小区交换站供热系统数据采集模块开题报告..doc

毕业设计开题报告 题 目：小区交换站供热系统数据采集模块的设计 学生姓名： 张雪娜 学 号： 100801331 专 业： 电气工程及其自动化 指导教师： 郭英军（副教授） 2014年3月25日 1文献综述 1.1本课题的研究意义 近年来，随着人们节能降耗和环保意识的不断增强，通讯技术与计算机技术的发展，以往采用的分散供热的方式已由集中供热所取代，集中供热已成为我国北方城镇冬季供热的一种主要形式。城市集中供热是节能、环保的重要途径，是城市现代化的主要基础设施之一。城市集中供热系统主要包括热力站、热水管网、换热站、和用户等几部分。连接于热源厂和热用户之间的供热系统是整个集中供热系统的重要主要部分，主要包括热水管网和热力站，热水管网分为一次网与二次网。热交换站，又称换热站，是供热网络向用户供热的重要连接场所，目前大型热电联产系统大多采用间接连接的供热方式。热电厂提供的高温过热蒸汽经电厂换热站汽—水换热器形成供暖热水，由一次管网送至各换热站，高温热水再由板式换热器水—水换热器形成供暖热水由二次管网送至用户。 本课题主要研究小区交换站供热系统的数据采集模块的设计，通过对热水管网温度、压力、流量等数据参数的采集，实现对供热系统的实时监测与控制[1]。过调整和保持热媒参数（压力、温度和流量），使供热、用热达到安全经济运行，所以，换热站自动化控制系统的功能和性能就显得有为重要，其控制和监视的核心主要是监控一次、二次网的进出水温度、压力、流量和循环泵、补水泵的状态、起停控制、转速、故障以及电量等参数；同时为了提高工作效率和管理水平，供热调度部门需要对分散在不同地理位置换热站的温度、压力、流量、液位、设备状态等许多参数进行集中实时监测，必要时远程控制换热站中各设备的运行，并进行远程视频监控[2]。该供热系统数据采集模块的研究设计，可使运行管理人员有效的掌握系统各数据参数的变化和主要设备的运行效率极其变化规律，改善供暖质量，为小区交换站供热系统的优化运行管理提供可靠的保证。 1.2国内外发展状况 数据采集系统起始于20世纪中期，在70年代初，随着计算机技术及大规模集成电路的发展，特别是微处理器及高速A/D转换器的出现，数据采集系统结构发生了重大变革。原来由小规模集成的数字逻辑电路及硬件程序控制器组成的采集系统被微处理器控制的采集系统所代替。由微处理器去完成程序控制，数据处理及大部分逻辑操作，使系统的灵活性和可靠性大大地提高，系统硬件成本和系统的重建费用大大地降低[3，4]。 国外发展状况 五十年代末，随着数字电压表的问世，测量科学发生了根本性的变化。人们将一个转化器附加于数字电压表的输入端，能自选最佳量程，使输入在不超载的情况下获得最高分辨率。测量结果通过一台独立的打印机记录下来。英国数力强公司率先制造了世界上第一台数据记录器。 早期的数字电压表使用一种“逐次逼近法”的A/D转换技术，没有串态干扰的固有滤除能力，因而易受工业环境中的高频电磁干扰，不得不使用时间常数很大的低通滤波系统，甚至信噪比达到25分贝也必须如此。积分式A/D转换器的应用大大改善了串态干扰的噪声滤波能力（可达70分贝）。同时采用高质量的稳压电源，借以向应变仪、电阻温度计等普通使用的传感器功能。这样就产生了第二代数据记录器。 六十年代末，数字式小型计算机问世，把它同普通数据记录器连接起来就可进行大量数据的简化工作，例如数据的线性化处理和极限检验等。采用这种方法的主要优点是：（1）可以进行交叉通道计算，例如功率测量；（2）可以进行趋势分析，例如发电机厂高压蒸汽管道概率寿命的预估；（3）可以由预先测定的结果来配置灵活多变的处理方式和成套加工设备的大规模控制；（4）具有软、硬磁盘驱动器等大容量存储外围设备的灵活性，配有键盘的直观显示装置提高分辨率图像处理能力，显示测定的和计算出的数据结果。这便是附加有计算能力的第三代数据记录器。例如颇受欢迎的35系列数据采集器，使用了带有双软盘驱动器的PDP LSI11/03计算机。 然而小型计算机价格昂贵，体积庞大，电路复杂，灵活性差和调试困难等缺点，限定了它的普及和推广。七十年代出现的微处理机以其体积小、成本低、耗电少、功能强、稳定性高以及易于维护等一系列优点，迅速应用于数据采集系统中。它一改小型计的全硬件机构，用软件编程方式取代了大量复杂的硬件电路，是数据采集系统变为以微处理器为中心，软件支持的可编程控制自动测试系统。利用微处理器的ARM可以大量存储测试结果，有利于实现快速多路测量，而且配以相应接口电路可方便的同通信接口RS-232或通信仪器接口母线系统GB-IB相连接，可实现多种形式的数据