基于组态王和工业以太网的电力监控系统
《基于工业以太网与现场总线的煤矿井下供电监控系统设计》范文
《基于工业以太网与现场总线的煤矿井下供电监控系统设计》篇一一、引言随着煤炭工业的快速发展，煤矿井下供电系统的稳定性和安全性变得越来越重要。
为了提高煤矿生产效率和保障人员安全，设计一套基于工业以太网与现场总线的煤矿井下供电监控系统显得尤为重要。
本文将详细介绍该系统的设计思路、实现方法和应用效果。
二、系统设计目标本系统设计的主要目标是实现煤矿井下供电系统的实时监控、故障诊断、远程控制和数据管理。
通过工业以太网和现场总线的结合，提高供电系统的可靠性和安全性，降低故障发生率，保障矿工生命安全，同时提高煤矿生产效率。
三、系统架构设计1. 网络架构设计本系统采用工业以太网和现场总线相结合的网络架构。
工业以太网具有高速、稳定、可靠的特点，适用于井上与井下的数据传输。
现场总线则负责井下设备之间的数据传输，实现设备的实时监控和远程控制。
2. 硬件设计硬件部分包括传感器、执行器、工业以太网交换机、现场总线设备等。
传感器负责采集供电系统的各种参数，如电压、电流、功率因数等。
执行器则根据监控系统的指令，对供电系统进行控制。
工业以太网交换机负责数据的传输和交换。
现场总线设备则实现设备间的数据通信。
3. 软件设计软件部分包括监控系统软件和数据分析软件。
监控系统软件实现实时监控、故障诊断、远程控制等功能。
数据分析软件则对采集的数据进行分析和处理，为决策提供支持。
四、系统功能实现1. 实时监控通过传感器采集供电系统的各种参数，实时显示在监控界面上，使管理人员能够随时了解供电系统的运行状态。
2. 故障诊断监控系统根据采集的数据，对供电系统进行故障诊断。
一旦发现故障，立即报警并显示故障信息，方便管理人员及时处理。
3. 远程控制通过工业以太网和现场总线，实现对供电系统的远程控制。
管理人员可以在任何地点，通过计算机或手机等设备，对供电系统进行控制。
4. 数据分析与处理数据分析软件对采集的数据进行分析和处理，为决策提供支持。
如分析供电系统的运行规律，预测设备故障等。
基于组态的工业监控系统设计
图１系统总体框 图
根 据现 在 的 市场 需 求 ， 工 业 自动 化已 经成 为了一种 发展 趋 势， 尤其 在计 算机 技 术和 监控 技 术的 快速 发 展 后， 工 业 自动 化 的水平在
５ ． ２ 电气控 制部分
气 压传 动系统 的工作原 理 ， 是利 用空气 压缩 机把 电动 机或 者其
序。 运 用 组 态 王 软 件 组 建 上 层 监 测 系 统 ，阐 述 设 计 方 法 ， 设 计 自动 化
表１物料传感器参数表
参数 技术 指标
生产 线 系 统的 监控 程 序 。 对 自动 化生 产 线 系统 进行 安 装调 试 ， 确 保 程 序准 确 ， 监 控 程序 能 动态 反 映 自动 化生 产 线 系统 的运 行过 程 。系
各 监控 点 之 间的 连 续 、 可 靠的 数 据 信息 交换 得 到 了实现 ， 也 表 明了
这 种监控 系统 是 安全有 效和 经济实用 的。
３硬 件设 计
硬 件 设 计是 Ｐ ＬＣ控 制 系 统的 非 常 重要 的一 个 环 节 ， 这 关 系着 ＰＬ Ｃ控制 系统 运行 的安全 性 、 可靠 性以及 稳定性 。
统总体 框 图如 图ｌ 所示：
输 出灵敏 度
输入 电 阻 输 出 电阻 绝缘 电 阻
激励 电压
２ ． ０ ±１ ％ Ｉ Ⅱ ｖ ／ Ｖ
３ ５ ０ ±３ Ｏ Ｑ ３ ５ ０ ±５ Ｑ ≥５ ０ ０ Ｍ Ｑ／ ｌ Ｏ Ｏ Ｖ Ｉ ） Ｃ
５ Ｖ
颜 色传 感器 是 将 物体 颜 色跟 之 前 已经 显示 的 参考 颜 色进 行 比 较 来检 测 颜色 的机 器。经 分析，采用ＴＣＳ ３ ２ Ｏ Ｏ Ｄ颜 色传感 器 。 这个传 感器 是ＴＡＯＳ 公 司推 出的ＲＧＢ彩色 光／频 率转 换 器 ， 带有 数 字 兼容
基于组态王和VB的工业远程监控系统
基于组态王和VB 的工业远程监控系统黄卫华1,方康玲1,周红军1,肖 伟2(11武汉科技大学信息科学与工程学院,湖北武汉430081;21武钢工业港)[摘 要]针对实际应用过程中,组态王存在串口通信和数据处理方面的不足,本文结合Visual Basic 6.0混合编程,实现了一种适合工业现场的远程监控系统。
实践证明,该系统稳定可靠,易于扩展。
[关键词]组态王;VB ;远程监控;工业港[中图分类号]TP274 [文献标识码]B [文章编号]100027059(2005)022*******An industry remote supervisory system based on Kingvie w and VBHUAN G Wei 2hua 1,FAN G Kang 2ling 1,ZHOU Hong 2jun 1,XIAO Wei 2(College of Information Science and Engineering ,Wuhan University of Science and Technology ,Wuhan ,430081,China )Abstract :In practical application ,there are some shortages in aspect of serial communication and da 2ta processing in K bined with Visual Basic 610mixed programming ,an industry remote supervisory system based on K ingview and VB is introduced.Practice proves that this system is steady ,reliable ,and easy to be extended.K ey w ords :K ingview ;VB ;remote supervisory system ;industry port0 引言在工业监控系统中,国产组态软件的应用越来越普遍,其中组态王615具有良好的图形界面、丰富的驱动程序和网络功能,价格适中,因而在国内冶金、电力等领域应用广泛。
基于组态王的变电站综合自动化监控系统设计
分析、 逻辑判断和对历史数据及分析结果进行存储， 并且为用户提 供良好的人机接口。操作人员可以通过服务器电脑对系统运行情 况进行监视， 对运行参数进行整定， 实现远距离监控功能。工控机 采用研华公司生产的 IPC－610H 工控机。此工控机专门为工业恶 劣环境下工作而设计， 能够很好地满足本系统的设计要求。 2.4 电源模块 电源采用西南自动化研究所的 WBWY－S1 微型稳压直流电 用于整个综合自动化系统的直流电源 源， 提供＋24 V 的直流电， 供电， 保证整个系统的可靠性。
断路器动作次数、断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数 的累计数、 输电线路的有功功率和无功功率 、 变压器的有功功率 母线电压定时记录的最大值和最小值 、 控制操作及 和无功功率、 修改整定值的记录。
4 结语
本设计采用组态王软件制作变电站综合自动化系统的监控 系统， 并对监控系统的硬件设备进行了选型， 设计出了一种智能 化程度高 、 技术先进 、 可靠性高的变电站综合自动化监控系统 。 该系统可以实现远程监视与控制，并且在无人值班时具有一定 的自动运行能力，对提高电力系统稳定运行和输送电能质量具 有积极的作用。 参考文献 ［1］ 张亚妮. 浅谈变电站综合自动化 ［J］ . 科技创新导报， 2010 （4 ） ： 103. ［2］ 张建， 薛兴强， 张羽歆 . 变电站综合自动化系统 ［J］ . 煤炭技 术， 2010， 29 （9 ） ： 42－43. 203
科技情报开发与经济 文章编号： 1005-6033 （2011 ） 10－0204-04
SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT ＆ ECONOMY
20 11 年
第 21 卷
第 10 期
收稿日期： 2011－02－23
《基于工业以太网与现场总线的煤矿井下供电监控系统设计》
《基于工业以太网与现场总线的煤矿井下供电监控系统设计》一、引言煤矿生产是国民经济的重要组成部分，而煤矿井下的供电安全与监控系统则是保障煤矿生产安全、提高生产效率的重要手段。
随着工业自动化和智能化技术的不断发展，基于工业以太网与现场总线的煤矿井下供电监控系统设计已成为当前研究的热点。
本文旨在探讨如何设计一套高效、稳定、可靠的煤矿井下供电监控系统，以提高煤矿生产的安全性和效率。
二、系统设计概述本系统设计以工业以太网和现场总线技术为基础，通过传感器、执行器、监控终端等设备，实现对煤矿井下供电系统的实时监控和远程控制。
系统主要由以下几部分组成：数据采集层、数据传输层、数据处理层和应用层。
三、数据采集层设计数据采集层是整个系统的感知部分，主要负责对煤矿井下供电系统的各种参数进行实时采集。
包括电压、电流、功率因数、温度、湿度等关键参数。
本层采用高精度的传感器设备，通过现场总线与数据处理层进行通信，实现数据的实时传输。
四、数据传输层设计数据传输层是连接数据采集层和数据处理层的桥梁，主要负责对采集到的数据进行传输。
本层采用工业以太网技术，具有高速度、高可靠性、高安全性等特点，能够满足煤矿井下复杂环境的数据传输需求。
同时，本层还采用冗余技术，确保数据传输的稳定性和可靠性。
五、数据处理层设计数据处理层是整个系统的核心部分，主要负责对传输过来的数据进行处理和分析。
本层采用高性能的计算机或服务器设备，运行专门的监控软件，实现对数据的实时处理和分析。
当发现异常数据时，系统会及时报警并采取相应的措施，确保煤矿井下供电系统的安全稳定运行。
六、应用层设计应用层是整个系统的输出部分，主要负责对处理后的数据进行展示和远程控制。
本层采用人机界面（HMI）或监控中心软件，实现对煤矿井下供电系统的实时监控和远程控制。
同时，本层还支持与其他系统的接口连接，实现信息的共享和互通。
七、系统特点与优势1. 实时性：基于工业以太网和现场总线的系统设计，能够实现数据的实时采集和传输，确保对煤矿井下供电系统的实时监控。
基于PLC和组态王的泵站监控系统设计
基于PLC和组态王的泵站监控系统设计一、本文概述随着工业自动化技术的快速发展，泵站作为城市基础设施的重要组成部分，其运行效率和安全性日益受到人们的关注。
传统的泵站监控系统往往存在功能单操作复杂、维护困难等问题，已无法满足现代泵站管理的需求。
本文提出了一种基于PLC（可编程逻辑控制器）和组态王（KingView）的泵站监控系统设计，旨在提高泵站的自动化水平和运行效率，保障泵站的安全稳定运行。
本文首先介绍了泵站监控系统的研究背景和意义，阐述了基于PLC和组态王的泵站监控系统的基本原理和组成结构。
接着，文章详细分析了泵站监控系统的功能需求和技术要求，包括数据采集与处理、设备控制、报警与故障处理、数据存储与分析等方面。
在此基础上，文章设计了基于PLC和组态王的泵站监控系统的硬件和软件架构，并详细描述了各个模块的功能和实现方法。
本文还探讨了泵站监控系统的网络通信技术，包括PLC与上位机之间的通信、PLC与现场设备之间的通信等，确保泵站监控系统的实时性和可靠性。
文章还对泵站监控系统的安全性和稳定性进行了分析，并提出了相应的保障措施。
本文总结了基于PLC和组态王的泵站监控系统的优势和特点，展望了泵站监控系统未来的发展趋势和应用前景。
通过本文的研究，旨在为泵站监控系统的设计与实现提供有益的参考和借鉴。
二、泵站监控系统概述泵站监控系统是水利工程中的重要组成部分，其主要功能是对泵站的运行状态进行实时监控、控制和管理，以确保泵站的安全、高效运行。
泵站监控系统通常由数据采集与传输系统、控制系统、人机界面系统等多个子系统组成。
随着自动化技术的不断发展，泵站监控系统的智能化、网络化、远程化已成为发展趋势。
在泵站监控系统中，PLC（可编程逻辑控制器）扮演着核心控制器的角色。
PLC以其强大的数据处理能力、稳定的运行性能和灵活的编程方式，被广泛应用于泵站监控系统中。
PLC可以实现对泵站设备的远程控制、数据采集、状态监测、故障报警等功能，提高泵站运行的安全性和可靠性。
基于组态王的变电站运行状态在线监控系统设计与应用
基于组态王的变电站运行状态在线监控系统设计与应用针对当前变电站监控系统中存在的智能化、数字化程度低，不便远程控制，控制回路复杂、可靠性低、维护工作量大等问题，利用CAN现场总线技术，提出基于组态王和PLC的变压器监控系统的实施方案。
标签：变电站变压器组态王CAN总线PLC在线监控系统一、组态软件选取及监控结构设计目前市面上常用的组态软件有MCGS、组态王以及WinCC等，其中WinCC 可以集中多种自动化设备和控制软件，具有控制灵活、功能齐全等优点，可拓展性最强大。
MCGS则是国内组态软件中可靠性较好的产品，具备现场数据采集、历史实时曲线输出、报表输出以及动画显示等特点。
组态王经9年的开发优化，具备了实用、简单、可靠的优点。
目前已成为国内组态软件用户使用最多的软件，特别在航天航空领域应用较为广泛。
本文选取了组态王作为上位机的监控平台。
按照混合工艺流程要求，监控软件主要分为5块：菜单窗口、主窗口、子窗口、实时数据库窗口以及运行策略。
二、变电站电压电流实时监测设计以某变电站为例，其电气主接线，采用内桥式双母线的主结线结构。
其运行状态及部分控制要求为：变电站电气主接线Fig.1Thesubstationmainelectricalwiring 初始状态时，两套电源G1、G2同时供电，分列运行，断路器QF1、QF2、QF4、QF5、QF7都处于合闸状态，QF3、QF6处于断开态。
若电源G1、G2有一个掉电，则QF1或QF2跳闸，QF3闭合，实现两路电源的相互备用。
若K1短路，则QF7立即跳闸（速断保护）;若K2短路，QF7经2s延时跳闸（过流保护）。
在系统运行时，可以实时监控包括三相电源的电压、电流、有功和无功功率信号、开关跳合、警铃报警等。
2.1 系统构成及特点根据变电站监控系统的控制要求所设计的硬件基于CAN总线的变电站监控系统结构Fig.2ThebasedonCANbusStructureofsubstationmonitoringandcontrolsystem 该系统是具有分布式数据采集控制的计算机监控系统，它的硬件由以下几部分组成：（1）工作站它具有较高的可靠性和集成的装置结构，PCL-841总线适配卡可以插人其中。
基于工业以太网和现场总线煤矿电网监控系统分析
基于工业以太网和现场总线煤矿电网监控系统分析煤矿供电质量对矿井安全和正常生产有着直接影响，随着采煤机械化程度的提高，煤矿供配电系统运行的可靠性和合理性显得更为重要。
完善的电力监控系统可以有效地保证井下电网的安全运行，并能实现供电的“移峰填谷”，给煤矿带来巨大的社会和经济效益。
我国很多煤矿所使用的供电系统还都是原始的人工停送电模式，暴露出生产成本和管理模式上的种种不足。
随着电子信息技术、自动化技术和网络技术在煤炭行业应用的逐渐成熟，建立一套基于工业以太网和现场总线的矿井供电监控系统已经是煤炭行业发展的大趋势。
标签：工业以太网；现场总线；电网监控1、工业以太网与现场总线技术1.1 现场总线技术现场总线技术将专用微处理器置入传统的测量控制仪表，使它们各自都具有了数字计算和数字通信能力，采用可进行简单连接的双绞线等作为总线，把多个测量控制仪表连接成的网络系统，并按公开、规范的通信协议，在位于现场的多个微机化测量控制设备之间以及现场仪表与远程监控计算机之间，实现数据传输与信息交换，形成各种适应实际需要的自动控制系统。
现场总线控制系统既是一个开放的通信网络，又是一种全分布式的控制系统。
它作为智能设备的联系纽带，把挂接在总线上、作为网络节点的智能设备连接为网络系统，并进一步构成自动化系统，实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化及管控一体的综合自动化功能。
1.2 工业以太网技术工业以太网一般是指技术上与商业以太网（即IEEE802.3标准）兼容，但在材质的选用、产品的强度、适用性以及实用性、可互操作性、可靠性、抗干扰性和本质安全等方面能够满足工业现场需要的一种以太网，其主要技术特点体现在以下几个方面：1）通信确定性与实时性。
首先，Ethernet的通信速率的提高意味着网络负荷的减轻和网络传输延时的减小，使网络碰撞机率大大下降。
其次，采用星型网络拓扑结构，Ethernet交换机具有数据存储、转发的功能，使各端口之间输入和输出的数据帧能够得到缓冲，同时交换机还可对网络上传输的数据进行过滤，使每个网段内节点间数据的传输只限在本地网段内进行，从而降低了网络负荷。
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基于组态王和工业以太网的电力监控系统
摘要：本文设计了基于组态王和工业以太网的电力监控系统，并介绍了系统软、硬件的设计以及系统功能。
应用结果表明，该系统运行可靠，实时性高，在工程中有一定的参考价值。
关键词：组态王，mobus ，工业以太网，电力监控
Abstract: in this paper, based on configuration and the king and the industrial Ethernet power monitoring system, and introduces the design of the system software and hardware and system function. The application shows that the system reliable operation, high real-time, in engineering is of some reference value.
Keywords: configuration king, mobus, industrial Ethernet, power monitoring 一引言
为了更好地满足大电网、大机组、高电压的电网实时监控要求，除常规远动终端、智能电度表和继电保护装置等智能电子设备采集电网实时数据外，还须采用软件对电网进行监控。
本文详细介绍了组态王在中储粮某储备库电力监控系统中的应用。
二系统设计
1、系统结构
该储备库变电所较多，且地址位置分散，要求监测供电设备和生产设备共180多台，基本涵盖了供电、运输、通风、清扫、除尘等粮库设备的各个方面。
出于成本和可靠性考虑, 本系统双层结构，上层为监控管理层，上位机通过工业以太网对各配电室的电能参数进行远程监控，下层是现场设备监控层，通过RS-485总线读取现场仪表实时数据。
系统结构如下图所示：
2、系统硬件设计
1）RS-485总线设计原则
本系统电力仪表采用江苏斯菲尔公司PA19系列数显电流表，PA19系列数显电流表适用于低压配电系统的单相、三相或多相电流参数测量。
该系列仪表变比可编程，可扩展开关量输入、继电器输出、模拟量输出及通讯功能，通讯支持Modbus-RTU通讯协议。
本系统共有8个变电站，每个变电站中仪表个数如表1所示。
变电站名称电力仪表个数
1#变电站19
2#变电站19
3#变电站20
4#变电站19
5#变电站19
6#变电站37
7#变电站38
8#变电站12
由于监控软件为周期扫描模式，如果总线上仪表数量过多会大大降低监控软件显示的实时性，为了保证通讯速率、通讯的可靠性以及通讯的实时性，将电力仪表波特率设置为9600bps,且每路RS-485总线上电力仪表数目限制在10个左右，同时在每路485总线的末端接120Ω终端电阻。
综上，1-5#变电站和8#变电站需2路485总线，6-7#变电站需4路RS-485总线。
由于系统上层结构采用工业以太网的传输方式，因此需要进行以太网至RS-485的转换，本系统采用MOXA Nport系列串口服务器将串口设备连接至以太网络。
其中1-5#变电站、8#变电站采用Nport 5230(2个RS-285接口)，6-7#变电站采用Nport 5430 串口服务器（4个RS-485接口）。
2）工业以太网设计原则
由于变电站至监控终端距离较远，为了提高通讯传输的可靠性，系统采用光纤传输方式。
因此需要进行电-光-电转换，即各个变电站串口服务器网口输出接光电转换器网口输入，光电转换器光口经光纤接至监控室光电转换器光口，监控室光电转换器网口输出接监控交换机，监控计算机通过网线接监控交换机即可实现对各个变电站电力仪表的远程监控。
3、系统软件设计
本系统采用KingView软件(组态王)来实现电力监控软件的设计，Kingview是亚控公司推出的第一款针对中小型项目推出的用于监视与控制自动化设备和过程的SCADA产品，也是亚控公司的第一款产品。
自Kingview问世以来，以其易学易用、功能齐全、物美价廉的产品优势成为国产最著名的组态软件产品。
本系统软件根据不通的变电站进行分类,提供简洁明了的用户使用界面。
整个显示器屏幕分成3个区域:系统菜单选择区、设备状态画面区、系统设备故障报警区。
监控系统的画面由静态和动态画面两部分组成。
静态画面一般反映系统中主要设备的位置和配置情况。
动态画面则反映系统和设备的实时运行情况。
通过它们及其各种组合(以文字或图形的颜色、线条、闪烁等形式) 可以清楚直观的反映了变电站,母线,变压器,开关等设备的运行情况。
电压,电流、功率和电能等重要模拟量的显示使用动态文本,画面的数字根据库标签数值的变化不断地刷新。
本系统为报警限值提供了接口，用户可以通过该接口设定各个设备模拟量的报警限值，为用户修改报警限制提供了极大的方便。
三系统功能
为了更好的实现对系统运行设备的电能参数进行远程监控和管理，本系统进行了下列功能的开发：仪表通讯状态监控、数据采集、趋势曲线显示、报警显示以及电能报表等功能。
1、仪表通讯状态监控
为了能够直观的显示变电站各个电力仪表的通讯好坏，系统开发了本功能。
组态王数据词典里对每个通讯设备都有CommErr寄存器来指示设备的通讯状态，CommErr为0则表明通讯正常，如果ComErr为1，则表明通讯失败。
也可以强制CommErr寄存器为1，则不对该设备进行通讯。
因此，我们可以通过读取该寄存器并辅助以图形化的方式来显示设备的通讯状态。
2、数据采集
本系统数据主要采集变电站进线柜的电压、电流、功率、功率因数、电能以及运行设备的电流信息等模拟量信号。
按照电力仪表手册中各个参数的地址、在组态王数据词典里进行相应的配置即可读取设备电能参数值。
3、趋势曲线显示
趋势曲线用来显示各种模拟量的变化趋势，通过趋势曲线操作员可以看出电压、电流等参数的变化情况。
趋势曲线分为实时曲线和历史曲线两种。
实时曲线主要显示当前参数的实时值，该曲线会随着时间的变化而向前推移。
历史曲线主要显示过去的一段时间内参数的变化情况，本系统历史曲线可以显示过去一段时间内参数的最大、最小值以及平均值，使操作员能够更加直观的了解一段时间内设备的运行情况。
强大的数据存储功能可以将参数的历史数据保存200多天的时间，即操作员可以查询200多天内设备运行时的电能参数，并通过历史趋势曲线反应出来。
4、报警显示
如果当前设备运行的电压、电流等值超过操作员设定的报警限值，则报警信息框中会实时弹出报警信息。
报警信息显示报警设备的名称、参数值、设定限值等情况，以便操作员采取正确的处理措施。
同时，系统为报警参数的限值设置提供了接口，操作员可以自己设定报警限制以及修正报警限值。
5、电能报表
电能报表可以查看一个设备或多个设备过去一段时间内的耗电情况，电能报表还具有打印、导出至EXCEL文件等功能。
结束语
本文介绍的基于组态王和工业以太网的电力监控系统实时性好、性价比高，符合工业过程控制的流行趋势，大大提高了现场操作人员的工作效率。
该系统的运行结果表明该系统运行安全、可靠，且易于扩展，在工程上有一定的借鉴意义。
曾做过煤矿直流提升机（1800KW容量）的现场调试工作。
擅长直流传动，PLC集散控制。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。