员对移动变电站进行监控和维护提供了快速、准确、全面的信息依据,实现了移动变电站远程监控和自动化管理的目标。关键词: 组态王; 移动变电站; 远程监控; 工控机1 引言移动变电站是一种可移动的供电成套设备,用于把煤矿井下来自中央变电所的高压电能转变为低压电能,并向采区工作面生产机械驱动设备提供电能移动式变配电装置。它的安全运行是整个采区工作面工作可靠性的必要条件。一旦发生故障,将造成严重后果。不仅影响生产,还可能造成人身事故。因此,实现对移动变电站的井上远程实时监控显得十分重要。由于资金和技术方面的原因,目前我国中小型矿井大多未配有远程监控系统,而是通过严格执行设备巡回检查制度作为主要手段,以保障井下变电站的正常运行。这样一方面移动变电站在井下,所处环境恶劣,巡检人员劳动强度较大;另一方面,在2 次巡视时间间隔内变电站运行异常得不到及时发现,运行参数也不能得到及时调节。为此,研发了基于组态王的移动变电站远程监控系统,能无间隔地进行设备运行状况监视,且具有分合闸控制、过压过载等报警功能,从而提高了移动变电站监控的自动化程度, 保障井下的安全供电和安全生产。2 系统结构模式本系统硬件主要由研华工控机、网络线路、通信转换接口、移动变电站等组成;软件主要由组态王软件、ACCESS 数据库等组成。具体来讲,整个监控系统按功能可划分为3层体系结构,包括:控制部分、监控处理部分、数据存储部分。控制部分指移动变电站以LG单片机作为中央处理单元,采用模块化功能设计方法,实现了漏电、短路、过载、过压等多项保护功能,是一种比较完善的保护系统,并能非常方便地实现就地控制以及远方控制功能。3 系统基本功能模块设计考虑到实际要求,设计了6个主要基本功能模块,下面就其主要模块进行功能分析:(1) 移动变电站运行监控功能运行监控就是移动变电站正常运行时显示的监控画面。可显示高(低) 压侧实时电压、电流、功率、功率因数等参数大小;可显示变电站运行状态和变压器挡位开关状态。同时,通过按钮可以实现对高(低) 压侧的复位、电动分闸、电动合闸、短路试验、过载试验等控制操作。(2) 移动变电站自检功能自检是指系统上电后对系统工作状态进行自动检测,包括整定值是否正确、工作电压是否正常、绝缘电阻值是否正常、短路试验和过载试验是否正常、变压器保护功能和温度是否正常等。(3) 额定参数检测模块额定参数检测主要是完成对系统额定电压、额定电流以及电流高低挡的检测。电流整定值主要由LG单片机对其进行检测。检测电压主要是用于确定系统过压、欠压、漏电闭锁值和变压器过热温度值。过载保护、短路保护等都是以电流信号作为判断依据。(4) 合闸后故障检测模块合闸后故障检测模块主要是检测电网绝缘状态、电流信号、电压信号、差动电流信号和温度信号等。系统合闸后对电网绝缘状态进行在线监测;采集电压信号是为了处理系统过压和欠压故障;检测差动电流信号和温度信号是为了判断变压器内部故障,当检测到不同的故障时,系统会自动地切断供电电源,同时显示对应的故障状态和参数值。(5) 报警记录功能当现场发生紧急情况时,如移动变电站出现过压、欠压、过载、短路等故障时,该模块能实现声音报警,并把报警信息通过LG传到组态界面上,同时产生报警记录,报警记录包括报警的日期、时间、编号、状态、消息文本、持续时间等,其中若记录是黄色的,表示的是故障报警; 若是红色的,表示的是事故报警;若是绿色的,表示的是故障或事故已排出。(6) 数据存储功能可把移动变电站监控数据、报警记录以及操作人员的各种操作信息存储到数据库里,以便历史数据的保存及操作员将来查阅这些数据供领导分析、决策。同时,电压、电流、功率因数等重要参数还以实时趋势曲线和历史趋势曲线显示出来,有利于值班人员的即时监控。4货架冷弯成型线交流伺服控制系统的基本原理(1) 该系统由五部分组成,即计算机(PC)、伺服驱动控制卡、交流伺服调速系统(交流伺服控制器、伺服电机及相应的控制电缆)、传感检测及反馈、辅助主动作执行系统。主控程序只有几百K,运行在DOS操作系统下,主控微机通过打印端口LP1:与伺服驱动控制卡相连,并通过数据线发送位置或速度指令,在线适应性调节或设定PID调节参数(程序设计过程中将其作开放性设计,便于调整)见后附图,并进行数模(D/A)转换,通过相应的控制板卡输出10V的模拟信号并经过交流伺服放大器放大后驱动伺服电动机,半闭环或闭环位置控制反馈系统由电机轴端装有的增量式光电码盘(或在被传动的物体上设置测量辊和增量式光电码盘转换装置)提供信号(A、B、IN脉冲)来完成位置伺服系统的位置反馈,位置反馈环中传感元件-增量式光电编码器将运动构件实时的位移(或转角)变化量以A、B相差分脉冲形式长线传输到现场控制站(PC机)中进行编码器脉冲计数,以获得数字化位置信息,主控微机计算给定位置与实际位置(即反馈到的位置)的偏差后,根据偏差范围采取相应的PID控制策略,将数字控制作用经数模转换变成模拟控制电压,并输出给伺服放大器,最终调节电机运动,完成期望值的反复多次闭环反馈定位控制,在控制原理上实现小误差高精度的位置定位;然后主控程序对辅助主动作执行系统下达运行指令,完成特定的机械抱闸动作、压力机在线冲压运动、液压停剪切断运动等。(2) 本机组的主要特点:一次性投资成本较高,最大交流伺服功率有一定的限制,但后期运行成本低,特别是货架组件的一次成材率高,产品精度高,应用范围广且附加产值高。5控制系统设计的几个主要问题(1) 输人信号的控制精度:测量辊圆周长与测量精度范围的比值最终决定产品的生产控制精度,应尽量选择比值大的产品,并选择合适的测量辊材料、测量辊与冷弯件的接触阻尼和弹性系数以增加摩擦系数和接触压力防止测量过程滑料误差的产生。 (2) 输出信号的控制精度:位置环PID控制算法上的不同决定了PID控制得到的控制精度和结果,如:求解方法有阶跃反应法,并根据控制特性采用三种动作特性:1)、仅有比例控制;2)、PI控制;3)、PID控制;并根据速度形、测定值微分形运算式进行PID运算,执行相应的精度要求下的正、反动作运算和控制。 (3) PID系统参数的整定:主控微机向控制卡发送PID参数,看给定的参数是否符合控制系统的要求,该过程需用在线参数整定实现。参数整定的主要任务是确定K(P)、A(I)、B(D)及采样周期Timer,比例系数K(P)增大,使伺服驱动系统的动作灵敏、响应加快,而过大会引起振荡,调节时间加长;积分系数A(I)增大,能消除系统稳态误差,但稳定性下降;微分控制B(D)可以改善动态特性,使超调量减少,调整时间Timer缩短。具体整定过程需要根据数字位置环的PID器改进控制算法以及参数整定方法来制定现场的适应参数和现场的实际调整设定,并根据不同的产品或负载情况分别整定,否则易形成位
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