發(fā)布時間：2023-03-27 16:41:57
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的系統(tǒng)技術(shù)論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護(hù)技術(shù)得天獨(dú)厚，在40余年的時間里完成了發(fā)展的4個歷史階段。
建國后，我國繼電保護(hù)學(xué)科、繼電保護(hù)設(shè)計、繼電器制造工業(yè)和繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍從無到有。在大約10年的時間里走過了先進(jìn)國家半個世紀(jì)走過的道路。上世紀(jì)50年代，我國工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備性能和運(yùn)行技術(shù)，建成了一支具有深厚繼電保護(hù)理論造詣和豐富運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍。對全國繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍的建立和成長起了指導(dǎo)作用。阿城繼電器廠引進(jìn)消化了當(dāng)時國外先進(jìn)的繼電器制造技術(shù)，建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國己建成了繼電保護(hù)研究、設(shè)計、制造、運(yùn)行和教學(xué)的完整體系。這是機(jī)電式繼電保護(hù)繁榮的時代，為我國繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2、電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的配置與應(yīng)用
2.1繼電保護(hù)裝置的任務(wù)
繼電保護(hù)主要利用電力系統(tǒng)中原件發(fā)生短路或異常情況時電氣量(電流、電壓、功率等)的變化來構(gòu)成繼電保護(hù)動作。繼電保護(hù)裝置的任務(wù)在于：在供電系統(tǒng)運(yùn)行正常時，安全地。完整地監(jiān)視各種設(shè)備的運(yùn)行狀況，為值班人員提供可靠的運(yùn)行依據(jù)；供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動地、迅速地、并有選擇地切除故障部分，保證非故障部分繼續(xù)運(yùn)行；當(dāng)供電系統(tǒng)中出現(xiàn)異常運(yùn)行工作狀況時，它應(yīng)能及時準(zhǔn)確地發(fā)出信號或警報，通知值班人員盡快做出處理。
2.2繼電保護(hù)裝置的基本要求
1）選擇性：當(dāng)供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時，繼電保護(hù)除。首先斷開距離故障點(diǎn)最近的斷路器，以保證系統(tǒng)中其它非故障部分能繼續(xù)正常運(yùn)行。
2）靈敏性：保護(hù)裝置靈敏與否一般用靈敏系數(shù)來衡量。在繼電保護(hù)裝置的保護(hù)范圍內(nèi)，不管短路點(diǎn)的位置如何、不論短路的性質(zhì)怎樣，保護(hù)裝置均不應(yīng)產(chǎn)生拒絕動作；但在保護(hù)區(qū)外發(fā)生故障時，又不應(yīng)該產(chǎn)生錯誤動作。
3）速動性：是指保護(hù)裝置應(yīng)盡可能快地切除短路故障?？s短切除故障的時間以減輕短路電流對電氣設(shè)備的損壞程度，加快系統(tǒng)電壓的恢復(fù)，從而為電氣設(shè)備的自啟動創(chuàng)造了有利條件，同時還提高了發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的穩(wěn)定眭。
4）可靠性：保護(hù)裝置如能滿足可靠性的要求，反而會成為擴(kuò)大事故或直接造成故障的根源。為確保保護(hù)裝置動作的可靠性，必須確保保護(hù)裝置的設(shè)計原理、整定訓(xùn)算、安裝調(diào)試正確無誤；同時要求組成保護(hù)裝置的各元件的質(zhì)量可靠、運(yùn)行維護(hù)得當(dāng)、系統(tǒng)簡化有效，以提高保護(hù)的可靠性。
2.3保護(hù)裝置的應(yīng)用
繼電保護(hù)裝置廣泛應(yīng)用于工廠企業(yè)高壓供電系統(tǒng)、變電站等，用于高壓供電系統(tǒng)線路保護(hù)、主變保護(hù)、電容器保護(hù)等。高壓供電系統(tǒng)分母線繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用，對于不并列運(yùn)行的分段母線裝設(shè)電流速斷保護(hù)，但僅在斷路器合閘的瞬間投入，合閘后自動解除。另外，還應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)，對于負(fù)荷等級較低的配電所則可不裝設(shè)保護(hù)。變電站繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用包括：
①線路保護(hù)：一般采用二段式或三段式電流保護(hù)，其中一段為電流速斷保護(hù)，二段為限時電流速斷保護(hù)，三段為過電流保護(hù)。
②母聯(lián)保護(hù)：需同時裝設(shè)限時電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)。
③主變保護(hù)：主變保護(hù)包括主保護(hù)和后備保護(hù)，主保護(hù)一般為重瓦斯保護(hù)、差動保護(hù)，后備保護(hù)為復(fù)合電壓過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)。
④電容器保護(hù)：對電容器的保護(hù)包括過流保護(hù)、零序電壓保護(hù)、過壓保護(hù)及失壓保護(hù)。
隨著繼電保護(hù)技術(shù)的飛速發(fā)展，微機(jī)保護(hù)的裝置逐漸投入使用，由于生產(chǎn)廠家的不同、開發(fā)時間的先后，微機(jī)保護(hù)呈現(xiàn)豐富多彩、各顯神通的局面，但基本原理及要達(dá)到的目的基本一致。
3、繼電保護(hù)裝置的維護(hù)
值班人員定時對繼電保護(hù)裝置巡視和檢查，并做好各儀表的運(yùn)行記錄。在繼電保護(hù)運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象時，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視并向主管部門報告。建立崗位責(zé)任制，做到每個盤柜有值班人員負(fù)責(zé)。做到人人有崗、每崗有人。值班人員對保護(hù)裝置的操作，一般只允許接通或斷開壓板，切換開關(guān)及卸裝熔絲等工作，工作過程中應(yīng)嚴(yán)格遵守電業(yè)安全工作規(guī)定。
做好繼電保護(hù)裝置的清掃工作。清掃工作必須由兩人進(jìn)行，防止誤碰運(yùn)行設(shè)備，注意與帶電設(shè)備保持安全距離，避免人身觸電和造成二次回路短路、接地事故。對微機(jī)保護(hù)的電流、電壓采樣值每周記錄一次，每月對微機(jī)保護(hù)的打印機(jī)進(jìn)行定期檢查并打印。定期對繼電保護(hù)裝置檢修及沒備查評：
①檢查二次設(shè)備各元件標(biāo)志、名稱是否齊全；
②檢查轉(zhuǎn)換開關(guān)、各種按鈕、動作是否靈活無卡涉，動作靈活。接點(diǎn)接觸有無足夠壓力和燒傷；
③檢查控制室光字牌、紅綠指示燈泡是否完好；
④檢查各盤柜上表計、繼電器及接線端子螺釘有無松動；
⑤檢查電壓互感器、電流互感器二次引線端子是否完好；
⑥配線是否整齊，固定卡子有無脫落；
⑦檢查斷路器的操作機(jī)構(gòu)動作是否正常。
根據(jù)每年對繼電保護(hù)裝置的定期查評，按情節(jié)將設(shè)備分為三類：經(jīng)過運(yùn)行檢驗(yàn)，技術(shù)狀況良好無缺陷，能保證安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的設(shè)備為一類設(shè)備；設(shè)備基本完好、個別零件雖有一般缺陷，但尚能安全運(yùn)行，不危及人身、設(shè)備安全為二類設(shè)備。有重大缺陷的設(shè)備，危及安全運(yùn)行，出力降低，“三漏”情況嚴(yán)重的設(shè)備為三類。如發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)有缺陷必須及時處理，嚴(yán)禁其存在隱患運(yùn)行。對有缺陷經(jīng)處理好的繼電保護(hù)裝置建立設(shè)備缺陷臺帳，有利于今后對其檢修工作。
隨著電力系統(tǒng)的告訴發(fā)展和計算機(jī)通信技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展向計算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、—體化、智能化方向發(fā)展，這對繼電保護(hù)工作者提出了新的挑戰(zhàn)。只有對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，按時巡檢其運(yùn)行狀況，及時發(fā)現(xiàn)故障并做好處理，保證系統(tǒng)無故障設(shè)備正常運(yùn)行，提高供電可靠性。
參考文獻(xiàn)：
[1]王翠平．繼電保護(hù)裝置的維護(hù)及試驗(yàn)[J]．科苑論壇．
[2]嚴(yán)興疇．繼電保護(hù)技術(shù)極其應(yīng)用[J].科技資訊，2007．
（一）充分調(diào)動企業(yè)人力資源
人力資源是企業(yè)各種資源中最具能動性的資源，其中起著最關(guān)鍵作用的是企業(yè)家，企業(yè)家應(yīng)當(dāng)具有創(chuàng)新精神、有戰(zhàn)略眼光，有組織協(xié)調(diào)能力，有組織領(lǐng)導(dǎo)能力。因此，應(yīng)著力培養(yǎng)具備此種潛質(zhì)的企業(yè)家，帶領(lǐng)企業(yè)走向創(chuàng)新之路，充分發(fā)揮企業(yè)的競爭優(yōu)勢或競爭潛力。此外，企業(yè)還應(yīng)重視人才的引進(jìn)、管理、培養(yǎng)，并為人才提供良好的工作和生活環(huán)境，使之可以全身心地投入到科研、發(fā)明、管理、營銷等工作中。
（二）建立注重創(chuàng)新的企業(yè)文化
企業(yè)文化是企業(yè)管理的基本理念系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為企業(yè)的行為模式，并經(jīng)由在實(shí)踐中反復(fù)操作，通過制度鞏固和強(qiáng)化而形成的，植根于企業(yè)員工行為和心理之中的一種機(jī)制。文化資源是知識創(chuàng)新的基礎(chǔ)，決定著企業(yè)在不同時空知識的方向、內(nèi)容及方式的選擇。所以要注重學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進(jìn)的企業(yè)管理理念，形成積極向上、注重創(chuàng)新的企業(yè)文化，引導(dǎo)廣大職工熱愛企業(yè)，為企業(yè)發(fā)展獻(xiàn)計獻(xiàn)策。
（三）注重實(shí)物資源及貨幣資源的積累
實(shí)物資源指的是具有生產(chǎn)設(shè)施、原材料，產(chǎn)品等以實(shí)物形態(tài)存在的資源；貨幣資源指的是價值存在的一種特殊形態(tài)的資源。雄厚的資本實(shí)力，先進(jìn)的工藝設(shè)備和完善的科研基礎(chǔ)設(shè)施等是企業(yè)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的基礎(chǔ)。企業(yè)要進(jìn)行創(chuàng)新，必須具備一定數(shù)量的實(shí)物資源，而這些實(shí)物資源的取得，通常要以積累的貨幣資源為前提。
二、建立良好的企業(yè)系統(tǒng)外部創(chuàng)新環(huán)境，構(gòu)建健康的技術(shù)創(chuàng)新體系
（一）創(chuàng)立良好的科技環(huán)境
科技環(huán)境主要包括科技水平、科技力量及科技體制等。科技水平是構(gòu)成科技環(huán)境的基礎(chǔ)；科技力量則是一個國家或地區(qū)的科研開發(fā)實(shí)力，它應(yīng)體現(xiàn)在科研機(jī)構(gòu)及科技工作者的數(shù)量、質(zhì)量、分布即構(gòu)成等多方面因素；科技體制是指一個國家社會科技系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)作方式及其與國民經(jīng)濟(jì)其他部門的關(guān)系狀態(tài)總稱，是構(gòu)成科技環(huán)境的重要環(huán)節(jié)。一個發(fā)達(dá)完善、運(yùn)作順暢的科技體制可以為大量的企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展提供基礎(chǔ)扎實(shí)的技術(shù)網(wǎng)絡(luò)平臺，支撐技術(shù)的發(fā)展和企業(yè)創(chuàng)新的成長。
（二）創(chuàng)造良好的人才環(huán)境
要為企業(yè)創(chuàng)造一個良好的人才環(huán)境，提供富有創(chuàng)新才能的科研人員、富有創(chuàng)業(yè)沖動的企業(yè)家、遠(yuǎn)見卓識的科學(xué)家、各類管理人才以及既精通專業(yè)科技知識又熟諳現(xiàn)代企業(yè)管理、金融等多方面知識的風(fēng)險投資家等等。一個完善的、高水準(zhǔn)的人才環(huán)境的建立，對于企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的發(fā)展是意義重大的。
（三）完善市場機(jī)制
企業(yè)發(fā)展的市場環(huán)境既包括產(chǎn)品市場，也包括生產(chǎn)要素和消費(fèi)資料市場等市場體系，市場機(jī)制的完善有助于企業(yè)創(chuàng)新獲得必要的資源要素，降低交易費(fèi)用。建立完善市場經(jīng)濟(jì)制度可培育企業(yè)的創(chuàng)新積極性；保護(hù)競爭、明晰產(chǎn)權(quán)等手段可使企業(yè)具有創(chuàng)新的動力。
（四）發(fā)揮政府的管理作用，創(chuàng)造完善的制度環(huán)境
政府應(yīng)該通過制定金融政策、稅收政策、政府采購等方面的一系列政策，在宏觀層面上創(chuàng)造一個有利于企業(yè)創(chuàng)新的制度環(huán)境氛圍。
（五）構(gòu)建有利于創(chuàng)新發(fā)展的良好法律環(huán)境
行政措施的觸角畢竟有限，不可能兼顧方方面面，而且各種政策也僅僅起一種導(dǎo)向作用，對現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)生活中所出現(xiàn)的利益沖突約束力較差。因此，從長遠(yuǎn)來看，必須建立一系列完善的法律法規(guī)，構(gòu)筑一個良好的法律環(huán)境，來保障各種行政措施和政策的順利實(shí)施，從而創(chuàng)造一個有利于企業(yè)發(fā)展的科技、人才、市場、政策的環(huán)境。
三、結(jié)束語
防火墻能夠?qū)υL問進(jìn)行控制，并進(jìn)行訪問的監(jiān)控，避免出現(xiàn)內(nèi)部信息外泄的情況，并且防火墻還能夠支持網(wǎng)絡(luò)地質(zhì)以及VPN功能的轉(zhuǎn)換。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息流通的時候，內(nèi)外部的數(shù)據(jù)流都必須通過防火墻，只有數(shù)據(jù)流真正的安全，那么防火墻才能夠?qū)徍送ㄟ^，由此，我們能夠發(fā)現(xiàn)，防火墻本身的抗攻擊能力也是比較強(qiáng)的。防火墻雖然能夠很好地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)防護(hù)，但是還存在一定局限，若是在進(jìn)行攻擊的時候，病毒采取的方式是撥號連接，那我們便很容通過防火墻審核，此外，若是防火墻的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議存在問題，服務(wù)器出現(xiàn)漏洞或者是進(jìn)行遭受病毒文件的傳輸，便很難保證其防護(hù)效果[2]。并且，防火墻系統(tǒng)本身也是存在一定漏洞的，安全漏洞是無法真正完全避免的。
2VPN技術(shù)
虛擬專用網(wǎng)絡(luò)的代稱便是VPN技術(shù)，這種技術(shù)是通過特殊加密手段的使用，通過通訊協(xié)議進(jìn)行專有通訊線路的建立。其不需要實(shí)體線路，僅僅需要信息技術(shù)的連接和溝通。在路由器技術(shù)中VPN技術(shù)也是重要組成部分。
3計算機(jī)信息系統(tǒng)安全技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用
計算機(jī)信息系統(tǒng)安全保護(hù)針對的時候計算機(jī)信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息以及軟硬件進(jìn)行保護(hù)，避免其受到病毒的破壞和攻擊，從而導(dǎo)致信息出現(xiàn)泄漏的情況，給系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響?，F(xiàn)在信息發(fā)展的速度非?？?，人們在平時工作生活學(xué)習(xí)中，越來越依靠計算機(jī)，若是其出現(xiàn)問題，那么會給使用者造成非常嚴(yán)重的損失，所以，必須根據(jù)需要保護(hù)好計算機(jī)信息系統(tǒng)，保證其安全性[3]。對于用戶而言，EPS加密系統(tǒng)應(yīng)用是比較透明的，用戶自己進(jìn)行文件的加密，那么其訪問的時候便不會受到任何的限制，若是沒有被授權(quán)的用戶或者其他人進(jìn)行訪問便會遭到拒絕。并且用戶通過EFS加密驗(yàn)證也是比較簡單的，在進(jìn)行系統(tǒng)登錄的時候，只要能夠登錄成功，那么便可以隨意地進(jìn)行文件的打開，其防攻擊性能比較好[4]。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信掃描的時候，防火墻的作用是比較大的，其過濾攻擊信息的效率比較高，能夠很好地對病毒的入侵進(jìn)行防護(hù)。VPN技術(shù)在進(jìn)行路由器接入之后，便會獲得路由器具有的功能，現(xiàn)在很多企業(yè)在進(jìn)行內(nèi)部資產(chǎn)安全保護(hù)的時候，便會將VPN技術(shù)應(yīng)用進(jìn)去，在安全功能發(fā)揮的過程中，很多時候都需要VPN技術(shù)參與進(jìn)去，所以VPN技術(shù)本身也是有一定的開放標(biāo)準(zhǔn)的，這樣能夠方便第三方更好地和其協(xié)作。
4結(jié)語
電力信息系統(tǒng)設(shè)備管理子系統(tǒng)主要是根據(jù)電力企業(yè)經(jīng)營目標(biāo)，通過對電力信息系統(tǒng)中設(shè)備監(jiān)測、設(shè)備信息管理以及設(shè)備維護(hù)實(shí)施的全過程的科學(xué)管理。其中設(shè)備監(jiān)測主要是對電力信息系統(tǒng)進(jìn)行24小時的監(jiān)控，如果發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常，及時向電力信息系統(tǒng)維護(hù)人員發(fā)出警報信號，以能夠?qū)ο到y(tǒng)運(yùn)行異常狀況進(jìn)行及時控制。
2業(yè)務(wù)監(jiān)控子系統(tǒng)
電力信息系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)計的目的主要是為了實(shí)現(xiàn)對電力信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng)以及WEB應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)施的監(jiān)控，同時此系統(tǒng)也是為了通過電力信息系統(tǒng)中的流量分析，空間訪問等功能對電力信息系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性進(jìn)行分析，以能夠最大限度保證電力信息系統(tǒng)的安全性，減少系統(tǒng)遭受到破壞。
3業(yè)務(wù)資產(chǎn)子系統(tǒng)
電力信息系統(tǒng)中業(yè)務(wù)資產(chǎn)子系統(tǒng)設(shè)計的目的主要是關(guān)注電力信息中數(shù)字資產(chǎn)的創(chuàng)建、使用以及傳播和銷毀等幾方面的內(nèi)容，同時業(yè)務(wù)資產(chǎn)子系統(tǒng)主要是為了采用權(quán)限管理、桌面終端控制軟件和證書等對數(shù)字資源訪問人員進(jìn)行監(jiān)控，以控制非法人員接入或者訪問，保證電力信息系統(tǒng)中數(shù)字資產(chǎn)的安全性。
4運(yùn)行維護(hù)支撐子系統(tǒng)
電力信息系統(tǒng)中的運(yùn)行維護(hù)支撐子系統(tǒng)主要是為了采用數(shù)據(jù)庫和知識庫的支撐對電力信息系統(tǒng)中安全性較低的設(shè)備進(jìn)行收集、分析和管理，同時此系統(tǒng)還能夠有效實(shí)現(xiàn)對電力信息系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)人員的管理，以實(shí)現(xiàn)對電力信息系統(tǒng)中的整個安全運(yùn)維提供有力的支撐。
5安全審計子系統(tǒng)
關(guān)鍵詞：圖像監(jiān)控電力系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用
1概述
圖像監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)、郵電、銀行等部門應(yīng)用較多，在電力系統(tǒng)的應(yīng)用尚處于初期和推廣階段。該系統(tǒng)將現(xiàn)場攝像機(jī)攝得的圖像通過一定的通訊通道傳到監(jiān)視中心，即可以清晰地看到現(xiàn)場的實(shí)際情況。圖像監(jiān)控在電力系統(tǒng)中有以下功能和特點(diǎn)：
（1）適用于無人值班變電所，監(jiān)視變電所的設(shè)備運(yùn)行和操作狀況、發(fā)熱情況，解決防火、防盜問題，并逐漸與操作人員現(xiàn)場操作的遠(yuǎn)方監(jiān)視相結(jié)合，必要時各監(jiān)控中心的圖像信息數(shù)據(jù)要上局計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，供網(wǎng)絡(luò)用戶察看。
（2）由于變電所之間距離較遠(yuǎn)，通常幾十公里，甚至上百公里，通訊是用光纖、微波或電話線等方式進(jìn)行連接，圖像信號傳到監(jiān)控中心必須經(jīng)過壓縮和解壓縮，因此圖像質(zhì)量較之現(xiàn)場的模擬信號稍有損失，必須選擇好的壓縮和解壓縮的方式以盡量減少圖像的損失。
（3）變電所設(shè)備的圖像監(jiān)視以靜態(tài)物體為主，
動態(tài)物體為輔（如操作、防盜等）；監(jiān)視平時需登高或帶電位置的設(shè)備情況，如滲油、發(fā)熱、冒煙等狀況；電力大樓的各管理、監(jiān)視用戶通過MIS網(wǎng)的終端進(jìn)行監(jiān)控。
（4）要有撤防和布防功能。當(dāng)變電所有人工作時，要撤防，以免誤報警。當(dāng)變電所位于無人狀態(tài)時，要布防。
（5）控制功能的主要對象是云臺和鏡頭，包括云臺的左右旋轉(zhuǎn)、上下俯仰、鏡頭聚焦、光圈調(diào)整和變焦變倍功能。對于多個云臺和鏡頭的控制，一般采用諸如89C51，8031等單片機(jī)加以選擇和控制。
2電力系統(tǒng)圖像監(jiān)控的組成
無人值班變電所的圖像監(jiān)控主要由攝像機(jī)、云臺、編碼器、解碼器、畫面分割器、視頻監(jiān)視器等部分組成。另外，還需與照明系統(tǒng)和防火、防盜系統(tǒng)相結(jié)合，成為一個完整的監(jiān)控系統(tǒng)。
2.1攝像機(jī)（包括云臺）
攝像機(jī)可分為：黑白、彩色、廣角、調(diào)焦、一體化等多種，適用于不同情況，技術(shù)參數(shù)也各不相同，黑白攝像機(jī)適用于光線不充足地區(qū)及夜間無法安裝照明設(shè)備的地區(qū)，可選的分辨率通常高于彩色攝像機(jī)。彩色攝像機(jī)可以觀察設(shè)備的紅綠燈等情況。一般在變電所采用彩色攝像機(jī)，經(jīng)費(fèi)緊張或攝像機(jī)數(shù)目較多時，在電容器室、電纜層等地可采用黑白攝像機(jī)；門廳可采用廣角鏡頭的攝像機(jī)；控制室、開關(guān)室宜采用連帶鏡頭、自動光圈的攝像機(jī)，對準(zhǔn)目標(biāo)后能迅速自動調(diào)整，不會因支架的抖動或人工因素造成調(diào)整困難；球型一體化攝像機(jī)是將攝像機(jī)、光學(xué)鏡頭、全方位云臺、解碼驅(qū)動器以及附屬的底座和防護(hù)罩，集成在一個單元中，可以嵌入天花板、吸頂安裝或支架安裝，適用于室外和主控室墻壁距監(jiān)控屏較遠(yuǎn)的地區(qū)。室外攝像機(jī)還可內(nèi)置自動溫感排風(fēng)和自動防霜裝置，可進(jìn)行64點(diǎn)全方位預(yù)置，隨時對2～3臺主變油位、中性點(diǎn)閘刀、電容器以及圍墻外場景進(jìn)行監(jiān)視，總體上降低成本。
此外由于壓縮方式對圖像的限制，如果圖像傳遞后清晰度最高只能做到640×480，則攝像機(jī)的只要選擇480線水平清晰度即可，不必選擇太高清晰度，以免增加造價。
2.2視頻監(jiān)視器
監(jiān)視器可分多種：工業(yè)監(jiān)視器、電腦屏幕、電視機(jī)、數(shù)十臺監(jiān)視器組成的電視墻等，可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。一般采用計算機(jī)作為監(jiān)視器的，易于操作和控制，由于要顯示多畫面圖像，宜采用17英寸以上的屏幕。采用電視機(jī)作為監(jiān)視器，價格便宜，但圖像線數(shù)較低，對圖像要求較低的場合比較適用；工業(yè)監(jiān)視器清晰度較好，但控制和調(diào)節(jié)參數(shù)的靈活度不如計算機(jī)，條件允許的情況下可以采用計算機(jī)和工業(yè)監(jiān)視器并用的方式。
2.3畫面分割器
使用畫面分割器能同時顯現(xiàn)前端多個攝像機(jī)輸出的畫面。它分為固定式的四畫面分割器和4個以上的多畫面分割器。在監(jiān)控室用計算機(jī)進(jìn)行監(jiān)視時，易采用4畫面分割設(shè)備，既使每個畫面比較清晰，容易觀察，又可以觀看多個圖像；4個以上的畫面比較小，且設(shè)備的價格比較高。
2.4編解碼設(shè)備及相應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)
遠(yuǎn)程的圖像傳輸涉及到圖像的壓縮和解壓縮，一般編碼器放置在變電所的控制室內(nèi)，將現(xiàn)場的圖像數(shù)據(jù)壓縮為數(shù)字信號，傳送到監(jiān)控中心，解碼器放置在監(jiān)控中心，解開壓縮的數(shù)據(jù)。編碼器和解碼器是互相對應(yīng)的。有一對一的配置方式，也有一對多的配置方式。基于主機(jī)的視頻圖像壓縮技術(shù)有面向硬件的和面向軟件的（如Intel的In－deo）兩大類。面向硬件的是基于DCT變換（離散余弦變換）等，有如下三種不同的算法：
（1）視頻圖像壓縮算法DVI（數(shù)字視頻交互），壓縮后圖像數(shù)據(jù)率為1．5Mbps。
（2）用于綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）通信中的H．261算法。
（3）用于動態(tài)圖像壓縮的MPEG標(biāo)準(zhǔn)，目前有MPEG1，MPEG2，MPEG4三種算法。其中MPEG1的圖像質(zhì)量與家用電視系統(tǒng)相近，壓縮后的數(shù)據(jù)率為1Mbps～2Mbps，亮度信號的分辨率為360×240，色度信號的分辨率為180×120，每秒30幀。MPEG2算法的原始目標(biāo)是對每秒30幀的720×572分辨率的視頻信號進(jìn)行壓縮，壓縮后的數(shù)據(jù)傳輸速率為5Mbps～10Mbps。
目前應(yīng)用較多的為H．261，MPEG1和MPEG2三種方式，由于變電所的圖像是靜態(tài)和動態(tài)相結(jié)合，以靜態(tài)為主，因此三種方式都適合，當(dāng)然，高倍率的數(shù)據(jù)壓縮是以損失原始數(shù)據(jù)信息量為代價的，會影響到傳輸圖像的質(zhì)量。
3圖像監(jiān)控系統(tǒng)方案的比較
3.1監(jiān)控與通訊
（1）監(jiān)控方式
1）由調(diào)度或監(jiān)控中心（在局大樓內(nèi)）統(tǒng)一監(jiān)視、控制，適用于變電所數(shù)量不多，分布較集中的電力局。
2）由若干監(jiān)控中心分別監(jiān)控變電所，再將圖像上傳到局大樓的方式，三級結(jié)構(gòu)，適用于變電所數(shù)量較多，分布較廣的地區(qū)。
3）監(jiān)控中心與MIS網(wǎng)終端應(yīng)有一定的優(yōu)先級，一般來說，監(jiān)控中心優(yōu)先控制和操作，MIS終端只能監(jiān)視和切換畫面，兩者不能有沖突．（2）通訊與傳輸方式
圖像視頻信號的傳輸途徑有多種：一點(diǎn)多址小微波、音頻電纜擴(kuò)頻通訊傳輸、光纖2M數(shù)據(jù)口傳輸、電話電纜傳輸?shù)确绞?。從?shí)際應(yīng)用效果來看，光纖傳輸效果最好。用電話線傳輸圖像容易產(chǎn)生斷續(xù)現(xiàn)象，不利于觀察防火、防盜現(xiàn)象，但觀察靜態(tài)事物，尚可應(yīng)用。
圖像監(jiān)控系統(tǒng)的分布與通訊通道的布置有關(guān)，有以下幾種方式：變電所與監(jiān)控中心有直接的通訊連接；變電所與局大樓有直接的光纖連接，監(jiān)控中心再與局大樓有通訊連接，兩種情況考慮的方案應(yīng)有所不同。
信息傳輸通常采用TCP／IP和網(wǎng)絡(luò)組波（Multicast）的技術(shù)，最大限度利用了網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能和網(wǎng)絡(luò)帶寬，避免網(wǎng)絡(luò)的擁塞．
3.2信息壓縮形式
（1）硬件壓縮、軟件解壓的方式
用一個軟件就能解決所有的解壓縮問題，且升級換代容易，降低了成本，MIS網(wǎng)上的計算機(jī)只要安裝相應(yīng)的軟件并授權(quán)，就可以成為一臺功能齊全的監(jiān)控主機(jī)，但穩(wěn)定性較硬件為差，同一監(jiān)控中心的變電所之間兼容性差。
（2）硬件壓縮、硬件解壓的方式
穩(wěn)定性好，若采用一對多解碼器，成本較低，但兼容性差；若采用一對一編解碼器，只要總體設(shè)計原理相同，不受產(chǎn)品限制，但主站的控制軟件也不具備兼容性，且監(jiān)控中心的解碼設(shè)備數(shù)量繁多，若監(jiān)控中心的通訊通過調(diào)度中心轉(zhuǎn)發(fā)，則電力大樓的硬件設(shè)備也很多，且需要兩套編解碼設(shè)備，上網(wǎng)需要兩次壓縮解壓縮。
3.3控制界面操作
主站軟件在控制云臺方面的操作有兩種方式：
（1）界面提供專業(yè)控制面板，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊相應(yīng)的方向進(jìn)行控制。
（2）直接在圖形界面上引導(dǎo)云臺的轉(zhuǎn)動方向，鼠標(biāo)指針向哪個方向滑動云臺就朝相應(yīng)方向轉(zhuǎn)動。
后種方式對于監(jiān)控人員來說，非常方便，易于操作。
可以在電子地圖上直接用鼠標(biāo)雙擊獲得遠(yuǎn)程終端的圖像和對應(yīng)攝像機(jī)切換和控制權(quán)。地圖可完全模擬相應(yīng)變電所環(huán)境，方便操作人員尋找攝像機(jī)和快速切換。
3.4發(fā)熱報警裝置
變電所設(shè)備發(fā)熱也是比較常見的問題，時間一長，容易造成事故?？梢圆捎脙煞N方法監(jiān)視無人值班變電所的發(fā)熱狀況：
（1）用紅外攝像機(jī)進(jìn)行監(jiān)視報警，成本較高。
（2）用金屬片發(fā)熱變色，攝像機(jī)自動巡回檢測后自動報警，比常規(guī)的紅外測溫儀要方便很多。金屬片一般裝設(shè)在開關(guān)或變壓器的端頭位置。
3.5無線攝像機(jī)和無線對講設(shè)備
采用無線攝像機(jī)和無線對講設(shè)備，當(dāng)變電所有人巡視或操作時，隨身攜帶以便于遠(yuǎn)方監(jiān)視，防止走錯間隔或誤操作。為今后變電所單人操作監(jiān)視的運(yùn)行方式做好技術(shù)準(zhǔn)備。
無線攝像機(jī)體積小，且通常鏡頭和發(fā)射天線均包含在其中，發(fā)射功率小，傳送距離較近，大多在100m之內(nèi)能接收。因此無線接收接口必須配置在適當(dāng)?shù)奈恢茫ㄒ话阍谥骺厥遥?，以保證信號的暢通。
無線攝像機(jī)可以做成帽式或手提式。由實(shí)踐得知，帽式在頭上運(yùn)行人員走動時經(jīng)常發(fā)生抖動，難以迅速聚焦，而手提式結(jié)構(gòu)可視角度大，輕巧便利，比較切合單人操作攝像。
3.6其他設(shè)備
（1）升降車。室外一體化攝像機(jī)由于架設(shè)位置比較高，天長日久玻璃面罩積灰，攝像質(zhì)量嚴(yán)重下降，定期安排清掃又受到安全距離影響，因此可設(shè)計為升降機(jī)結(jié)構(gòu)，只在第一次安裝調(diào)試時需要停電，以后的維護(hù)極為方便。
（2）滑軌。開關(guān)室的結(jié)構(gòu)一般成行排列，只設(shè)一個或少量的攝像頭無法看清每個開關(guān)柜的狀況，無法對運(yùn)行提供依據(jù)。設(shè)多個攝像機(jī)既增加成本，也存在死角。因此設(shè)計和開發(fā)步進(jìn)馬達(dá)式的電動滑軌裝置，操作人員在遠(yuǎn)方就能控制攝像機(jī)前后左右移動，靈活方便，又降低造價。
（3）組合電纜。電力系統(tǒng)對電纜有特殊要求：阻燃、防火、防小動物，目前市場上還無鎧裝的視頻電纜，因此可以設(shè)計將控制電纜、視頻電纜、電源電纜三合一，制成鎧裝阻燃電纜，既對高壓電磁場起到良好的屏蔽作用，又方便安裝和施工。
4其他輔助系統(tǒng)的接入
4.1防火、防盜裝置
在沒有考慮變電所圖像監(jiān)控時，防火、防盜裝置也是作為無人值班變電所的必要條件提出的，它結(jié)合綜合自動化輸出兩個綜合信號，存在的缺陷是經(jīng)常出現(xiàn)誤報，由于綜合信號無法得知什么區(qū)域發(fā)生火警和盜警，工作人員趕到現(xiàn)場，可能為時已晚。
如果能將防火、防盜結(jié)合圖像監(jiān)控系統(tǒng)，就可以解決上述問題。采用警情聯(lián)動功能，當(dāng)發(fā)生報警時，立即啟動攝像機(jī)，可以得知是哪個區(qū)域發(fā)生報警，是否誤報，重要情況還可啟動自動錄像裝置，為事故分析提供條件。
目前絕大多數(shù)廠家生產(chǎn)的火災(zāi)、防盜報警控制器不具備報警規(guī)約的輸出功能，或只有一個開關(guān)量接點(diǎn)輸入，因此防火、防盜設(shè)備與圖像監(jiān)控的結(jié)合需要合作開發(fā)，且火災(zāi)報警控制器要經(jīng)中國消防產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證，控制器可采用RS232標(biāo)準(zhǔn)接口與上位機(jī)通訊。
與防火、防盜設(shè)備相連，探測報警信號源有以下幾種：煙感探測器、熱感紅外線控測器、微波物體移動感知器、開關(guān)、玻璃破碎感知器等等。一般無人值班變電所大多采用前三種探測器。若經(jīng)濟(jì)條件較好，可采用多種探測器相結(jié)合的方式。為減少單一探測原理裝置易產(chǎn)生的誤報，可以將紅外、微波、超身等探測方法組合成雙鑒式，即基于兩種原理的復(fù)合式報警器。
4.2變電所照明系統(tǒng)
圖像監(jiān)控裝置啟動變電所照明有兩種方案：
（1）攝像機(jī)上安裝射燈，可以隨著攝像機(jī)的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，遠(yuǎn)方控制，靈活性高，但亮度范圍有所限制。
（2）啟動變電所的照明電源，當(dāng)有警情或遠(yuǎn)方控制時，可以開啟變電所相應(yīng)位置的燈光，亮度范圍廣、效果好。
4.3長延時錄像機(jī)
監(jiān)控中心在采用計算機(jī)監(jiān)控時，可用計算機(jī)硬盤錄像，必要時采用雙硬盤備份，但硬盤錄像時往往計算機(jī)運(yùn)行速度就很慢，不能同時調(diào)用圖像或控制。但很多情況下可以在監(jiān)控中心外接長延時錄像機(jī)進(jìn)行錄像。24h的長延時錄像機(jī)比較理想，每日只需更換一盤錄像帶。訊協(xié)議對于子站的技術(shù)、通訊接入以及MIS的聯(lián)網(wǎng)都大有影響，因此一旦主站方案選定后，再采用另一家廠家的產(chǎn)品，很難兼容和接入，對系統(tǒng)的圖像質(zhì)量也很有影響。如果有多個監(jiān)控中心，雖然不同主站各自可以采用不同的系統(tǒng)，但是如果要聯(lián)入MIS網(wǎng)，又將會互相沖突。因此在考慮安裝圖像監(jiān)控系統(tǒng)時，一定要有一個總體的方案。一般變電所內(nèi)需要監(jiān)視的位置有：
（1）主變：油位，中性點(diǎn)接地閘刀，端頭的發(fā)熱情況。
（2）開關(guān)室：監(jiān)視開關(guān)室的人員出入及開關(guān)操作的正確性，及面板上的微機(jī)保護(hù)或自動化裝置的面板。
（3）門廳：監(jiān)視進(jìn)出的人員。
（4）電容器室：防盜、防火監(jiān)視。
（5）主控室：監(jiān)視設(shè)備、直流系統(tǒng)、自動化裝置等設(shè)備的讀數(shù)，計算機(jī)等設(shè)備的防盜，運(yùn)行人員的現(xiàn)場情況等。
（6）電纜層：防火。
集各有關(guān)單位的人員進(jìn)行討論，特別是運(yùn)行人員對攝像頭的布置，通訊人員對通訊的接入和設(shè)備調(diào)試，計算機(jī)人員對于MIS網(wǎng)的接入和設(shè)置，保衛(wèi)人員結(jié)合防火、防盜等都要有一個綜合的考慮，新建的變電所應(yīng)在投產(chǎn)之前進(jìn)行布線和設(shè)備安裝等需要停電的工作，改造的變電所要結(jié)合檢修一起施工。在施工中應(yīng)注意：
（1）圖像監(jiān)控系統(tǒng)的施工安全問題相當(dāng)重要，既要考慮安裝時的安全間距，又要考慮維護(hù)的方便性。
現(xiàn)階段在高速公路機(jī)電系統(tǒng)地管理機(jī)構(gòu)設(shè)置上，大多是采取三級維護(hù)體系的管理模式，即分為管理層、維護(hù)層與養(yǎng)護(hù)層進(jìn)行機(jī)電系統(tǒng)的維護(hù)管理。
（1）管理層。管理層是高速公路機(jī)電系統(tǒng)的最高管理層，其管理工作主要是負(fù)責(zé)整個高速公路管理路段的管理維護(hù)計劃與指導(dǎo)工作，具體工作內(nèi)容是完成高速公路機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃、技術(shù)改造、機(jī)電設(shè)備采購、維護(hù)管理制度制定、績效考核等工作。
（2）維護(hù)層。維護(hù)層是整個高速公路機(jī)電系統(tǒng)維護(hù)管理運(yùn)作的核心層，維護(hù)層管理機(jī)構(gòu)的主要任務(wù)是對高速公路機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)備使用以及備品備件進(jìn)行管理，并負(fù)責(zé)高速公路機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)備信息化數(shù)據(jù)更新、專項(xiàng)維護(hù)保養(yǎng)、緊急搶修、日常巡查以及技術(shù)改造等，是高速公路機(jī)電系統(tǒng)各項(xiàng)管理制度與措施的落實(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對于確保高速公路機(jī)電設(shè)備的良好具有重要的影響作用。
（3）養(yǎng)護(hù)層。養(yǎng)護(hù)層主要是高速公路沿線的服務(wù)區(qū)、收費(fèi)站所等基層部門，其工作任務(wù)重點(diǎn)是對高速公路機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行日常的保養(yǎng)以及現(xiàn)場維護(hù)，并及時發(fā)現(xiàn)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備問題，通過維護(hù)管理機(jī)構(gòu)及時的劉鳳華湖北大廣北高速公路有限責(zé)任公司湖北黃岡438021進(jìn)行故障的處理與設(shè)備的改造。
2.高速公路機(jī)電設(shè)備使用維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化管理措施
2.1明確機(jī)電系統(tǒng)的維護(hù)管理重點(diǎn)
在維護(hù)管理工作的實(shí)施開展上，應(yīng)該做到“有的放矢”去進(jìn)行維護(hù)管理，以確保整體機(jī)電系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。通信系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著高速公路聯(lián)網(wǎng)調(diào)度通信的任務(wù)，是整個機(jī)電系統(tǒng)的“服務(wù)系統(tǒng)”，對于通信系統(tǒng)的維護(hù)，重點(diǎn)是確保高速公路管理部門、監(jiān)控、收費(fèi)系統(tǒng)能正常的完成數(shù)據(jù)、圖像以及語音的可靠傳輸。對于收費(fèi)系統(tǒng)，重點(diǎn)確保機(jī)電系統(tǒng)能完成控制收費(fèi)車道設(shè)備，完成收費(fèi)操作，進(jìn)行操作數(shù)據(jù)與交通流數(shù)據(jù)的收集、傳輸，對車道控制機(jī)進(jìn)行指令信息管理，對收費(fèi)流程進(jìn)行監(jiān)視的功能。對于監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)該按照交通信息采集系統(tǒng)、交通監(jiān)控信息處理系統(tǒng)和信息提供三部分內(nèi)容，重點(diǎn)確保信息采集、數(shù)據(jù)處理、信息、處理決策、誘導(dǎo)、控制、自動診斷功能、數(shù)據(jù)備份、信息傳輸功能以及事故、事件檢測等幾項(xiàng)功能的發(fā)揮。供配電系統(tǒng)的維護(hù)則主要是確保配電系統(tǒng)能夠?yàn)橥ㄐ拧⑹召M(fèi)、監(jiān)控系統(tǒng)等系統(tǒng)的正常工作持續(xù)供電，確保這些系統(tǒng)可以不間斷的工作。
2.2規(guī)范化的開展高速公路機(jī)電系統(tǒng)維護(hù)管理
對于高速公路機(jī)電系統(tǒng)的維護(hù)管理，應(yīng)該嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范以及操作規(guī)程開展，遵循“先主后次，先急后緩，先搶通，后修復(fù)”的基本原則，對設(shè)備、軟件、設(shè)施進(jìn)行全面的維護(hù)管理。為了確保高速公路機(jī)電系統(tǒng)維護(hù)工作的高質(zhì)量實(shí)施，應(yīng)該按照高速公路機(jī)電系統(tǒng)不同專業(yè)的需求，合理的安排好專業(yè)維護(hù)及管理人員，并對其進(jìn)行專業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)，以便于維護(hù)工作人員能夠熟悉了解機(jī)電系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和運(yùn)行環(huán)境，提高其對于機(jī)電系統(tǒng)的保養(yǎng)、檢測以及維修處理能力。在高速公路機(jī)電系統(tǒng)的維護(hù)管理過程中，應(yīng)該要求維護(hù)工作人員按照維護(hù)計劃定期對設(shè)備、軟件和設(shè)施維護(hù)、檢測，準(zhǔn)確的掌握高速公路機(jī)電系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，同時做好機(jī)電設(shè)備的維護(hù)記錄，及時的對機(jī)電系統(tǒng)異常情況進(jìn)行處理，及時對高速公路系統(tǒng)運(yùn)行和維修的總結(jié)分析，不斷完善機(jī)電設(shè)備臺賬管理制度，確保高速公路機(jī)電系統(tǒng)維護(hù)工作的有序?qū)嵤?/p>
2.3采取目標(biāo)管理與責(zé)任管理方式確保維護(hù)工作實(shí)效
為了確保高速公路機(jī)電系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在機(jī)電系統(tǒng)維護(hù)工作的開展上應(yīng)該采取目標(biāo)管理的方式，尤其是對于設(shè)備可用率、故障處理修復(fù)時間等指標(biāo)應(yīng)進(jìn)行明確的規(guī)定，以免由于高速公路機(jī)電系統(tǒng)故障處理不當(dāng)、不及時，影響高速公路的安全順暢通車。此外，還應(yīng)該設(shè)立相應(yīng)的考核與獎懲機(jī)制，定期的對高速公路機(jī)電系統(tǒng)地維護(hù)運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行考核，對于在維護(hù)管理工作中表現(xiàn)優(yōu)秀的部門或個人進(jìn)行獎勵，對管理工作組織實(shí)施不力，造成系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定、構(gòu)成系統(tǒng)安全隱患的部門進(jìn)行通報與處罰，通過激勵機(jī)制，推動高速公路機(jī)電系統(tǒng)維護(hù)工作的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施。
3.結(jié)語
PLC是西門子公司的產(chǎn)品，現(xiàn)在在提升機(jī)操作保護(hù)系統(tǒng)中，應(yīng)用得到最廣泛的就是西門子公司的產(chǎn)品PLC，由于它的很多方面的性能都明顯的優(yōu)于傳統(tǒng)的操作保護(hù)系統(tǒng)。下面是各個硬件模塊的功能介紹：
（1）電源模塊：將220V的交流輸入電壓轉(zhuǎn)換成24V的直流輸出電壓，以供其它模塊使用。
（2）CPU模塊：控制總線上模塊與模塊之間的數(shù)據(jù)傳遞，并執(zhí)行用戶輸入的程序。
（3）32路輸入模塊：該輸入模塊一共有3塊，它的作用是將PLC外部的信號轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部的可進(jìn)行處理的信號。
（4）16路輸出模塊：該輸出模塊一共有2塊，它的作用是將PLC內(nèi)部可處理的信號轉(zhuǎn)換成能夠控制提升機(jī)系統(tǒng)的外部信號，來控制提升機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行工作。
（5）轉(zhuǎn)換模塊：此模塊分為兩類模塊：一類是是A/D模數(shù)，它的作用是將連續(xù)信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，便于PLC系統(tǒng)進(jìn)行識別和處理；另一類是D/A模塊，它的作用與A/D模塊的作用恰恰相反，它是將PLC內(nèi)部可處理的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成連續(xù)信號。
（6）通信模塊：它的作用是：確保各模塊與各模塊之間的通道流暢，再就是確保模塊與上位機(jī)之間的通道流暢，保證信號從各模塊傳送給上位機(jī)時，可以使上位機(jī)做出相應(yīng)的響應(yīng)。
（7）計數(shù)模塊：該模塊主要有2塊，這兩塊計數(shù)模塊的作用都是計數(shù)，兩塊模塊分別是對主滾動筒上的和導(dǎo)向輪上的編碼器進(jìn)行計數(shù)。
2PLC操作保護(hù)系統(tǒng)的軟件設(shè)計
PLC是西門子公司的產(chǎn)品，它不需要用戶自主進(jìn)行編程，能夠好好地滿足用戶的需要，下面是它的軟件模塊，軟件模塊的主要作用就是存放程序，它的軟件模塊有下列幾種：
（1）組織模塊（OB）：它的作用是保證接口通道流暢，保證CPU操作系統(tǒng)和用戶程序之間的通道流暢。對用戶程序的循環(huán)處理工作主要是由OB1模塊來完成的，剩余的OB模塊用來對特定事件做出響應(yīng)和中斷。
（2）功能模塊（FB）：它是可多次調(diào)用的邏輯功能模塊，它在執(zhí)行時必須帶有即時數(shù)據(jù)模塊，并且每次用戶程序?qū)B進(jìn)行調(diào)用時可提供新的參數(shù)。
（3）功能模塊（FC）：它也是可多次調(diào)用的邏輯功能模塊，但是它在執(zhí)行時不需要帶有即時數(shù)據(jù)模塊，這也是它與FB模塊的最大區(qū)別，并且每次用戶程序?qū)C進(jìn)行調(diào)用時可提供新的參數(shù)。
（4）數(shù)據(jù)模塊（DB）：數(shù)據(jù)模塊用來存放各種不同類型的數(shù)據(jù)，它在PLC存儲器開辟另一個存儲區(qū)。
根據(jù)用戶的要求和本身系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要求，用戶程序可以自行選擇軟件模塊的構(gòu)成形式,其中軟件模塊有以下幾種，各個軟件模塊的功能和作用如下。FC0、FC1兩個軟件模塊的作用是用來進(jìn)行計數(shù)，主要是用來計算計數(shù)模塊中的脈沖個數(shù)；DB1和DB2兩個軟件模塊的作用是存放FC0、FC1兩個軟件模塊計算出的計數(shù)模塊的脈沖個數(shù)，以此來實(shí)現(xiàn)計數(shù)模塊將數(shù)據(jù)和信號流暢而準(zhǔn)確的傳送到CPU模塊之中；FC91軟件模塊的作用是用來處理輸入到PLC中的模擬量，模擬量有：電機(jī)電壓和電流、電機(jī)轉(zhuǎn)速、軸承壓力、提升速度和載荷等；FC93軟件模塊的作用是制動，主要是對電氣施閘類故障進(jìn)行制動處理；FC114軟件模塊的作用是用來處理PLC內(nèi)部信號，并產(chǎn)生控制信號，像回路的安全和保障、故障的報警和液壓器件的制動等等；FC5軟件模塊的作用是進(jìn)行邏輯運(yùn)算和閉鎖，主要是對輸入到PLC內(nèi)部的信號進(jìn)行運(yùn)算并產(chǎn)生控制指令來控制提升系統(tǒng)的各個部分；FC92軟件模塊的作用是處理施閘類故障，這類故障主要是立即施閘類故障；FC94軟件模塊的作用也是對施閘類故障進(jìn)行處理，這類施閘類故障主要是提升終了施閘類故障；FC95軟件模塊的作用是處理報警類故障，當(dāng)報警系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，主要是由該模塊進(jìn)行處理；PLC的啟動組織模塊是OB100軟件模塊，在系統(tǒng)啟動后該組織模塊只可運(yùn)行一次，以后的循環(huán)程序就不會再運(yùn)行了，在該組織模塊中有關(guān)參數(shù)和程序可隨著用戶的需要進(jìn)行更改；OB1軟件模塊是用戶程序主要組成部分，用來存放用戶主程序，它也是組織模塊中唯一可以循環(huán)運(yùn)行的軟件模塊，在FC功能模塊中編制成的可以實(shí)現(xiàn)特定功能和作用的程序可以在OB1軟件模塊中進(jìn)行循環(huán)調(diào)用，采用這樣的程序設(shè)計可以使我們的程序設(shè)計更加簡單，調(diào)試更加方便；OB35軟件模塊是組織模塊中唯一可以實(shí)現(xiàn)定時中斷的組織模塊，采用M/T法可以計算出提升機(jī)的提升速度。n=（60M1f）（/ZM2）式中：n為電機(jī)的轉(zhuǎn)速；Z是旋轉(zhuǎn)編碼器每轉(zhuǎn)一圈時所輸出的脈沖的個數(shù)；M1為計數(shù)器M1所記的脈沖個數(shù)；M2為計數(shù)器M2所記的脈沖個數(shù)；f為脈沖頻率（高頻時鐘脈沖）。
3結(jié)束語
關(guān)鍵詞變頻壓縮機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀
1引言
由于傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)采用定速壓縮機(jī)，因此人們對制冷系統(tǒng)及壓縮機(jī)的研究重點(diǎn)一直是在名義工況和額定轉(zhuǎn)速下穩(wěn)態(tài)工作時的效率和其它工作特性上。傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)采用定轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)，實(shí)行開關(guān)控制，利用壓縮機(jī)上附帶的鼠籠式電動機(jī)驅(qū)動壓縮機(jī)，從而調(diào)節(jié)蒸發(fā)溫度。這種控制方式使蒸發(fā)溫度波動較大，容易影響被冷卻環(huán)境的溫度。壓縮機(jī)電機(jī)在工作過程中要不斷克服轉(zhuǎn)子從靜止到額定轉(zhuǎn)速變化過程中所產(chǎn)生的巨大轉(zhuǎn)動慣量，尤其是帶著負(fù)荷啟動時，啟動力矩要高出運(yùn)行力矩許多倍，其結(jié)果不僅要額外耗費(fèi)電能，而且會加劇壓縮機(jī)運(yùn)動部件的磨損。另外這種運(yùn)行方式在啟動過程中還會產(chǎn)生較大的振動、噪聲以及沖擊電流，引起電源電壓的波動，因此應(yīng)采用變頻壓縮機(jī)替代定轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)，從而避免這種頻繁的起停過程。
而變頻調(diào)速技術(shù)主要由以下4個方面的關(guān)鍵技術(shù)組成：逆變器，微控制器，PWM波的生成以及變頻壓縮機(jī)的電機(jī)選擇。
2三種變頻壓縮機(jī)的研究狀況
針對變頻壓縮機(jī)的研究，是從往復(fù)活塞機(jī)開始的，但由于其往復(fù)運(yùn)動的特點(diǎn)，影響到變頻特性的發(fā)揮；從而轉(zhuǎn)到滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)、渦旋壓縮機(jī)等回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)上來，大大提高了壓縮機(jī)的性能?？傮w說來，實(shí)驗(yàn)研究居多，而理論分析較少。
2.1往復(fù)式活塞壓縮機(jī)
日本東芝公司在1980年開發(fā)了往復(fù)式變頻壓縮機(jī)，又在1981年開發(fā)了轉(zhuǎn)子式變頻壓縮機(jī)，文獻(xiàn)[1]給出這兩種機(jī)器的制冷量和總效率隨頻率變化的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從中可以看出往復(fù)式在頻率為25~75Hz時，效率高；而轉(zhuǎn)子式在30~90Hz時，效率高。并且兩種機(jī)型均存在效率最高頻率。在大于此頻率時效率緩慢降低，小于此頻率時，效率則下降很快。另外，Scalabrin測量一臺可變速的開啟式往復(fù)壓縮機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的制冷量和輸入功率，他指出這臺壓縮機(jī)的容積效率在轉(zhuǎn)速為1000rpm時最高，而等熵效率和制冷系數(shù)隨轉(zhuǎn)速的降低而增高[2]。Krueger討論了BPM電機(jī)及變頻器的設(shè)計，對轉(zhuǎn)速在2000~5000rpm的冰箱和往復(fù)式壓縮機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，得到壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速為3000~5000rpm時制冷系數(shù)最高；而文獻(xiàn)[3]則給出了其對冰箱用往復(fù)式壓縮機(jī)的性能試驗(yàn)和模擬計算結(jié)果，在其研究的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)2000~4000rpm，制冷系數(shù)隨轉(zhuǎn)速的增加而降低。還有學(xué)者對往復(fù)式變頻壓縮機(jī)的熱力性能進(jìn)行了仿真研究，計算了壓縮機(jī)內(nèi)各部位的換熱量和壓力損失。
2.2滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)
在1984年，日本東芝公司的Sakurai和美國普渡大學(xué)的Hamilton建立了簡單的滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的摩擦損失模型[4]，并選取不同的邊界摩擦系數(shù)和制冷劑在油中的溶解度計算了不同的轉(zhuǎn)速下的摩擦功耗。其結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值相比較，偏差較大。文獻(xiàn)[5]敘述了日立公司1983年批量生產(chǎn)的變頻轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)在結(jié)構(gòu)和材料上的改進(jìn)。文獻(xiàn)[6]研究了單缸和雙缸轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速波動，討論了電流頻率減小時，壓縮機(jī)性能降低的原因。文獻(xiàn)[7]采用低密度和鋁合金制作的滑片和轉(zhuǎn)子以降低高轉(zhuǎn)速時滑睡瑟轉(zhuǎn)子間的接觸力和轉(zhuǎn)子軸承承載。文獻(xiàn)[8]簡單分析了適當(dāng)降低滑片的質(zhì)量和厚度可以提高變頻轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的效率，并給出了氣缸、轉(zhuǎn)子和滑處的溫度及應(yīng)力分布的有限元分析結(jié)果。Liu和Soedel分析了變頻轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的吸氣和排氣氣流脈動[9，10]和吸氣管氣缸間的傳熱及壓縮機(jī)的溫度分布[11]，討論了影響變頻轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)容積效率和氣缸壓縮過程效率的因素，給出了他們用計算機(jī)模擬計算出的在不同轉(zhuǎn)速下的容積效率和壓縮過程效率，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)[1]的實(shí)驗(yàn)可以看出，其計算的容積效率隨轉(zhuǎn)速的增大而很快的增大。
2.3渦旋式壓縮機(jī)
渦旋式壓縮機(jī)的原理早在1886年意大利的專利文獻(xiàn)[12]論及到了，1905年法國工程師Creux正式提出渦旋式壓縮機(jī)原理及結(jié)構(gòu)，并申請美國專利[13]。渦旋式壓縮機(jī)是一種新型的容積式壓縮機(jī)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、可靠性強(qiáng)、噪聲低等特點(diǎn)，尤其是用于變頻控制運(yùn)行。但由于沒有數(shù)控加工技術(shù)和缺乏對軸向力平衡問題的妥善解決方法，因而長期未能完成其實(shí)用化。進(jìn)入70年代，美國A.D.L公司完成富有成效的研究，首先解決了渦旋盤端部磨損補(bǔ)償?shù)拿芊饧夹g(shù)。并在此基礎(chǔ)上與瑞士合作開發(fā)了多種工質(zhì)的渦旋式壓縮機(jī)樣機(jī)。渦旋式壓縮機(jī)的真正規(guī)模生產(chǎn)始于日本。1981年日本三電（SANDEN）公司開始生產(chǎn)用于汽車空調(diào)的渦旋式壓縮機(jī)，1983年日立公司開始生產(chǎn)2~5Hp用于房間空調(diào)的渦旋式壓縮機(jī)。此外，在美國，自Copeland公司1987年建立渦旋式壓縮機(jī)生產(chǎn)線推出其產(chǎn)品后，Carrier、Trane、Tecumseh等公司也分別設(shè)廠生產(chǎn)高質(zhì)量的渦旋式壓縮機(jī)。而變頻渦旋壓縮機(jī)已應(yīng)用于柜式空調(diào)器上，節(jié)能效果明顯，制冷系數(shù)提高20%左右，成為目前渦旋壓縮機(jī)的一個研究熱點(diǎn)。
3變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀
變頻調(diào)速技術(shù)適應(yīng)于節(jié)能降耗和舒適性的要求，目前已應(yīng)用于新一代的空調(diào)器上，在90年代初進(jìn)入國內(nèi)空調(diào)市場，其核心是：逆變器、微控制器、PWM波的生成和變頻壓縮機(jī)的電機(jī)。
3.1逆變器
變頻空調(diào)的核心部件是變頻器，其主要電路采用交-直-交電壓型方式。交-直過程一般采用單相二級管不可控直接整流，直-交過程一般采用6管三相逆變器，另有一個輔助電源，一個逆變器控制器和相應(yīng)的驅(qū)動電路。
早期的變頻器采用分立元件構(gòu)成，整流器采用單相倍壓整流電路，逆變器由6只分立的功率晶體管（GTR）構(gòu)成。這種電路復(fù)雜，可靠性差。目前大部分廠家采用的逆變橋由6個絕緣柵極晶體管（IGBT）組成，其綜合了MOSFET和GTR的優(yōu)點(diǎn)，開關(guān)頻率高、驅(qū)動功率小。隨著智能功率模塊（IPM）技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，IPM正在逐步取代普通IGBT模塊。由于IPM內(nèi)部既有IGBT的棚極驅(qū)動和保護(hù)邏輯，又有過流、過（欠）壓、短路和過熱探測以及保護(hù)電路，提高了變頻器的可靠性和可維護(hù)性。另外，IPM的體積與普通IGBT模塊不相上下，價格也比較接近，因此目前應(yīng)用較為廣泛。比較成功的產(chǎn)品如：日本三菱電機(jī)公司所生產(chǎn)的PM20CSJ060型以及日本新電元公司生產(chǎn)的TM系列IPM模塊等。
功率因素校正（PFC）環(huán)節(jié)和逆變橋集成是新一代的空調(diào)器逆變電源技術(shù)。PFC技術(shù)的應(yīng)用不但可以極大改善電網(wǎng)的工作環(huán)境，減少輸電線的損耗，而且在變頻工作時可以減小輸入端電感和輸出端電容器，減小模塊體積。因此PFC環(huán)節(jié)和IPM逆變橋集成一體化是家用空調(diào)器發(fā)展的必然。
3.2微控制器
微電子技術(shù)的發(fā)展使變頻調(diào)速的實(shí)現(xiàn)手段發(fā)生了根本的變化，從早期的模擬控制技術(shù)發(fā)展數(shù)字控制技術(shù)。目前國外一些跨國公司的微控制器產(chǎn)品占據(jù)著主要的市場，如：Motorola公司的MC68HC08MP16、Intel公司的80C196MC、三菱公司的M37705等。這些公司的產(chǎn)品性能價格比較高、功能強(qiáng)大，如帶有A/D轉(zhuǎn)換器、PWM波形發(fā)生器、LED/LCD驅(qū)動等，且一般都有OTP產(chǎn)品以及功耗低可長期穩(wěn)定的工作。微控制器目前主要由單片機(jī)向DSP（信號處理器）過渡。以目前應(yīng)用比較廣泛的TI公司的TMS320C240為例，其具有：50Ns的指令周期，544字的RAM，16K的EEPROM，12個PWM通道，三個16位計數(shù)器，兩個10位A/D轉(zhuǎn)換，WATCHDOG，串行通訊口，串行接口等，采用DSP，可使控制電路簡單，而且控制功能強(qiáng)大。
3.3PWM波的生成
在家用空調(diào)器中，目前國內(nèi)大部分廠家采用常規(guī)的SPWM方法，在國外，在部分廠家以采用磁通跟蹤型SPWM生成方法，該方法以不同的開關(guān)模式在電機(jī)中產(chǎn)生的實(shí)際磁通去逼近定子磁鏈的給定軌跡—理想磁通圓，即用空間電壓矢量的方法決定逆變器的開關(guān)狀態(tài)，以形成PWM波形，該方法電壓利用率高，低頻諧波轉(zhuǎn)矩小，頻率變化范圍寬、運(yùn)行穩(wěn)定，具有比較好的控制性能。近期出現(xiàn)的PAM控制（PulseAmplitudeModulation）不采用載波頻率進(jìn)行整流，而直接改變電壓，減少了整流所需的能耗，提高了變頻器的工作效率，滿足了節(jié)電和降低高次諧波的要求，使供暖能力得到提高。
3.4變頻壓縮機(jī)的電機(jī)
變頻壓縮機(jī)電機(jī)主要分為交流異步電動機(jī)和直流無刷電動機(jī)兩種。目前國內(nèi)一些大的壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家如：萬寶、松下、上海日立、東芝萬家樂等已有能力生產(chǎn)變頻壓縮機(jī)（包括交流機(jī)和直流機(jī)），交流電動機(jī)成本低，制造工藝簡單，但其節(jié)能效果較差。直流無刷電機(jī)拖動由無刷電機(jī)本身，轉(zhuǎn)子位置傳感器和電子換向開關(guān)組成。轉(zhuǎn)子磁極為永磁體，電樞繞組采用自控式換流，定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子磁極同步旋轉(zhuǎn)，通常采用按轉(zhuǎn)子磁場定向的定子電流矢量變換控制，既有普通直流電機(jī)良好的調(diào)速性能和啟動性能，又從根本上消除了換向火花、無線電干擾的弊端，具有壽命長、可靠性高和噪聲低，控制方便等優(yōu)點(diǎn)。以1998年三菱電機(jī)公司開發(fā)的適用于空調(diào)壓縮機(jī)的節(jié)能高效直流無刷電機(jī)為例，其具有：轉(zhuǎn)子上安裝了8塊V字型永久磁體。磁體為埋入式，轉(zhuǎn)子不會在不銹鋼外殼中因渦流因而產(chǎn)生損耗；采用了新的壓縮機(jī)電機(jī)驅(qū)動方式，效率比普通的無刷電機(jī)高，但是這種壓縮機(jī)電機(jī)的價格較高。
