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隧道供电监控系统设计与实现

作　者: 徐青汇
导　师: 许春香；叶方才
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 隧道供电 监控系统 现场总线 通信 组态软件
分类号: TM76
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 55次
引　用: 1次
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内容摘要


随着国家对基础设施建设投资力度的增大,我国公路交通事业在近年来得到了飞速发展,隧道这种特殊的公路形式也在西部山区得到了越来越多的应用。隧道供电监控系统作为保障隧道内机电设备正常运行的重要措施,对保障隧道安全运营,实现变电站的无人值守、远程监控和故障自动报警等功能,大幅提高隧道的运营管理水平有十分重要的意义。本文针对我国目前隧道运营现状,以隧道供电监控系统为研究对象,充分运用计算机技术、自动化技术及网络通信技术,开发了一套结构合理、经济性好、可操作性强的隧道供电监控系统,以进一步提高隧道机电设备的供电质量和供电可靠性,减小供配电维护工作量,从而实现公路隧道供电监控系统的自动化。论文首先对隧道供电监控系统进行了总体设计,根据功能要求分别从系统结构、设备组成和通信形式三方面对系统进行了总体分析,并给出了系统的总体设计方案,参考集散控制系统和分布式控制系统的设计方法将系统分成若干功能模块,并在结构上将系统分成三个层次,各层次根据需要选择不同的控制器,并利用现场总线实现各层次之间的互联。然后,根据隧道供电监控系统的结构形式和各层次的功能要求对硬件设备的集成进行了研究,分别选择工控机、PLC和现场数据采集设备作为各层的硬件设备,并根据各层的功能和设备特点选取以太网、Controller Link和DeviceNet现场总线作为各层间的通信方式,进而将所选择的硬件设备进行了网络连接和系统参数配置。进而,对隧道供电监控系统的软件系统进行了设计。在分析各层通信协议的基础上,给出了数据传输通信程序的设计方法。并利用组态软件MCGS对上位机监控程序进行了开发,使监控程序具有实时显示各种现场参数的变化曲线、对各种原始数据进行存储以及随时查看历史记录的功能,充分实现控制的自动化和智能化。最后,从硬件设备、通信系统和监控软件三方面对隧道供电监控系统进行了测试,结果表明:系统运行良好,能满足隧道供电的要求。并以实际的隧道供电监控工程的为应用对象,验证了所设计系统的实际工程应用价值。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-17
  1.1 课题研究的背景及意义  10-11
    1.1.1 研究背景  10
    1.1.2 研究意义  10-11
  1.2 隧道供电监控系统国内外发展现状  11-13
    1.2.1 国外发展现状  11-12
    1.2.2 国内发展现状  12-13
  1.3 隧道供电监控系统关键技术  13-15
    1.3.1 监控系统结构模式  13
    1.3.2 监控系统设备集成  13-14
    1.3.3 监控系统数据传输  14-15
  1.4 本文的主要内容及章节安排  15-17
第二章 隧道供电监控系统总体设计  17-27
  2.1 隧道供电监控系统概述  17
  2.2 隧道供电监控系统功能要求  17-18
  2.3 隧道供电监控系统总体分析  18-23
    2.3.1 隧道供电监控系统结构分析  18-20
    2.3.2 隧道供电监控系统设备组成  20-21
    2.3.3 隧道供电监控系统通信形式  21-23
  2.4 隧道供电监控系统总体设计方案  23-26
    2.4.1 系统主要功能  23-24
    2.4.2 系统模块划分  24-25
    2.4.3 系统架构设计  25-26
  2.5 本章小结  26-27
第三章 隧道供电监控系统硬件集成  27-36
  3.1 硬件设备集成目标  27
  3.2 硬件设备选型  27-29
    3.2.1 监控级设备选择  27-28
    3.2.2 控制级设备选型  28-29
    3.2.3 现场级设备选型  29
  3.3 现场总线选型  29-31
    3.3.1 现场总线技术概述  29-30
    3.3.2 系统现场总线选型  30
    3.3.3 所选现场总线简介  30-31
  3.4 硬件设备集成  31-35
    3.4.1 所选设备组网  31-33
    3.4.2 设备参数配置  33-35
  3.5 本章小结  35-36
第四章 隧道供电监控系统通信程序设计  36-52
  4.1 概述  36
  4.2 通信程序开发环境简介  36-37
    4.2.1 开发工具选取  36-37
    4.2.2 CX-Programmer 4.0 主要特点  37
  4.3 上位机与PLC 通信程序设计  37-43
    4.3.1 Socket 通信协议分析  37-38
    4.3.2 Socket 通信程序设计  38-43
  4.4 基于Controller Link 的PLC 通讯程序设计  43-48
    4.4.1 Controller Link 通信协议解析  43-46
    4.4.2 Controller Link 通信程序设计  46-48
  4.5 基于DeviceNet 现场数据传输程序设计  48-51
    4.5.1 DeviceNet 通信协议解析  48-49
    4.5.2 DeviceNet 通信程序设计  49-51
  4.6 本章小结  51-52
第五章 隧道供电监控系统上位机监控程序设计  52-65
  5.1 概述  52
  5.2 组态软件简介  52-53
  5.3 MCGS 开发平台  53-56
    5.3.1 MCGS 简介及特点  53-54
    5.3.2 MCGS 工程组成  54
    5.3.3 MCGS 与外部设备连接方式  54-56
  5.4 基于MCGS 的上位机监控程序开发  56-64
    5.4.1 监控程序开发步骤  56-60
    5.4.2 监控系统界面  60-61
    5.4.3 工作状态显示  61-62
    5.4.4 系统参数设定  62-63
    5.4.5 历史记录查询  63-64
  5.5 本章小结  64-65
第六章 隧道供电监控系统测试与应用  65-72
  6.1 隧道供电监控系统测试  65-67
    6.1.1 硬件系统测试  65-66
    6.1.2 通信系统测试  66
    6.1.3 监控软件测试  66-67
    6.1.4 系统测试结论  67
  6.2 隧道供电监控系统应用  67-70
    6.2.1 工程概况介绍  67-69
    6.2.2 系统应用效果  69-70
    6.2.3 系统应用结论  70
  6.3 本章小结  70-72
第七章 结论与展望  72-74
  7.1 结论  72-73
  7.2 展望  73-74
致谢  74-75
参考文献  75-78

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的自动化
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