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基于WebAccess及PAC的地源热泵示范建筑远程监控系统设计及实现
作 者: 马亚强
导 师: 段振刚
学 校: 北京工商大学
专 业: 控制理论与控制工程
关键词: 地源热泵 远程监控 PAC GPRS技术 WebAccess .NET平台
分类号: TP277
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要
可再生能源建筑是我国建筑节能的发展方向,为此,我国正在大力发展可再生能源示范建筑,本课题来源于“十一五”国家科技支撑计划“可再生能源与建筑集成技术研究与示范”项目。其目标在于建成不同建筑气候区的可再生能源与建筑集成示范建筑,对示范工程能源系统进行监控和综合技术经济评价。本文研究内容是其中的地源热泵示范建筑远程监控系统的设计和实现。本文通过采用现代计算机和通讯技术,对示范建筑工程地源热泵系统的运行情况进行了长达一年的远程连续监控,根据监测数据得出能够真实反映系统优劣的技术经济评价参数,这些参数包括每天、每周、每月三个周期,以便确定地源热泵与建筑集成技术的适用范围和性能特点,并为在建筑集成系统中推广地源热泵技术提供依据。本文首先研究了目前流行的远程监控技术,分别介绍了可编程自动控制器(PAC)、WebAccess网际组态软件和GPRS远程传输技术的概念与特点。然后针对示范建筑地源热泵系统特点,结合WebAccess三层网络架构,提出了远程监控系统的三层控制结构:第一层现场监控层用于直接监控现场设备;第二层本地监控层用于本地人机交互,实现用户对系统的本地实时监控、数据备份;第三层远程数据服务中心和客户端用于远程监控整个系统,并实现数据的远程处理分析功能。在此基础上对地源热泵系统进行了详细的设计和实现,现场监控层采用研华公司的ADAM-5510型PAC控制器实现对现场设备的监控,并使用智能电表实现对热泵机组等电表设备的电能采集和远程传输。本地监控层以工控机和触摸屏为控制平台,通过Ethernet实现与现场PAC控制器的通信,并基于WebAccess网际组态软件进行人机界面开发,实现了对系统运行状况的监控,基于GPRS技术实现了数据服务中心和智能电表之间的数据通信。远程数据服务中心通过.NET平台和SQL Server数据库实现了数据的分析和处理,得到了系统的经济评价指标,而且通过WebAccess客户端实现对监控节点的远程访问功能。本文采用PAC控制器与组态软件结合、GPRS技术与智能电表结合、组态软件与.NET平台结合的方法,使得地源热泵远程监控系统具有了很好的实时性,为地源热泵系统的运行状况分析打下良好的基础,也为地源热泵系统广泛应用起到了良好的示范作用。
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全文目录
摘要 3-4 ABSTRACT 4-8 第一章 绪论 8-12 1.1 课题背景与研究意义 8-9 1.2 国内外地源热泵技术应用现状 9-10 1.3 论文研究的主要内容 10-12 第二章 技术背景 12-19 2.1 PAC 控制器简介 12-13 2.2 Advantech WebAccess 组态软件简介 13-16 2.3 ADO.NET 技术和SQL Server 数据库简介 16-19 第三章 系统概述及总体设计 19-26 3.1 系统总体分析 19-21 3.1.1 地源热泵系统分析 19-21 3.1.2 监控系统要求 21 3.2 监控系统构成及工作原理 21-24 3.2.1 监控系统构成 21-23 3.2.2 监控系统工作原理 23-24 3.3 监控系统网络结构 24-26 第四章 系统硬件选型 26-31 4.1 PAC 控制器的选型 26-27 4.2 智能电表的选型 27-28 4.3 GPRS 无线通讯模块的选型 28-29 4.4 触摸屏的选型 29 4.5 工控机的选型 29-31 第五章 PAC 控制器程序设计 31-39 5.1 编程软件MULITIPROG 开发平台 31 5.2 控制器程序的设计流程及Modbus 地址映像 31-34 5.2.1 控制器程序的设计流程 31-33 5.2.2 Modbus 地址映像 33-34 5.3 控制器程序的设计及其实现 34-39 5.3.1 主程序 35-36 5.3.2 地源热泵控制程序 36 5.3.3 算法程序 36-38 5.3.4 设备控制程序 38-39 第六章 基于GPRS 技术的数据远程传输系统设计 39-49 6.1 数据远程传输实现原理 39-40 6.2 传输终端的参数设置 40-42 6.3 数据远程传输的通信协议 42-44 6.4 数据服务中心的设计 44-49 6.4.1 .NET 平台和C#的介绍 44 6.4.2 数据服务中心的总体构成 44-45 6.4.3 数据的接受和处理 45-49 第七章 地源热泵系统的评价指标及其数据处理 49-58 7.1 经济评价指标的数学分析 49-50 7.2 经济评价指标数据处理 50-58 7.2.1 数据处理的方式 50-51 7.2.2 数据处理的流程 51-56 7.2.3 数据处理的结果 56-58 第八章 上位监控系统设计 58-76 8.1 监控系统的通讯设计 59-63 8.1.1 WebAccess 组态与现场ADAM-5510 控制器的通讯 59-60 8.1.2 WebAccess 组态与SQL Server 数据库的通讯 60-62 8.1.3 WebAccess 组态各节点IP 设置 62-63 8.2 监控系统功能结构设计 63-76 8.2.1 系统的动画实现 64-66 8.2.2 实时监控界面 66-71 8.2.3 系统功能界面 71-76 第九章 总结与展望 76-78 9.1 工作的总结 76-77 9.2 展望 77-78 参考文献 78-80 在校期间发表论文 80-81 致谢 81
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 监视、报警、故障诊断系统
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