时间：2022-01-28 12:11:12
导语：在工业控制计算机的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：工业计算机控制系统应用
在工业自动化体系中，一个重要的角色就是工业控制计算机，即IPC，或者叫产业PC。工业生产过程进行计算机控制是提高产品质量、降低成本、减少环境污染的必由之路，计算机控制系统已成为生产设备及过程控制等重要的组成部分，它代替人的思维成为工业设备及工艺过程控制、产品质量控制的指挥和监督中心。工业生产过程的计算机控制系统，随着计算机的进步、工业生产工艺过程控制要求的提高和生产管理的完善而不断发展。
一、工业计算机控制系统的组成
工业自动化体系主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一，工业控制自动化技术主要解决生产效率与一致性问题。自动化系统与计算机信息科学的紧密结合，给工业生产过程带来了新的技术革新。
工业计算机控制系统（CCS)是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统。计算机控制系统由控制部分和被控对象组成，其控制部分包括硬件部分和软件部分，这不同于模拟控制器构成的系统只由硬件组成。计算机控制系统软件包括系统软件和应用软件。系统软件一般包括操作系统、语言处理程序和服务性程序等，它们通常由计算机制造厂为用户配套，有一定的通用性。应用软件是为实现特定控制目的而编制的专用程序，如数据采集程序、控制决策程序、输出处理程序和报警处理程序等。它们涉及被控对象的自身特征和控制策略等，由实施控制系统的专业人员自行编制。
目前工业计算机控制系统按结构层次基本上划分为：直接数字控制（DDC）系统、监督控制（SCC）系统、集散型控制系统（DCS）、递阶控制系统 （HCS）和现场总线控制系统（FCS）等几种，其中DCS是融 DDC 系统、SCC 系统及整个工厂的生产管理为一体的高级控制系统，该系统克服了其他控制系统中存在的“危险集中”问题，具有较高的可靠性和实用性。但是，为了进一步适合现场的需要，DCS 也在不断更新换代，近年来，集计算机、通信、控制三种技术为一体的第五代过程控制体系结构，即现场总线控制系统，成为国内外计算机过程控制系统一个重要的发展方向。
二、计算机控制在工业自动化的设计和应用
工业生产过程中广泛应用了工业控制自动化技术，来实现对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，以达到提高产品品质和产量、降低生产消耗、确保安全等目的。那么如何实现工业计算机控制呢？现在介绍设计思路如下：
（1）计算机控制系统设计的一般步骤
计算机控制系统的设计，随被控对象、设备种类、控制方式等的不同而不同，但系统设计的基本步骤大体类似，一般包括系统设计分析、确定控制算法、系统总体设计、硬件设计、软件设计以及系统调试等。下面分别作一些介绍。①确定控制方案：开环？闭环？单环？多环？DCC？SCC？DCS？ ②确定系统的构成方式：要求高：工控机；要求低：单回路控制器、低档PLC或总线式工控机。③现场设备选择：传感器、变送器和执行器型号和类型的选择
（2）确定控制算法
控制算法的选择非常重要，它的好坏关系到整个控制系统的成败。注意点：① 所选择的控制算法是否能满足对系统的动态过程、稳态精度和稳定性的要求。② 各种控制算法提供了一套通用的计算公式，但具体到一个控制对象上，必须有分析地选用。③ 当控制系统比较复杂时，其控制算法一般也比较复杂，使整个控制系统的实现比较困难。合理简化，再完善。
（3）系统硬、软件的设计
在计算机控制系统中，一些控制功能既能用硬件实现，也能用软件实现。因此在系统设计时，硬、软件的功能划分应综合考虑。硬件速度快、可减轻主机的负担、但要增加成本；软件可以增加控制的灵活性，减少成本，但要占用更多的主机时间。①硬件设计：包括输入、输出接口电路的设计，输入、输出通道设计和操作控制台的设计。
要设计出硬件原理图、印刷电路板、机架施工图等。②软件设计：硬件设计好了后，系统的功能主要依赖软件。要绘制程序总体流程图和各功能模块流程图，编制程序清单，编写程序说明。
（4）系统调试
系统调试包括系统硬件、软件分调与联调，系统模拟调试和现场投运。调试过程往往是先分调、再联调，有问题再回到分调，加以修改后再联调，反复进行，直到达到设计要求为止。
（5）工业计算机系统的维护
提高计算机控制系统的可靠性和可维修性的常用方法：a 提高元器件的可靠性；b 采用冗余技术；c 采取抗干扰措施；d 采用故障诊断；e系统的恢复技术；f 软件可靠性技术。
总之，工业计算机控制系统应用总体思想具备：①系统操作性能好，硬件和软件要使用方便和维修方便；②可靠性高；③通用性好，便于扩充；④实时性强；⑤设计周期短、价格便宜。至于具体的系统设计和总线类型的选择由于篇幅原因不再详述了，感兴趣的读者可以查阅相关资料进行学习。
关键词：计算机应用;工业;自动控制
自从工业技术革命以来，工业生产技术得到了快速发展。在工业生产过程中自动化系统的发展受到了人们的广泛关注，计算机技术在自动化系统中的应用，取得了非常明显的效果。当前，它已经成为了工业生产中不可或缺的工具。
“计算机控制系统”综合了计算机、自动控制理论和自动化仪表等项技术，并将这些先进技术集成起来应用于工业生产过程。计算机控制系统是自动控制技术和计算机技术相结合的产物，利用计算机来实现生产过程自动控制的系统，它由控制计算机本体和受控对象两大部分组成。
一、计算机控制技术的发展
计算机控制技术的思想始于上世纪五十年代中期，美国TRW航空公司与美国德克萨斯州的一个炼油厂合作，进行计算机控制的研究，他们设计出了一个利用计算机控制实现反应器供料最佳分配，根据催化剂活性测量结果来控制热水的流量以及确定最优循环的系统。这项具有跨时代意义的工作为计算机控制技术的发展奠定了基础，从此，计算机控制技术迅速发展，并被各行各业广泛应用。
伴随着计算机技术的飞速发展，计算机控制技术也紧随其后，迅猛的发展起来，其发展过程大致可以分为四个阶段：（1）开创时期（2）直接数字控制时期（3）小型计算机时期（4）微型计算机时期。如今计算机控制技术的发展又多了许多新的方向：计算机控制的网络化;计算机控制的集成化;计算机控制的智能化;计算机控制技术的标准化。
二、计算机控制技术的应用领域
（1）计算机控制技术在工业领域的应用：计算机控制技术在工业上的发展有几个阶段：最初能实现如信息处理、数据采集、过程控制、在线优化、甚至实时调度、生产计划等操作控制功能;到能满足如非线性、时变动态特性等要求的递阶控制;再到基于微处理器的分散控制;再到过程诊断技术，目前主要应用于电力和化工工业;然后到广泛地用于产品质量检测与控制等方面的传感器开发及高级控制技术;现在，美国、日本及其它工业发达的国家正投入大量的人力、物力和财力致力于机器人的研制与开发。这些机器人主要应用于制造行业，也将在过程工业中发挥越来越重要的作用。今后，社会将面临新的研究课题，制造系统和专家系统。（2）计算机控制技术在医学领域的应用：根据我国现状，中药生产企业，一般把综合间歇控制系统分成两部分来搞，即生产管理部分和实时控制部分。（3）计算机控制技术在农业领域的应用：智能温室大棚中利用计算机进行远程监控和操作，还可设计自动控制无人管理温室大棚。根据远程传感器搜集来的温度、湿度、光照等模拟信息，经输入通道进行AD转换，传入计算机，计算机既可以利用这些数据进行监控，同时又可以利用这些数据对大棚进行控制，进行加湿、加温、增加光照等控制，从而实现温室大棚的自动化智能控制。（4）计算机控制技术在航空领域的应用：近几年来，从我国载人航天技术成功以来，航空航天技术已经得到越来越多的国人关注，一个又一个瞩目成绩的取得离不开自动化控制技术的发展，而这其中计算机控制技术又占据着重要的位置。
三、工业计算机控制技术的发展趋势
（1）工业计算机控制技术的网络化。将控制系统网络化，使控制作用的实现不再局限于传统意义上的控制系统，而是由各种仪表单元分别独立完成各自的工作，然后再通过网络进行彼此间的信息交换和组织，并相互协作，最终实现预定完成的控制任务。这种近似于模块化的思想，可以使各部分独立工作，不产生干扰，有可以根据需要增减控制网络中的个体，大大增强了系统的实用性。（2）工业计算机控制技术的集成化。计算机集成制造系统将成为21世纪占主导地位的新型生产方式，世界上很多国家包括我国都已经把发展计算机控制技术作为本国制造工业的发展战略，并制定了许多由政府或工业界支持的计划，用以推动计算机集成制造系统的开发与应用。计算机控制系统的集成化也已经成为当今计算机控制技术的又一发展趋势。（3）工业计算机控制技术的智能化。目前的典型智能控制方法有：模糊控制、专家控制、神经网络控制等。模糊控制绕过了对象的不确定性、不精确性、噪声、非线性、时变性以及时滞性等影响，实现简单，适应面广。（4）工业计算机控制技术的标准化。任何技术的发展最终都会趋向于标准化，计算机控制技术也不例外，将计算机控制技术标准化，可大大促进计算机控制技术的发展。目前国际公认的标准尚未建立，但已有很多厂商愿意采用一些通用性较强的产品，相信不久的将来，计算机控制技术必将建立一套国际化通用标准。
综上所述，计算机控制在工业系统中的应用已取得了可喜的进展，而且随着计算机技术的继续发展，系统和控制理论与实践的不断深化，将得到进一步完善和发展，并为提高生产设备性能、产品质量，稀有资源的有效利用发挥更大的作用。
参考文献：
[1] 《现代控制系统》（第10版）？ISBN：978-7-302-16207-0
一、工程投标过程中成本核算与管理
工程投标是成本控制的重要前期工作。标价的高低，直接关系到效益的好坏，因此，科学合理的计算投标价格，显得尤为重要。标价的降低幅度，应当确定在不亏损的限度之内。同时，对投标费用，要进行与标价相关联的总额控制，规范开支范围和数额，并落实到投标责任人进行管理。投标还要发生多种费用，包括标书费、差旅费、咨询费、办公费、招待费等等，为了考核投标费用开支情况，建议单列科目并按费用性质进行核算，期终，按费用性质转入管理费用等有关科目。因此，提高中标率、节约投标费用开支，成为降低成本开支的一项重要内容。企业可建立行之有效的投标工作绩效考核制度。结合企业历史资料和当年工作目标编制投标费用年度预算，对其实行可控管理，并专设科目实行明细核算，便于对比分析，考核节余或超支；对投标费用实行与项目总价相关联的总额控制，纳入投标工作考核目标；对投标人员的奖罚要与投标结果和中标项目的利润水平相挂钩，中标项目的利润水平依照项目评估结果确定。
二、工程施工过程中成本核算与管理
1、成本预测
成本预测是成本计划的基础，为编制科学、合理的成本控制目标提供依据。因此，成本预测对提高成本计划的科学性、降低成本和提高经济效益，具有重要的作用。加强成本控制，要抓成本预测。对自己队伍施工的工程，每项工程都要按人工、材料、机械使用费编制成本开支计划，按月核算检查。首先，测算所需用人工，确定工程项目采用的人工费单价。其次材料费用，包括主材和地材等，不仅要有金额控制计划，而且要有数量，价格控制计划，防止超耗和损失。测算所需材料及费用，重点对主材、地材、辅材、其它材料费进行逐项分析，核定材料的供应地点、购买价、运输方式及装卸费等。再次是机械使用费，要充分发挥自有施工机械、车辆的作用，首先在任务安排时要考虑这一因素，防止靠外包队伍完成任务而自有机械闲置情况发生。在施工中如发生闲置，可采用对协作队伍出租等方式提高利用率。防止机械车辆因固定费用高而利用率低发生亏损。最后测算间接费用，间接费占总成本的15%～20%左右，主要包括企业管理人员的工资、办公费、工具用具使用费、财务费用等。通过对这些主要费用的预测，初步确定工、料、机等费用的控制标准，确定工期，完成管理费的目标控制。所以说，成本预测是成本控制的基础。
2、成本控制
(1)人工费控制
人工费一般占全部工程费用的10%~20%左右，作为水利施工企业，要制定出切实可行的劳动定额。要从用工数量上加以控制，有针对性地减少或缩短某些工序的工日消耗。力争做到实际结帐不突破定额单价的同时，提高工效，提高劳动生产率。还要加强工资的计划管理、提高出勤率和工时利用率，尤其要减少非生产用工和辅助用工，保证人工费不突破。提高生产工人的技术水平和班组的组织管理水平，根据施工进度、技术要求，合理搭配各工种工人的数量，减少和避免无效劳动，减少工时浪费。
(2)材料费控制
材料费一般占全部工程费的65%~75%，企业每个工程项目部都要严格制定材料的采购及入库与领用制度。采购必须按计划，防止领导和业务人员盲目购入材料造成积压。出入库手续是否健全、库存与实物是否一致，防止领用手续不严，造成库存材料账面数虚假。对材料用量、材料价格加以严格控制。严格制订材料进场验收制度，实行量方、点数、过磅，保证材料质量合格。在施工过程中，严格实行限额领料。施工完毕后，要基本做到“活干料净”。赊欠材料一定要及时入账，防止因资金紧张，大量赊欠材料，不办理入库手续而直接送工地使用，使财务部门未能及时核算消耗材料，造成成本不实的情况发生。
(3)机械费控制
随着工程建设机械化程度的提高，施工机械成为加快施工进度，促进工程项目按期完成的主要因素。那么怎样对机械进行合理的组织，充分发挥其功能，提高单位时间的生产效率，成为降低项目成本提高项目经济效益的关键。工程项目部应编制机械使用计划，根据工程的需要科学、合理地选用机械，充分发挥机械的效能，自有机械应定期加强保养，提高机械的完好率，为整体进度提供保证。充分利用现有机械设备的内部合理调度，力求主要机械的利用率，在设备选型中，注意一机多用。同时可配备技术素质高的机械手，开展机械设备责任制。如自有机械设备不能满足施工要求，结合市场行情，确定合理的机械租赁价格，租赁设备应充分利用，减少停滞，保证机械设备高效运转。企业还可成立设备管理领导小组，负责设备调度、检查、维修、评估等具体事宜，对主要机械及其保养情况建立档案，便于尽早发现问题，分清责任，找到解决问题的办法。
(4)加强质量管理，控制工程成本
要严把工程质量关，质检人员要定点、定岗、定责、加强施工工序的质量监管，做到工程一次成型，一次合格，避免造成因不必要的人、财、物等大量的投入而加大工程成本。
(5)采取技术措施，控制工程成本
要充分发挥技术人员的主观能动性，对标书中主要技术方案作必要的技术经济论证，以寻求较为经济可靠的方案，从而降低工程成本，包括采用新材料、新技术、新工艺节约能耗，提高机械化操作等。
三、工程竣工验收过程中成本核算与管理
工程项目完工后，要及时进行竣工审计。要以目标责任合同中确定的各项指标为依据，逐项核实、对比、分析，精确计算各项考核指标，客观地进行审计评价，为项目绩效考核提供依据。同时根据审计结果兑现奖罚，并对项目遗留问题作出处理。实际工作中往往有这种情况发生，前一个项目尚未完工，一部分人员、机构转入另一个项目。完工后，在账目不清、遗留问题不清、责任不清的情况下，人员机械转入新项目，财务账目也转入新项目，几个项目下来，遗留问题一大堆，甚至发生大数额亏损。因此，必须落实项目责任，做到完工一个、清理一个、考核一个、奖惩一个。在一些实际问题处理时，应遵循以下原则：
1、项目工程总收入，应以甲方签认的工程价款结算单为准。没有得到甲方签认的有效凭证，不得以收入入账。在建工程全部列入实际成本，不得留有余额。核对与甲方往来，对预收和应收工程款，必须与甲方核对一致，防止在预收、应收工程款、在建工程等科目中隐藏问题。
2、各种材料，要求做到工完料清，没有库存。对没有用完的材料，可带入下一项目使用，或由项目部作价处理，损益列入项目成本。无法处理的也由项目成本承担，不能以账面数移交。防止滥购价高、质次材料或多购材料转嫁于下一个项目负担。
3、允许分包的工程，按合同逐一清算，弄清各合同完成总价、已付款、欠付款，对超合同付款必须查明原因，落实责任。欠付款要制订还款计划，原则上由项目经理负责清还。
关键字：计算机；控制技术；林业工程；应用探究
科技发展与经济体的并轨，给计算机在林业工程中的应用提供了广阔的空间。计算机已成为当代青年生活的必须品，联同移动设备让人们的生活百般滋味。
古语有云“大树底下好乘凉”，这也深刻说明了林业在社会生活中的重要地位。当前林业工程的发展最重要的是资源调配，资源利用，资源蓄积，而这些都需要计算机控制技术来辅助，当前，完善的林业信息管理系统和决策系统已经初步落成，可靠的计算机控制软件不断更新，给林业工程送去了简化和高效，使林业工程的管理技术和研究手段都发生了巨大变化。
一、我国林业工程的特点
1、林业及林业工程
说到林业，我们一定会想到大山密林吧！谁会在意整齐有秩初入沃土的小小树苗呢？它们的朝气也不输参天大树吧！林业的脚步不止在绿化和山水间吧！经济的需求也是林业的重要组成部分，林业工程也是应市场需求而生吧！当然林业的发展更依赖社会建设，只有良性的林业发展才会对社会起到中流砥柱的作用。林业工程是以森林资源的高效利用和可持续发展为目的，研究森林资源的抚育、开发利用和林产品加工等。林业工程虽然是一个综合性的传统领域，但是随着信息技术、电子技术、自动化技术、材料科学等的迅速发展和渗透，它的研究专业化水平也必将得到提高。
2、我国的林业工程及特点
在我国的林业“六大”生态工程中，“天然林保护工程” 是我国林业的一号工程，投资最大，见效慢；“退耕还林还草工程”是我国林业建设史上涉及面最广、政策性最强、群众参与度最高的生态环境建设工程；“‘三北’和长江中下游地区等防护林体系建设工程”是我国涵盖面最大、内容最丰富的防护林体系工程；“京津风沙源治理工程”是首都乃至中国的“形象工程”，也是环京生态圈建设的主体工程 ；“野生动植物保护及自然保护区建设工程”是一个面向未来，着眼长远，具有多项战略意义的生态保护工程。“速生丰产林基地建设工程”是我国林业产业体系建设的骨干工程，也是增强林业实力的“希望工程”。
“六大” 林业重点工程的意义在于发挥森林作为“大自然总调度室”的作用，同时提高我国森林资源的蓄积量，满足国民经济各部门对森林资源的需求。
当然林业工程管理的实现离不开计算机控制技术的支持，林业工程中涉及的海量信息、图像数据和加工制造，都需要数据处理和辅助设计软件，图像采集与数据分析更需要各种数据模型方法支持，历史数据的甄选删除工作更需要专家系统的处理。前不久在加拿大发生的大型火灾让林业资源和环境遭受了巨大的损失，深刻说明了深林防火的重要，林业工程管理的重要。
二、计算机控制技术
1、计算机控制技术的特点
计算机技术与控制应用的结合，将电子技术、自动控制和应用开发技术引向智能化和专业化，巩固了控制管理的核心地位。计算机控制技术很好的将可编程技术、嵌入式技术和网络技术结合起来，为控制需求服务。控制技术的应用很好的提升了生产的精度和速度，信息化生产渐渐成为企业加工的主流，生产过程的自动化程度已远远超过预期。如机器织布机制作出的印花，已完全替代了人工，当然传统特色性加工的发展依然很受市场欢迎。
2、计算机控制技术的工作原理
计算机控制技术根据其系统的工作特点可以分为：操作指导系统、直接数字控制系统、计算机监督系统、集散控制系统和嵌入式系统。其工作原理为：
1） 进行实时的数据采集，把来自测量变送装置的被控制量的瞬间值进行检测和输入。
2） 对数据进行控制决策，把采集到的被控制量进行分析和处理，并按已定的控制规则决定将要使用的控制行为。
3） 注意实时的控制输入，依照控制决策，实时的对执行机构发出控制信号，指导完成控制任务。
3、计算机控制系统的分类
第一，计算机控制首先要有中央处理器，中央处理器可以实现对采集数据的运算和调配。如温度、压力和留速等数据信息的收集、录入、归类、计算、分析、评判和指令设置等，可以通过视频显示设备将关键信息和处理过程显示出来，需要时可以对所需信息进行处理，给操作人员提供设计改进思路和检测跟踪信息。
第二，直接数字控制系统，它是利用 1 台计算机对 1 个或多个参数进行检测，并将检测结果与给定值比较，然后按照之前规定的控制规律进行计算，并将控制量通过接口直接去控制执行机构，对被控对象进行控制。计算机直接控制生产过程。此系统的特点是灵活性大，可靠性高，可实现复杂的控制规律。缺点是危险集中。
第三，监督控制系统，它属于两级控制系统。上位机是监督计算机，面向被控对象的下位机可以是 DDC 系统或模拟调节器。监督计算机的主要任务是采集现场信息，根据数学模型进行最优控制和其它复杂的控制，指挥下位机工作，并可调整下位机的设定值，向操作人员发出操作指示。
三、在林业工程中的作用
1、对林业工程的监测与控制
计算机监测的具体内容为现场数据的采集和保存，它主要的监测对象是试验和生产过程中需要的数据。计算机控制技术中的过程控制是指使用计算机对林业工程生产工艺过程中的温度、湿度、重量、电压、浓度、水压等物理用量和化学用量进行控制。
2、对森林资源的管理
在林业工程林地管理的工作中，对于各种侵入、占用林地的行为，我们可以使用计算机控制技术进行准确的定位、测量，计算出面积。然后再把遥感技术采集到的数据输入计算机中，就可以马上绘制出被侵入、占用林地的准确位置、面积和图形。
3、有助于林业工程的绘图
传统的林业用图都是手工绘制出来的，绘制过程复杂、难度大，图的精确度、 标准度以及规范度难以保证，并且十分不利于检验和修改。以计算机和有关图像图形输出设备为工具，配合使用 GPS 技术、遥感技术以及计算机辅助设计应用软件对林业工程进行绘图，使林业工程的绘图工作发生了巨大的变革。
参考文献：
【摘要】
本文通过“工控组态软件”项目的开发，着重讨论实时系统与信息系统的集成。近年来，国内外的组态软件取得了很大的发展，已广泛应用于企业生产。组态软件以实时数据库作为核心技术，综合了工控、网络、图形处理与数据库访问接口等技术，是技术含量较高的一类软件产品，具有良好的应用前景和市场潜力，因此，有多家信息技术公司都在开发工业组态软件。
我有幸参与了该项目，在该项目中担当了分析与设计的部分任务，该软件采用Windows 2000操作系统，主要采用VC6.0进行开发。以下本文将从我所开发的组态软件的特征、软件的体系结构设计、实时数据库设计、可扩充性与可维护性设计以及项目实施管理等几方面加以论述。
【正文】
工业控制组态软件在工业界有着相当广泛的应用，此类软件允许用户在图形界面下对控制系统的各种采样点、过程输出点、设备、生产车间、控制回路、文件报警、生产报表、控制策略、网络设备和生产工艺画面进行定义与组态。使用该类软件时，用户甚至可以不写一行程序就能够构成自己的控制系统，有些功能强大的组态软件还可提供与网络、Internet、数据库访问接口等的连接功能，使现场控制系统能相对方便地和企业的信息管理系统加以集成，某信息技术公司决定开发新的具有一定通用性的工业组态软件，作为技术骨干，我在该项目中担当了分析与设计的部分任务，该软件采用了Windows 2000操作系统，主要采用VC6.0进行开发。
本文将从我们所开发的组态软件的基本特征、软件的体系结构设计、实时数据库设计、可扩充性与可维护性设计以及项目实施管理等几方面加以论述。
l. 我所从事开发的组态软件的基本特征
通过分析国内外的组态软件的特点和当前的技术发展情况，我认为我们着手开发的组态软件应当突出下述三个特征：
（1）“实时与可靠”是此类软件赖以生存的应用前提，但是目前还是有很多的组态软件做不到这一点。
（2）具备良好的网络连网能力与分布功能。
（3）有效地采用ODBC（开放的数据库连接），便于和其他信息系统集成。
这个项目在技术上，应着重于组态软件的体系结构设计与实时数据库的设计上需求分析则应着重分析国内外同类软件的功能，通过比较与鉴别，才能产生真正优秀的软件。
2. 组态软件的系统体系结构
本软件采用的是三层体系结构，设计结构时要具有开放性和良好的可扩充性。
（1）软件的底层是硬件访问控制层。这一层所采用的是前几年才推出来的OPC（OLE for Process Control）技术，采用该技术的好处是OPC是微软参与制定的标准接口技术，有众多的硬件厂商支持，所采用的OLE技术使软件具有良好的适应性和扩展能力。
（2）中间层是实时数据库。该层是整个系统的核心，在设计上除了具有一般实时数据库具有的特性之外，应当为应用层提供了两类接口：一是应用编程接口API（比如以DLL的方式实现），二是ODBC接口，该接口使系统具有很好的开放性，便于系统集成。
（3）上层是应用程序层。在该层通过ODBC接口访问实时数据库，可以通过SQL语句查询数据库的数据。
3、本项目涉及到实时数据库设计
在设计时，我们着重考虑了以下的四个方面：
（1）实时数据库的基本功能：实时数据库完成实时数据库的采集、输出、报警文件等的管理，也进行历史数据的管理。
（2）实时性设计：由于本系统所采用的操作系统是Windows 2000．它的实时性较差，因此要求任务管理定时器必须具有良好的实时性，在系统设计时，我们采用了抢占式服务的高精度定时器，在一定程度上保证了系统具有良好的实时性。
（3）任务调度：其目标主要是使系统在各时间段达到较理想的负荷任务的均衡性。
（4）ODBC接口设计：即开发相应的驱动程序，实现ODBC功能，使之完全遵守SQL约定，这样能允许应用程序的开发手段和开发工具多样化，允许可以采用VC、VB或Delphi等作为开发语言，也使数据库具有很好的开放性。但SQL语句不能实现数据发生时间方面的选择，影响了实时性，因此，系统自动给每个数据库加上时戳，SQL可以通过时戳进行时间控制来选择（读取）数据，从而满足了实时性方面的基本要求。
4. 本系统的可扩充性与可维护性设计
组态软件综合了多种技术，其体系结构与数据结构都较为复杂，再加上我们又希望能适应的实际应用场景有着复杂多变性，因此要求系统必须具有良好的可扩展性与对维护性，以满足功能与性能上不断变化的要求。在系统的设计技术上，我们大量地采用组件技术，如OPC，COM/DCOM与3D图形控件等，组件技术的采用使系统具有了良好的可扩展性与可维护性，降低了系统的复杂度。而且也使我们较方便地获得第三方支持，例如，请经验丰富的图形处理专家编写图形处理控件，就能加快软件开发的进度。
5. 本项目中软件项目实施和管理
组态软件的需求在当前工业控制领域中是较成熟的，基本能满足一般用户的功能上需求，通过比较多家组态软件，可以发现：在它们之间有80％的功能是相同的或雷同的，由于我们项目开发的起步较晚，在自控领域里，我们处于劣势，因此我们提出了“重技术分析，轻需求分析”的思路，即把重点放在组件设计与体系结构的实现上。
在人员的配备上则根据组态软件的技术组成特点，组织一批在自控、网络、组件、实时系统设计和硬件上各有所长的VC高手组成一支精干高效的队伍。
在开发进度上则反复强调“质量第一，进度第二”的原则。
在我们的项目实施中，可靠性作为设计的首要原则，要求项目组成员养成良好的编程习惯，每天必须完成认真的工作日志，每周要写工作总结，完成一段程序代码之后，即应自己先进行从里到外的测试，只有从基础抓起，才能保证组态软件的质量。
通过本项目的开发成功，我深切地体会到要使组态软件在企业实时控制与信息系统集成中发挥其应有的作用，必须注意以下各点：先进的体系结构；支持ODBC的实时数据库；强大的网络功能；功能日益强大的脚本语言等。我期待着本人通过在这个领域中的辛勤耕耘，将会结出更多更丰硕的IT成果。
评注：
［关键词］公路事业单位；内控制度；会计核算；问题及对策
引言
随着行政事业单位内控制度健全和完善，公路事业单位作为经济社会发展的重要部门，应转变观念积极适应新常态，尽快建立与之相适应的现代化的高效的管理体系，提高单位社会服务保障能力和效率。《会计法》、《预算法》、《政府采购法》、《事业单位会计制度》、《行政事业单位内部控制规范》等法律法规作为事业单位内部控制建设的总纲，对事业单位会计核算、预算管理、经费管理、政府采购、内部控制、资产管理等都提出了更高更严更细的要求。
一、公路单位内部控制及会计核算的含义及目标
公路事业单位内部控制，是指为实现公路事业单位管理目标，以预算为主线，通过制定并实施科学合理的控制程序和方法，对公路事业单位财务会计管理风险进行控制和监督的机制。公路事业单位科学、有效地制定和执行内部控制制度有助于完成以下目标：1.加强会计核算，提高会计质量；2.加强预算管理，提高预算执行；3.加强经费管理，厉行节约经费；4.加强资产管理，实现保值增值；5.加强防腐防控，推动廉政建设。
二、公路事业单位内部控制存在的主要问题
为认真落实中央八项规定精神，推动党风廉政建设“两个责任”落实，进一步加强对所属公路系统单位财务管理和审计监督，确保资金使用真实、合法。近两年来，我局加大内部审计监督，对全市公路系统开展领导离任和任期经济责任审计、财务收支审计、专项工程资金审计，通过审计，查出公路系统内部控制制度建设和会计核算普遍存在内控制度流于形式、会计基础工作薄弱、资产管理弱化、工程管理不到位、执行财经纪律不严等问题。
（一）内部控制意识不强1.内控制度不健全。没有建立健全内部控制制度，单位主要负责人对内部控制的重要性认识不够，尤其是没有建立健全经费支出审批报销制度和财务内部控制制度，经费审批和报销审核不规范，节约经费支出意识淡薄。2.内控制度不落实。虽然建立了内控制度，但执行力度不够，内控制度落实不到位，形同虚设。3.会计监督不全面。未能发挥会计监督职责，会计核算工作只停留在日常会计核算和报表编制，没有做好财务综合分析，没有为领导献言献策，同时，单位内部审计监督也因审计人员不足未能全面开展，也未能更好地履行内部审计监督作用。
（二）会计基础核算弱化1.工程款支付不规范。大额工程款支付对象与施工合同结算主体不符合，在没有业主委托授权的情况下随意支付第三方工程款，存在财务支付风险。2.生产成本核算不真实。（1）以收抵支，坐支收入，将其他收入（道班房租金）直接冲减事业支出。（2）挤占生产成本，将福利支出列支生产性支出，增加生产成本。（3）专项工程成本互相挤占，大修成本与小修养护成本互相挤占。3.会计核算不正确。（1）会计科目使用错误。没有按会计制度要求设置会计科目进行会计核算。（2）年终结转工程款将工程结余结转直接弥补以前年度事业经费亏损。（3）将未办理工程结算款的预付工程款直接转入“项目结余”。4.原始凭证不完整。（1）差旅费报销未附审批依据和审批人审查意见。（2）支付工程人员伙食补贴未附考勤记录情况。（3）结转以前年度工程款无原始凭证记录也未附上工程具体结转项目金额。
（三）债权债务未清理1.职工超期限借款。部分职工向单位借款用于个人缴纳社保等费用，长期拖欠挂账，已超过三个月以上。2.对超过2年以上的债权债务未及时进行清理。（1）对已完成路面恢复路政押金没及时清理退还，长期挂账不清理。（2）对部分工程监理费没有及时清理收回，形成呆账损失，造成国有资产流失。
（四）资产管理不规范1.资产管理存在漏洞。（1）固定资产采购无询价、竞价资料，部分采购项目询价人未达到两人以上参与，资产采购环节存在漏洞。（2）施工材料、工具等在使用上未办理入库、出库手续，领用时一次性计入生产成本核销。（3）养护道班购置苗木、水泥、化肥等材料物资，未按规定附购货清单，材料验收，入库手续不完整、不规范。2.固定资产账实不符。（1）部分办公设备购置和新建房屋附属设施等固定资产未及时登记入账。（2）固定资产计价不完整，车辆购置附加税未计入固定资产原值。（3）固定资产处置存在先报废后审批，资产转让账上未及时冲减核销，造成账实不符。
（五）项目工程管理弱化1.招投标执行不到位。达到招投标标准的养护工程项目未进行公开招标，对30万元以上的工程项目直接确定施工队伍；对30万元以下的工程项目未进行询价和竟争性谈判直接确定施工队伍。2.工程款支付不规范。（1）工程款支付未附上工程进度审批表、工程计量清单和合同号，工程款支付存在一定随意性。（2）预付工程款没有办理支付审批手续，仅凭银行付款通知单作为支付预付工程款原始凭证。（3）工程结算时未附施工合同和工程计量验收单。（4）已完工程项目未及时办理工程施工和财务决算，工程款长期挂账未清理，影响工程成本真实性、安全性。
（六）财经制度执行不严1.经费支出把关不严。支付下乡补贴报销单据只有下乡当事人自制的《下乡登记表》，无领导审批和业务部门审核人签字确认，支出控制不严，财务报销环节存在较多漏洞。2.财经纪律执行不严。（1）报销下乡就餐费用同时还发放下乡出差伙食补贴，部分报销的餐费单据为收款收据或白条。（2）支付下乡补贴存在跨月跨季跨年积压集中一次性报销，造成财务人员无法区分实际下乡天数，可能存在重复报销伙食补贴问题。（3）支付伙食费用存在虚假现象，以会议纪要的方式发放伙食补贴费，用收款收据整本连号进行财务报销。（4）未执行人社局核定事业单位绩效工资总额标准，超标准发放绩效奖金，存在违规发放津补贴现象。3.违反中央八项规定精神。（1）存在同城接待且超标准支付接待费。（2）部分接待费未附审批单及接待事项明细清单。（3）行政存在接待费挤占专项工程成本费用情况。4.审计查出违规问题不落实。部分单位对内部审计的查处违规问题未进行认真整改落实，对违规问题思想认识不到位，财经纪律和廉政意识淡薄。
三、对策
（一）健全内控制度，强化内控制度落实建立健全单位内控制度，做到不相容职务相互分离且相互制约，加强各业务部门负责人对业务流转审核审批环节的把关，单位主要领导要以身作则，要带头抓好内控制度建设，分管领导要总体抓制度建设，要建立健全经费支出审核审批报销制度，尤其对重要部门、重要岗位、重点人员要建立健全廉政风险防控机制，用制度管人管事，制定权力清单，规范权力运行，让权力在阳光下运行，规范经费报销审批程序，从源头上堵塞报销漏洞，财务支出报销环节要落实到岗到人，任何一笔业务支出都要经过经办、审核、审批等环节相互制约控制，才能发挥好内控制度作用。
（二）加强会计基础核算，提高会计核算质量。1.加强工程款支付。工程款支付要以业主签订合同单位或个人为支付主体对象，付款时收据或发票单位要与施工合同单位一致，若不一致要由施工合同方出据授权委托书才能支付第三方工程款，降低财务支付风险。2.加强成本核算。严格按照会计制度规定，正确区分生产成本和非生产成本，项目专项工程和小修养护工程成本、生产成本和管理费用的核算内容，严禁将生产成本、行政费用相互混淆核算，真实反映单位生产成本、管理费用、福利支出，严禁以收抵支，确保成本和费用核算的真实性、合规性。3.加强会计基础核算。严格按照《事业单位会计制度》、《事业单位财务规则》进行会计核算和财务管理，正确使用会计科目和年终财务结转，真实反映单位财务状况和经营成果，发挥好会计核算和监督职能，确保会计信息质量。4.规范原始凭证。对会计原始凭证的取得、收集、整理，要认真审核把关，不符合财务制度有违规问题的支出，要坚持原则不予报销列支，同时要做好财经政策宣传解释，取得当事人理解和支持。对不规范的原始凭证要退回当事人补充完善，直到符合财务制度规定才能给予报销列支，确保原始凭证真实、合规、合法。
（三）加强债务清理，防止资产坏账损失。1.及时清理收回个人借款。对超过三个月以上职工违规借款的行为，责令立即收回，今后应严格控制单位干部职工个人借款用于私事，防止违规违纪行为发生。2.加大坏账清理力度。对路政押金、工程监理费等长期未清理事项成立清查小组指定专人负责。加大债务往来清理力度，防止债权债务长期不清理不处理造成资产的潜在损失，对确实无法收回的款项，按规定程序报有权部门批准核销，确保资产账实相符。
（四）加强资产管理，确保资产完整安全。1.健全资产管理制度。建立健全资产采购、入库、出库管理制度，用制度规范资产采购、入库、出库环节，资产达到政府采购目录标准，要认真执行政府采购管理相关规定，确保资产采购合规合法。2.加强固定资产会计核算。（1）固定资产计价核算应遵循历史成本原则，要做好资产购入原始凭证收集，全面真实地反映固定资产原值，防止车辆价款与购置税未同步计入资产原值。（2）对减值固定资产应补齐相关审批手续并按规定冲减固定资产账面净值。（3）定期开展资产清查工作。资产管理和财务部门组成资产清查小组对实物资产进行盘点，做好资产的增减变动登记，做到账卡、账账、账实相符，确保资产安全、完整。
（五）加强工程管理，严格工程结算支付1.规范招投标管理。按照《招标投标法》、《公路工程建设项目管理办法》、《基本建设财务管理规定》等法律规定，加强公路养护工程项目招投标管理，严格按招投标要求，对养护工程项目达到公开标准的要进行公开招投标，严禁单位指定工程队施工等违反招投标规定的现象。2.严格工程款支付。落实工程预付款审批制度，按工程进度拨付工程款，认真核对施工合同、工程计量单、结算单据等原始凭证，严格工程款支付，及时办理项目完工竣工决算和财务决算，防止工程资金长期沉淀，进一步提高资金使用效率。
【关键词】工业过程控制 计算机系统 软件架构 设计
近几年来，随着计算机技术、工业控制技术以及网络技术三者的飞速发展，不少工业生产过程中都已经开始运用工业过程控制计算机系统来进行生产各个环节的控制。通过工业过程控制计算机系统来进行工业生产过程的控制可以大大提高其可靠性与实时性，从而进一步提高产品的质量。为了让工业过程控制计算机系统能够充分发挥其作用，不仅需要保证所使用的硬件稳定可靠，其软件架构的设计也至关重要。因此，对工业过程控制计算机系统软件架构的设计与开发进行研究具有十分重要的现实意义。
1 工业过程控制计算机系统的软件特点
生产操作设定与实时数据跟踪是工业过程控制计算机系统要求实现的两大基本目标。为此，系统首先要求收集许多的实时数据，然后利用预先设计好的数学模型对这些实时数据进行分析计算，最后得到生产所需要的数据，以这些数据来对生产过程进行控制。同时，由于工业过程控制计算机系统所需控制生产的产品往往是多种多样的，所以通常要求首先对这些系统进行统一设计，然后再根据不同的需求进行分步开发。此外，系统在调试完毕，交付客户使用之后，相关的维护人员还应该根据实际使用过程中的具体条件对系统进行局部维护，比如通常需要根据实际情况对一些预先设计好的参数进行调整和优化。虽然不同行业的工业生产过程各不相同，但对于相似的工业控制而言，其生产过程控制的主体思想是可以相互借鉴的。所以，对于工业过程控制计算机系统软件来说，开放性也是其一个主要特点。所谓开发性，即是指类似的生产过程控制软件能够在一些已有相似生产过程控制软件的基础上进行二次发开，从而满足当前生产过程控制的需求。
因此，总的来说工业过程控制计算机系统的软件应该具有以下这些主要特点：
（1）对数据进行实时采集的性能好，可靠稳定。
（2）数学模型对采集到的数据进行处理的速度快，准确性高。
（3）开放性高，便于拓展和二次开发。
（4）维护简单，对数学模型和控制参数进行调整较方便。
（5）设计科学合理，具有可复制性。
在软件结构化分层设计理念指导下设计的工业过程控制软件架构应该充分满足以上这些特点。
2 工业过程控制计算机系统的软件架构
为了方便后期的使用与维护，本软件系统是建立在Microsoft基础之上的，其框架程序设计思想采用的是NETFRAMEWORK，前台的画面以及后台的程序均是采用的Microsoft visual C#高级语言，而数据库则是采用目前主流的大型数据库，例如SQL SERVER。
全部程序结构应用的是二层设计，即是指后台程序以及前台画面的开发是彼此分开的，这两层之间的交接界面则是数据库。驱动机制的选择上则是应用的MSMQ消息驱动机制，因为这种机制支持同异步信息处理，所以能够较好地确保前后台软件之间的同步协调和整体完整性。
对于系统的前台画面来说，其主要功能是显示相关的数据并为使用者提供一个人机交互的渠道。所以，为了充分满足这种使用需求，前台画面在数据显示上应该做到友好的用户体验，并且能够接收到使用者手动点击产生的数据，从而将这些认为干涉的数据传到后台软件。
相比前台画面，后台软件的功能就要复杂许多，因为工业过程控制计算机系统对生产过程进行控制的实现需要的基础是非常多的，比如它要求后台软件具有实时数据采集、跟踪、模型计算等。为此，后台软件的设计应该进一步细分为多个模块，这些模块主要包括MES数据通讯、基础自动化数据通讯等。不同的模块分别让不同的功能得以实现，最后通过各个模块之间的配合来实现整个控制系统的功能。并且这种模块化的设计还有一个明显的优点，那就是当系统软件需要进行维护调整时，只需要对其中需要调整的模块进行调整即可，而不用对整个系统软件进行修改，这样就大大减少后期维护调整的工作量。与此同时，通过多个功能模块在多任务的系统平台上运行，也能大大增加了控制系统对指令的响应速度。而正是因为这种多模块的设计方式需要确保各模块之间相互协调地工作，所以应用了异步信息处理的MSMQ消息驱动机制，以此来保证整个系统软件在运行过程中的完整性。
在后台软件里，模型计算往往需要对实时数据进行大量调用，并通过高频率的计算来对控制对象的生产情况进行实时反映。当模型软件对数据库的访问频率较高时，系统的实时性就会有明显地降低，并且由于检索数据量的庞大，内存和CPU资源也会被大大耗费，如果不能有效进行解决，甚至有可能因此造成整个系统的崩溃。为此，这里运用了.NET REMOTING 技术，通过该技术的运用来开发内存数据实时共享平台软件，能够很大程度上提高控制系统的实时性和稳定性。在这个内存数据实时共享平台软件中，数学模型模块以及数据采集跟踪模块的数据交流都在这里进行，而不用单独访问磁盘数据库。所以通过这样的方式，能够有效减少对系统资源的占用，确保了控制系统软件的平均内存占用率在50%以下，从而让各模块都能稳定可靠地运行。
3 软件架构的工程应用
这种工业过程控制计算机系统的软件架构目前已经被广泛运用到实际的工业生产过程中，以下是该系统软件架构在工业生产实践中的两个运用案例。
3.1 案例1
图3-1所示为某加热炉的过程控制计算机系统软件架构，该软件架构目前已经被广泛运用到许多加热炉工程实践当中，其表现出的功能性能十分优异，运行稳定可靠，使用效果良好。
3.2 案例2
图3-2所示为某原料场过程控制计算机系统的软件架构，这一软件架构在工程实际中的运用同样十分广泛，效果良好。
4 结语
通过模块化、分层式设计出的工业过程控制计算机系统的软件架构，在运行过程中更加稳定可靠，且对CPU和内存资源的占用较小。在实时性、可维护性以及拓展性等方面的表现同样十分优异。在软件的后期维护方面，由于采用了模块化的设计方式，所以无需对整个软件进行修改，只需要有针对性地对某一模块进行修改即可。所以，这是一种维护成本较低并且开放性较高的软件架构。
参考文献
[1]（美）Jeffrey Richter著，李建忠译 框架程序设计（修订版）.[M].北京：清华大学出版社，2010.
[2]（美）内格尔等编著，李敏波译.C#高级编程（第4版）.[M].北京：清华大学出版社，2012.
关键词：数据采集模块；废水处理系统；工业控制计算机
中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）09-0016-02
随着科技发展的日新月异，工业控制计算机的应用范围越来越广，笔者在某水质净化中心使用数据采集模块进行数据采集及工业控制计算机来进行系统工艺的自动控制，该自控系统能准确、快速地实现工艺控制要求，受到了客户的广泛好评。
一、废水处理系统的工艺及自控要求
某水质净化中心位于广东省佛山市，是一家日处理达20000m3的大型针织废水处理中心。其工艺如图1所示：
针织废水汇入集水井后，由于废水呈碱性、在这需要投加浓硫酸中和，使其PH值在7～8之间，因此在集水井设有PH值检测，根据PH值的大小来调节加酸阀的开度。另外在集水井还设有设置了超声波液位检测，通过检测集水井液位的高度来控制开启提升泵的数量。废水通过提升泵后进入调节池，由于废水的水温进入生化池之前要严格的控制温度，因此在调节池中设有降温塔，根据调节池的温度来控制循环冷却泵开启的数量，废水调节后进入
生化池，经过一系列生化处理后，达到排放。
二、控制方案
为了能准确、快速地实现系统的工艺控制要求，在这里笔者选用了工业控制计算机及其数据采集模块。其系统图如图2所示：
全部电动机采用工业控制计算机进行自动控制，电动机的故障信号以及其它的控制信号进入工业控制计算机，通过内部运算程序发出的指令去自动控制电动机的开、停。一次检测元件检测的信号通过变送器转变为4～20mA的标准信号输入计算机中，根据工艺的控制要求，模拟量控制经D/A模块输出4～20mA信号自动控制执行机构运行，选用组态王6.5组态监控软件能使其工艺控制要求得以实现。其系统配置如图3所示：
在计算机屏幕上可以显示整个系统的模拟流程图、参数的棒图、趋势图，电动机的开、停信号、事故报警等。通过打印机打印用户报表，通过键盘可以设定、修改运行参数，从而实现水处理系统的自动化控制。现以调节池温度信号来控制循环冷却泵为例来谈谈其自动控制原理，其系统流程图如图4所示：
三、软件编程
通过其程序框图，可进行软件编程来达到控制要求，程序如下：
main()
{
if(温度≥50℃)
{循环冷却泵1=1；循环冷却泵2=1；循环冷却泵3=1； }
if (温度≥40℃&温度
{循环冷却泵1=1；循环冷却泵2=1；循环冷却泵3=0； }
if (温度≥35℃&温度
{循环冷却泵1=1；循环冷却泵2=0；循环冷却泵3=0； }
if (温度≤33℃)
{循环冷却泵1=0；循环冷却泵2=0；循环冷却泵3=0； }
}
【关键词】驱潮系统 变电站 端子箱 物联网 智能电网
1 背景介绍
1.1 驱潮系统现状
端子箱作为变电站设备之间的电气回路交汇点，其运行环境好坏对变电站设备安全稳定运行有举足轻重的影响。为了保证箱体的防潮和干燥，每个端子箱内必定配有一套简易驱潮系统，它由温湿度传感器、驱潮控制器、加热板组成。通过传感器检测箱体内的温度、湿度，当温度、湿度达到设定阈值即启动或停止加热板工作，实现驱潮。
然而，传统的驱潮手段存在以下问题：
（1）人工巡视劳动量大
目前变电站普遍无人值守，每月巡视1次，每次需要2至3人检查端子箱内驱潮系统，而端子箱数目至少是检查人数的10倍以上。传统驱潮系统无自我监测的功能，仅能通过人工巡视的方式逐个查看，效率低下且人工劳作量大。
（2）无法快速准确定位故障
依靠肉眼观察状态指示灯和热成像仪测温，不便于快速判断故障所在。一般将驱潮控制器设定为自启动，检查时必须通过按下加热按钮或对传感器喷雾的方法强制触发设定条件，若驱潮控制器能够正常启动，再进一步判断传感器、加热板是否完好，通常需要约5分钟的时间。
（3）箱体内凝露现象屡见不鲜
南方地区空气湿度大，因箱体设计、密封措施老化和质量等问题，容易在箱体内形成凝露和水珠。在端子箱的设计上，由于没有统一的驱潮规范，有的安装加热器或排风扇，有的加大通风排气孔等，形式多样。因对其凝露机理片面理解，这些设计不仅无法降低端子箱内的湿度，而且可能还会适得其反，导致端子箱内二次元件锈蚀发霉，甚至造成直流接地、继电器误动等问题，威胁电网安全运行[1]。
1.2 驱潮系统信息集成化需求
随着通信技术的发展，物联网技术正在普及深入生活的方方面面。物联网实现了物体与物体、物体与人之间的通信，其通过传感数据采集、信息通信等技术，提高了各行业的生产效能和信息服务水平，典型应用主要有智慧库房系统、智慧家居、智慧城市照明、智慧物流等[2-4]。
电网是由输电线路和变电站组成的能源大网，其管理正面临与通信技术相互结合的转型。智能电网作为物联网的重要应用，得到了世界各国的高度重视。该技术的应用不仅能有效整合电力系统基础设施资源，而且还能大幅提高电力系统信息化水平和安全运行水平，保证可靠供电及优质服务水平[5-6]。
根据传统端子箱驱潮系统存在的疑难杂症[7-10]，提出基于物联网技术的端子箱驱潮系统，以满足下列需求：
（1）变革端子箱驱潮系统的管理模式。通过信息化手段提高管理效率，减少人工劳动工作量。
（2）增强端子箱驱潮系统自我监测功能。通过站端主控系统对端子箱内环境数据和各模块状态统计分析，实现系统故障快速诊断定位。
（3）改善端子箱箱内环境指标。通过空气循环技术保持箱体内部干燥，有效保障二次元件功能和使用寿命。
2 系统设计方案
2.1 系统结构介绍
文献[7]和[8]提出使用通信网络对端子箱内驱潮元件运行状态进行在线监测的设想，但仍沿用传统加热板驱潮的模式；文献[9]和[10]提出加装通风装置，实现端子箱内空气流动排出水汽保持干燥的设想，做法是在每个端子箱内顶部安装一个半导体制冷除湿器，遗憾之处在于该元件成本高且空间占用大。借鉴以上设想的优势与不足，本文提出基于物联网技术的端子箱驱潮系统。
该系统主要由工业除湿机、温湿度监控成套装置、无线模块、工业控制计算机、后台服务器（上级系统）等设备组成，工业除湿机与各端子箱之间通过管道相连，利用空气循环的方法实现集中式驱潮。基于物联网技术的端子箱驱潮系统结构图如图1所示：
图1 基于物联网技术的端子箱驱潮系统结构图
（1）工业除湿机：由工业控制计算机控制，循环各个端子箱箱体内空气，集中处理水汽和杂质，通过排水管将水汽排出。
（2）温湿度监控成套装置：由工业控制计算机控制，组成元件有温湿度控制模块、传感器、小型轴流风机，满足一定条件启动驱潮功能，防止凝露。
（3）无线模块：沟通温湿度监控成套装置和工业控制计算机，将定期采集的温湿度数据上传，供工业控制计算机分析决策；接收工业控制计算机发送的指令，驱动温湿度监控成套装置运作。
（4）工业控制计算机：作为系统主脑而存在，具备分析、控制、通信、报警等功能，智能化协调各个部件灵活运作。
（5）后台服务器：通过光缆与工业控制计算机相连，提供人机对话界面，由Access数据库存储不同箱体参数及温湿度数据。接入互联网系统，通过Web Service技术实现外部访问和数据共享。
（6）主控箱：放置工业控制计算机、工业除湿机、集成线路、通风管道的容器。
2.2 主要功能描述
（1）ZigBee无线网络技术应用
ZigBee是一种用于控制和监视各种系统的低数据速率、低功耗联网的无线标准，拟应用于环境控制系统、安全系统、工业传感器以及医疗监控系统等传输数据量少、负载周期短的系统。在需要监控的端子箱中，各安装一套温湿度监控成套装置对变电站各端子箱的温湿度数据24小时不间断监测、控制、越限报警、存储和访问。温湿度监控成套装置包含温湿度控制模块1个、传感器2个、小型轴流风机2个。其中，风机A可逆时针旋转，风机B可顺时针旋转，受控于温湿度控制模块，辅助促进箱体内空气流动。温湿度监控成套装置与工业控制计算机之间由ZigBee无线网络构成通信链路，实现温湿度数据上传、参数设置、指令接收和反馈。
（2）工业控制计算机信息化管理平台
采用集中管理方式，采集和显示各个端子箱的温湿度数据，可灵活设置温湿度控制范围，对温湿度越限、各站元件故障等事件进行记录和报警。每分钟采集各个端子箱温湿度数据1次，保存于工业控制计算机ROM；数据分析完毕即向各个温湿度控制模块发送指令。
（3）基于Web Service远程方法调用
工业控制计算机数据与后台服务器通过光缆+光电转换器模式实现数据同步，使用相同的人机交互程序接入Internet。后台服务器每5分钟1次从工业控制计算机ROM读取数据保存入本地Access数据库。通过Web Service组件即可实现系统间的数据共享，解决不同局域网所采用的通信标准、平台和技术不同带来的困难[11]，只需要访问固定IP，即可通过不同电脑终端访问后台服务器数据库，便于远程监控，具备良好的开放性和可扩展性。
3 现场勘查和设备选型
3.1 现场勘查
根据需求，选定某220kV变电站作为试点，现场勘查当地的地理位置、环境特征、端子箱位置分布，可得到以下信息：
（1）地理位置：坐标（北纬23°，东经107°），四面环山，附近有一条江河。
（2）环境特征：常年环境温度5℃～37℃，湿度50%～90% RH。周围均为强电场环境，存在电磁波干扰。
（3）端子箱位置分布：相同电压等级设备区端子箱水平排列，220kV设备区端子箱相邻间隔12m，共10个，首尾直线跨度110m；110kV设备区端子箱相邻间隔6.5m，共15个，首尾直线跨度91m。
3.2 设备选型
根据现场勘查信息进行建模设计，确定ZigBee网络拓扑结构、设备摆放位置、设备类型和参数等。
（1）ZigBee网络拓扑
结合各个端子箱位置分布，决定采用星型拓扑结构，这种结构主要由中心节点和终端节点组成，适合实时性要求高、节点数目少的情况。其中：
中心节点：在星型网络中，所有通信由该节点发起，它可以和任何一个终端节点通信。该类型节点的ZigBee模块安装于主控箱内，天线引出室外。
终端节点：受中心节点控制，只能够和中心节点通信。该类型节点的ZigBee模块安装于各个端子箱内，天线引出至箱体外部。
（2）设备类型和参数
所有设备考虑环境气候影响，选用工业级产品；交流220V电源统一从低压配电室引出，每个端子箱内提供电源插座，通过交直流转换充电器给无线模块供电。主要设备的型号和参数如表1所示：
4 系统功能验证
基于现场实际和需求定位，为保证设备能在相对良好的环境下持续工作，选择试点变电站110kV设备区3个密封不严的箱体作为测试对象开展研究应用。
预先在实验室将模块编号，使用C语言编写ZigBee无线网络中心节点与终端节点的通信程序；使用C#语言开发基于框架的服务器终端程序，调试无误后将设备拿到现场安装。基于物联网技术的端子箱驱潮系统安装位置俯视图如图2所示。
具体步骤如下：
（1）启动站端主控系统和后台服务器，温湿度传感器将定期采集各个端子箱内的温度和湿度。使用标准温湿度测量仪作为参考量，校正系统参数。
（2）用喷雾法提高箱体内部湿度，强制满足驱潮启动条件，检验系统能否自动触发驱潮功能。确定当各个模块正常时，运行指示灯亮，告警灯灭，后台无告警报文。
（3）分别设置3个端子箱驱潮系统工作状态：测试箱A，仅靠传统加热板持续加热驱潮；测试箱B，不使用任何驱潮手段；测试箱C，接入基于物联网技术的端子箱驱潮系统，采集湿度数据作为驱潮系统启动或停止的判断量（温度数据仅供参考），当湿度≥45%启动，当湿度≤40%停止。
（4）抽选2015年3月某日07：00、10：00、13：00、17：00、20：00、23：00这6个时刻对3个测试箱体内部湿度进行监控记录，同时与大气湿度做对比，数据如表2所示。
由表2可知，使用传统加热板加热驱潮的测试箱A虽然内部湿度得到一定控制，但是受大气影响仍然存在明显波动；不使用任何驱潮手段的测试箱B内部湿度接近大气湿度；使用基于物联网技术的端子箱驱潮系统的测试箱C内部湿度得到有效控制，基本稳定在设定的阈值附近，驱潮效果好。
5 结束语
根据当前端子箱驱潮系统存在的问题及发展需求，提出基于物联网技术的端子箱驱潮系统。鉴于测试箱C的良好效果，目前已将驱潮管道连通至测试箱A和B，经过较长时间运行验证，加装新驱潮系统的3个箱体均能有效保持干燥，未再出现凝露现象，即使大雨后渗水也能迅速干燥。而且当该系统某元件出现问题时，后台也能及时告警，从而节约查找故障时间，提高系统智能化程度。
下一步，将敷设驱潮管道延伸至110kV设备区所有端子箱，检验集中式驱潮对较远距离端子箱的空气循环能力；同时，将后台服务延伸至手机终端，借助移动LTE网络实现信息高速、高效传递，优化人机对话服务。
目前，物联网技术在智能电网中的主要应用是无线抄表、输电线路状态在线监测。本文提出的基于物联网技术的端子箱驱潮系统的成功应用，将为物联网技术在变电站中的应用提供又一新的参考依据，符合未来智能电网的建设发展趋势。
参考文献：
[1] 冯旭. 变电站端子箱凝露现象探究及改进[J]. 大众用电， 2011（12）： 27-28.
[2] 邵建，黄何，杭跃斌. 基于物联网技术的智慧城市生活[J]. 移动通信， 2014（21）： 77-81.
[3] 唐美华，王峰，黄航. 基于城市照明的物联网综合解决方案[J]. 移动通信， 2014（21）： 42-45.
[4] 张琨，刘春梅，彭景. 打造物联网时代的智慧物流[J]. 移动通信， 2014（16）： 77-81.
[5] 饶威，丁坚勇，李锐. 物联网技术在智能电网中的应用[J]. 华中电力， 2011（2）： 1-5.
[6] 凌俊斌，刘婷. 面向智能电网的物联网技术及应用分析[J]. 机电工程技术， 2014，43（1）： 67-69.
[7] 谢亮. 变电站户外端子箱智能加热器的研发[J]. 江苏电机工程， 2011，30（3）： 44-47.
[8] 强，李津. 变电站智能端子箱防凝露控制系统的研究与应用[J]. 广东电力， 2013，26（8）： 73-77.
[9] 张伟骏，蔡新蕾，高伟，等. 变电站端子箱防潮控温系统的研制[J]. 电测与仪表， 2014，51（21）： 102-109.
购物车(0)