毕业答辩PPT电气类专业

1、 1.绪论 2.高压电网监控系统总体设计方案 3.下位机与组态的数据通信 4.高压电网监控系统的组态设计 5.网络数据共享设计1. 1. 论文研究内容与目的论文研究内容与目的 本论文是针对国内高压电网装置技术含量低，易遭到高智商犯罪分子的破坏，电网在非正常天气下经常发生错误报警，打击强度不够，且报警信息不够明确、不能联网报警而提出的。 课题开发的周界高压电网监控系统可以让监狱的电网报警更加准确，运行更加可靠。能够迅速的对报警做出相应的动作，并对数据进行显示。组态王设计的图形监控界面能及时显示报警位置和报警类型，并能够对报警时的数据进行记录。通过SQL server的应用，可以把组态王记录的数据

2、共享，以网络客户端的形式进行远程监控，方便各地监狱电网的统一调度管理。2. 2. 论文完成的任务论文完成的任务1.了解监狱高压电网：了解高压电网的组成、高压电网的工作原理；2.了解系统的数据通信协议 ；3.系统的软件设计：基于组态王的上位机监测界面以及数据库的设计；4.建立远程监控客户端，实现数据远程监控；5.了解网络数据共享，网络传输协议，SSL数据加密。3. 3. 系统总体设计方案系统总体设计方案高压电网监控系统包括高压电网、数据采集模块和上位机组态监控。高压电网是监控系统的基础，数据采集模块负责采样高压电网的电压、电流，组态监控负责分析处理数据，并进行相应的报警动作。3.1 3.1 监狱

3、高压电网工作原理监狱高压电网工作原理低压控制箱高压控制箱金属网线工控主机从高压电网电路模型可以看出，高压电网通过升压器(变压器)完成220V的低压到5000V高压的转换，而高压电网上电压电流的变化状况是由数据采集模块作为采样元件进行从低压侧进行采集的。通过对变压器工作原理的分析，计算出高压电网运行电压和分压继电器的电阻端电压的关系，通过采集分压继电器端电压进而可以得出高压电网实际运行的电压。继电器控制的电阻的端电压还与变压器次级的电流成正比，进而通过检测分压继电器端电压得出变压器次级电流的大小，即触网时流过人体电流的大小。3.2 3.2 改善雨雾天气电网安全报警改善雨雾天气电网安全报警雨雾天气

4、时，电压下降50%，相应的电流会增大。为了解决恶劣天气电压下降的问题，采用大容量变压器，甚至电力变压器。用高耗能换取高强度打击效果。恶劣天气通过降低电压换取低误报警率。但是这样有很多缺点(1)恶劣天气通过降低电压换取低误报警率，维持电网运行，报警功能失效；(2)恶劣天气电压降低，电击强度达不到国标要求；(3)无法准确获取电网运行信息，电网运行参数为低压端模拟取样；(4)高、低压线路易受破坏。高压电网输出端，一端被剪断或接地被剪断后，以及低压输入端断电，则整个电网完全失去防范能力，断线即断网；(5)为解决阴雨雾天压降问题，采用大容量变压器，阴雨雾天容易烧断保险丝，造成电网长期处于无电状态，增加了

5、不安全因素；(6)大容量变压器成本高，耗能严重，难以维护，加大使用成本；采用大容量变压器，仅空载损耗一项每小时耗电达8KWh，每天192KWh，全年累计可高达70080KWh，浪费电能惊人。本技术向监狱周界防范领域提供了一种在任何恶劣天气环境中仍能够保持足够的电网电压和输出电击强度的高压电网监控系统。为了克服上述电网存在的缺陷，经过反复测试，累计各种天气下的实测数据，通过模拟电网打击和实际电网对比，得出下列不同天气情况下电网正常运行的参数：特大雨雾大雨雾小雨雾中雨雾雨雾传感器AECD根据天气情况自动调节电网输出参数。每段电网均安装有雨雾传感器，按实际天气分为正常天气、小雨雾、中雨雾、大雨雾、特

6、大雨雾天气，不同天气状况下组态王自动调节电网的报警参数，有效解决传统电网容易误报等故障。 B正常天气通过这些参数的得出，可以看到不同雨雾天气下，电流变化太快，以至于接近短路电流，报警功能基本失效。为了解决这个问题，我们在低压端加上了三个继电保护装置。在正常工作时，低压端分压继电器处于断开状态。当采集的湿度信号，到达规定的临界值的时候，组态控制分压继电器动作，让低压端变压器侧的电压升高，从而对高压侧起到一个升压的作用，用以弥补雨雾天高压侧降低的电压。不同天气状况下自动调节电网的输出参数，输出打击强劲，有效解决传统电网输出电击强度不足的问题。3.3 3.3 硬件模块硬件模块该系统节点硬件主要有数据

7、采集模块、数据处理模块、通信模块，电源模块以及上位机监控等模块组成。单片机数据采集模块采集过来的数据，需要传输给组态王，实现数据监控。仪表采用Microchip公司的高速16位新型单片机dspic33fj128jp708，分别采集A、B、AB三相的电压、电流和本站的温度及湿度信号，另外还有按键输入控制、继电器输出等外设，仪表支持标准的RS485通讯协议，然后6个仪表组成一个网络，通过RS485将实时数据上传至上位机。由于本系统各模块的正常工作需要+5V电源供电，电源电路的设计选用H7805 系列5V供电。其主要特点：输出电流可达 1A；输出电压有：5V；过热保护；短路保护；输出晶体管 SOA

8、保护。7805是低电压工作的单片机，其工作电压范围为5V， C2，C3，C4，C5滤除交流噪声，使输出电流更平稳，还可以在突发大电流变压器不够用时，该电容可以补充瞬间的不足。复位电路影响到传感器节点运行的是否稳定，本文中主要采用基本按键复位电路。主要功能是在系统上电是提供一个复位信号给 dspic33fj128jp708，使其进入复位状态，当传感器节点电源稳定后，就自动撤销复位信号把输入进来的电流电压信号，经整流电路整流，经运算放大电路转换，输送给单片机，进行处理运算。由Microchip公司推出的新一代高速、低功耗、高性能、超强干扰的单片机dspic33fj128jp708 ，模块由对传感器

9、采集来的数据信息进行数据的存储，并进行数据分析与处理，与485通信模块相连，实现了数据发送3.4 3.4 下位机与组态软件的通信下位机与组态软件的通信组态王进行设计开发系统时，为我们提供了几乎所有的大规模厂商的板卡和模块的驱动程序支持，但对自己独立开发的板卡和模块，没有相应的驱动对其支持。开发高压电网监控系统通信模块时，需要利用DDE技术让组态和VB编写的驱动程序进行通信，进而实现组态王对现场数据的采集。4 4 高压电网监控系统的组态设计高压电网监控系统的组态设计该组态设计主要包含主监控界面、报警解除、实时数据查询、历史数据查询组成。实现数据实时监测、记录、报警功能，具体功能如下：（1）数据采集 ：采集所有测量量和信号量。（2）数据处理 ：对采集来的数据与报警参数进行对比，进行实时报警。（3）画面显示和操作功能 ：显示电力系统实时网络图；显示各变电设备实时运行参数；电压变化曲线，包括计划值和实际值；显示运行参数的越限告警和事故告警；显示峰值数据。（4）数据存储和事件记录 ：定时存储运行参数；报警数据和报警时间记录。（5）报表打印：打印时间段内的电网运行情况。包括电流、电压、是否报警、温湿度参数，打印电流变化曲线。5 5 远程监控服务器搭建远程监控服务器搭建网站采用Apache作为服务器，在非本地测试的情况下，只要输