基于iFIX电能量监控系统设计本科毕业.docx

本科学生毕业设计基于iFIX电能量监控系统设计TheGraduationDesignforBachelofsDegreeDesignofElectricEnergySupervisoryandControlSystemBasedoniFIXCandidate：LiuJiansongSpecialty：ElectricalEngineeringandAutomationClass：09-2Supervisor：LecturerShaoGuopingHeilongjiangInstituteofTechnology2013-06Harbin本设计以高校公寓用电情况为对象，iFIX组态软件为工具，实际应用为目的，详细介绍了电能量监控系统的设计过程，完成了对学生公寓楼的用电予以统一管理的目的。本设计主要由三大部分组成，第一：模拟电力系统进线部分，第二：电能量采集部分，第三：控制线路接线部分。模拟电力系统进线部分从工频电网进电，通过双路漏电保护器，分成两路进单路漏电保护器，然后直接连到进线盒，给两个模拟寝室供电，电能采集部分接线于模拟寝室进线端，在终端进行电量采集，将采集到的电能数据传回上位机，上位机通过对数据进行整理分析，做出相应的判断，然后对下位机进行相应的操作，上位机组态软件用iFIX,执行部件用PLC,控制面板处可设置手动或自动两种模式对寝室进行送电,通过iFIX组态软件的WOrkSPaCe绘制虚拟的控制界面,在手动模式下可显示所有寝室实时的用电情况，在自动模式下，可对每个寝室进行通断电的控制，实现上位机对下位机的统一管理，最终实现公寓楼的用电统一管理。现情况电能量监控系统还处在实验室测试阶段，基本功能都已实现，操作简便，运行可靠，为公寓用电管理的实际应用做下铺垫，具有重要的实际应用价值。关键词：iFIX；电能量；监控；报警；PLCABSTRACTThisdesignfacetotheelectricenergyconsumeofuniversity,ThedesignusetheconfigurationsoftwarenamediFIXasatool,Withpracticalapplicationforthepurpose,andintroducetheprocessofDesignofElectricEnergyAcquisitionSystemindetailed.Completedthepurposeofelectricityshallbeunifiedmanagementofstudentapartmentbuildings.Thisdesignismainlycomposedofthreeparts,thefirst:thesimulationofpowersystemintothelinepart,thesecond:electricenergyacquisitionpart,thethird:controlcircuitwiringpart.Analogpowersystemintolinefrompowerfrequencyelectricgridintotheelectricity,throughtwo-wayleakageprotector,leakageprotectorisdividedintotworoadintoasingleroad,andthendirectlytotheintothebox,totwoanalogdormitoryelectricity,electricityconnectiontosimulateourbedroomintotheterminal,theterminalchargecollection,willcollectthepowerdatabacktothePC,PCthroughthedataanalysis,makesthecorrespondingjudgement,thencorrespondingoperationtolowerplacemachine,upperconfigurationsoftwareusingiFIX,andperformpartswithPLC,thecontrolpanelcanbesetmanuallyorautomaticallytosendingofdormitory,thetwomodelsbyiFIXconfigurationsoftwareWorkSpacemapvirtualcontrolinterface,inmanualmodecanshowallthebedroomreal-timeelectricityconsumption,intheautomaticmode,canbethroughthecontrolofpowertoeachdormitory,torealizetheuppermachineunderamachineunifiedmanagement,finallyrealizestheunifiedmanagementofapartmentbuildings.Electricenergymonitoringsysteminthelaboratorytesting,basicfunctionsarerealized,easyoperation,reliableoperation,apartmentmanagementunderthepracticalapplicationofelectricity,hasimportantpracticalapplicationvalue.Keyword：iFIX;Electricenergy;Supervisory;alarm;PLC摘要第1章弓I言O1.1 概述O1.2 研究内容O1.3 研究意义1第2章基于iFIX电能量监控系统的方案设计22.1 整体方案设计概述22.2 PLC的选型及所要完成的功能32.3 电能量监控系统的用途和功能42.3.1 上位机iFIX的用途功能42.3.2 采电装置的用途功能62.4 本章小结6第3章PLC电气控制装置系统设计73.1 电气控制系统设计的一般原则73.2 元件选型73.3 箱体工艺设计93.3.1 屏柜的设计93.3.2 面板的设计103.3.3 布局的设计113.4 PLC的硬件组态配置113.4.1 上位机与PLC的端口连接113.4.2 配置PLC通信123.4.3 配置MBl驱动器133.4.4 PLC地址I/O分配表163.5 PLC梯形图程序设计173.6 本章小结20第4章iFIX组态监控软件设计214.1 iFIX简介214.2 创建SCU配置文件214.2.1 新建SCU配置文件214.2.2 过程数据库254.3 通过MSComm控件实现数据采集264.3.1 MSComm属性264.3.2 MSComm通讯方式274.3.3 控件的初始化284.3.4 数据的发送和接收284.5本章小结30第5章监控系统运行调试315.1 上位机软件的画面制作315.1.1 欢迎画面制作315.1.2 电能监视控制画面325.1.3 电能参数显示画面345.2 上位机软件画面调试355.3 本章小结36结束语37参考文献38致谢39附录40第1章引言1.1 概述面对时代的发展，人们的生活已经离不开用电，并且用电量逐年增加，日趋紧张。在能源紧张的今天，提倡科学用电显得尤为重要。所谓科学用电就是更合理有效的用电，当前，全国提倡错峰用电、使用节能电器等都是为了科学用电而采取的措施。目前，电气自动化产品飞速发展，各种大小电气产品随处可见，大到工程项目的自动化机械，小到家庭用的家用电器，譬如大学寝室里，电脑，手机，音箱，电吹风等多种用电设施非常普遍，包括不少的像热水器的大功率用电器，随之而来使得用电量消耗过大。学校对学生集体公寓采取的限量限时的供电方式己越来越不适应。但是个个寝室没有具体的用电量测量标准，所以造成大量耗电、不同寝室用电不均、寝室用电经费过高等诸多问题。当线路长期在超负荷运载的情况下，会造成线路过热，绝缘层老化等不良影响，时间过长可能造成火灾，存在着很大的安全隐患，所以此类问题应该考虑，必须得到解决。我们针对上述问题提出了这个项目，此装置可有效的控制每个用电单元每个月的用电量，对个个用电单元实施统一化管理，达到了节约能源的，消除安全隐患的目的。1.2 研究内容针对当前学校管理现状，大学生公寓宿舍楼用电市场化第一要素与目标就是为了给大学生提供优良的生活与学习的环境，然而，当前的公寓服务的市场化，使其更加的有必要。最近几年，各种综合性大学收纳的学生越来越多，增长趋势也在上升，随之而来的就有了电能消耗过量的问题，所以高校的公寓管理体制也在同步改革，高科技的用电管理手段非常有必要。现在国家政策呼吁节能减排，集中供热，电能的集中管理也很有必要，集中管理用电，可以减少电能的浪费，降低成本，使用稳定，那么对社会与经济方面都会有较好的收益。据估计，若实施该系统后，那么每一年的电费可以节省很多，大约在10%左右，运用该系统后，整个寝室楼的电能使用情况可以用一个上位机同时显示出来，而且随时备查，不但节约了经费、还省的管理人员耗费精力，并且为公寓楼的电能使用情况提供了优秀科学的管理办法，可使管理更加的严谨，并加强了学生的用电管理意识，对违规用电，系统将会自动启用报警功能，对超负荷用电可实现实时断电，一超即断，基本上可以杜绝违规电器的出现，把危险的隐患消失在萌芽中。大多数学校对学生寝室免费给电，这样造成了大多数寝室不关灯的习惯，使灯变成了长明灯，这样不但是很大的浪费，并且对学生寝室的管理难度也有了增加。若用了该系统后，刚才所提到的浪费现象可以得到很好的遏制，综上所述,用电的集中管理是大势所趋，该系统的开发应用也很有必要，这样不仅对经济效益有了提高，对公寓楼的用电安全统一管理业也有效的加强。另外，有些租住房往往是很多隔间用一块电表，房东对租户的用电收费没有章程可循，收电费变成了一个大难题，此装置低功耗，可以每个租住房间安装一个，这样就有一个统一的标准对电费进行分配。比安装电表要简单，更经济实用。设计的具体内容如下：第一章：介绍了该项目的研究背景以及研究意义，对该项目以后的预实现功能予以阐述。第二章：介绍了基于iFIX电能量监控系统的整体方案设计，对PLC的选型以及完成的功能以简单的介绍，阐述了上位机和下位机的用途以及功能。第三章：介绍了PLC的配置及整体线路的连接与布局设计。第四章：介绍了iFIX与电量采集系统的连接，iFIX与PLC的连接通信，SCU的配置等。电能量监控系统，该系统不仅仅是简单测量用电量的一种装置，而是基于学校公寓、集体租住房等大环境下对各个用电单位的电能量分别测量的一种装置，其最主要的特点是，将大环境下的小的用电单位的用电量分别测量并在终端加以显示控制。当用电单位超负荷或超额用电时，可以在终端实现对客户端的报警强制断电等功能。实现对大环境下每个小的用电单位高效、便捷的管理。最终实现统一化管理的目的。1.3 研究意义当前国家正提倡节能减排，低碳环保的理念，针对国家的这一理念，我想到了高校公寓楼的用电浪费情况，我是高校的一名学生，对寝室公寓楼内的用电情况特别了解，不仅存在用电浪费的情况，而且还有很多大功率用电器，存在的安全隐患实属不小，所以我想设计一个寝室用电监控管理装置。研究此项目的目的就是使电能得到合理的分配和利用，达到低碳节能的目的。对一些功率、电压、电流、用电量等超载