遠程控制技術論文
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遠程控制技術論文范文第1篇
關鍵詞：電氣控制；PLC技術；自動化；無人值守
1 引言
隨著可編程邏輯控制器（PLC）技術的逐漸發展，很多工業生產要求實現自動化控制的功能，都采用PLC來構建自動化控制系統，尤其是對于一些電氣控制較為復雜的電氣設備和大型機電裝備，PLC在電氣化和自動化控制方面具有獨到的優勢，如順序控制，可靠性高，穩定性好，易于構建網絡化和遠程化控制，以及實現無人值守等眾多優點。基于此，PLC技術逐漸成為工業電氣自動化控制的主要應用技術。
本論文主要結合數控機床的電氣化功能的改造，詳細探討數控機床電氣化改造過程中基于PLC技術的應用，以及PLC技術在實現數控機床自動化控制功能上的應用，以此和廣大同行分享。
2 數控機床的電氣化改造概述
2.1 數控機床的主要功能
數控機床是實現機械加工、制造和生產中應用的最為廣泛的一類機電設備。數控機床依托數控化程序，實現對零部件的自動切削和加工。但是目前我國仍然有超過近1000萬臺的數控機床，主要依靠手動控制完成切削加工，無法實現基本的電氣化和自動化控制。為此，本論文的主要的目的是基于PLC控制技術，實現數控機床的電氣化改造，主要實現以下功能：
（1） 數控機床的所有電機、接觸器等實現基于PLC的自動化控制；
（2）數控機床的進給運動由PLC控制自動完成，無需人工手動干預；
（3） 自動檢測零部件切削過程中的相關參數，如加工參數、狀態參數等等；
（4） 結合上位機能夠實現對數控機床的遠程控制，以達到無人值守的目的。
2.2 電氣化改造的總體方案
結合上文對于數控車床的電氣化、自動化改造的功能要求，確定了采用上位機與下位機結合的自動化改造方案。該方案總體結構分析如下：
（1） 上位機借助于工控機，利用工控機強大的圖像處理能力，重點完成數控車床的生產組態畫面顯示，以及必要的生產數據的傳輸、保存、輸出，同時還要能夠實現相關控制指令的下達，確保數控車床能夠自動完成所有切削加工生產任務。
（ 2）下位機采用基于PLC技術的電氣控制模式，由傳感器、數據采集板卡負責采集數控車床的生產數據、環境數據、狀態數據等所有參數，由PLC實現對相關數據的計算，并傳輸給上位機進行相關數據的圖形化顯示和保存；另一方面，PLC控制系統還接收來自于上位機的控制指令，實現對數控車床的遠程控制。
（3） 對于數控車床最為關鍵的控制――進給運動的控制，利用PLC+運動控制板卡的模式實現電氣化和自動化的控制。具體實現方式為：選用合適的運動控制板卡，配合PLC的順序控制，對進給軸電機實現伺服運動控制，從而實現對數控車床進給運動的自動化控制。
3 數控車床電氣化自動控制改造的實現
3.1 系統改造結構設計
數控車床的電氣化自動控制改造，其整體結構如下圖1所示，其整體結構主要由以下幾個部分構成：
3.1.1 底層設備
底層設備主要包括兩個方面，首先是實現數控車床自動切削加工運轉等基本功能的必要電氣、機電設備，如電源模塊、電機模塊等，這些機電設備能夠保證數控車床的基本功能的穩定可靠的實現；其次，底層設備還包括各類傳感器，比如監測電機轉速、溫度的速度傳感器和溫度傳感器，監測進給軸運動進給量的光柵尺等，這些傳感類和數據采集類設備為實現數控車床自動化控制提供了基礎數據源。
3.1.2 本地PLC站
本地PLC站主要負責接收底層傳感設備傳送過來的傳感參數、狀態參數及其他檢測參數，通過內部程序的運算，判斷整個數控車床的工作狀態，并將其中的重點參數上傳到遠程控制終端進行數據的圖形化顯示、存儲、輸出打印等操作；另一方面，本地PLC站同時還接收來自于遠程控制終端所下達的控制指令，比如停機、啟動等控制指令，PLC站通過對相應執行器（比如電機）的控制，從而實現自動化控制的功能。
3.1.3 遠程控制終端
遠程控制終端主要是依賴于工控機實現的上位機數據管理和狀態監控，需要專門開發一套面向數控車床加工、生產和自動控制的軟件程序，以實現對數控車床的遠程化、網絡化、自動化控制，真正實現無人值守的功能。
基于PLC的數控車床電氣自動化改造框圖
3.2 PLC電氣控制系統的設計實現
本研究論文以CK6140普通數量機床為具體研究對象，詳細探討其電氣化、自動化控制的改造。通過上文對機床改造方案和結構功能的分析，可以確定整個機床電氣化、自動化改造，一共需要實現14個系統輸入，9個系統輸出。結合控制要求，這里選用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC，輸入回路采用24V直流電源供電方式。根據對數控機床的各模塊控制功能的分析，選用合適的接觸器、繼電器、開關、輔助觸點等電氣控制元件，與PLC共同實現對電氣設備的控制，比如PLC通過接觸器控制電機模塊，PLC通過繼電器控制電磁閥等部件，從而完成基于PLC控制的數控車床電氣化改造。
4 結語
隨著電氣設備的越來越復雜，工業生產對于電氣控制的要求也越來越高，基于PLC的自動化控制技術得到了廣泛的應用，逐漸成為了當前工業自動化生產控制中的主流技術之一。采用PLC技術最大的優勢在于實現自動化控制同時具有較高的可靠性和抗干擾能力，極大的避免了由于采用單片機技術而造成的系統不穩定現象。本論文結合電氣控制詳細探討了PLC自動化技術的應用，給出了具體的系統設計實例，對于進一步提高PLC自動化技術的工業化應用具有很好的指導和借鑒意義。
遠程控制技術論文范文第2篇
關鍵詞：水泵；遠程控制；物聯網
中圖分類號：TP391.41
文獻標識碼：A
DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2015.09.017
0 引言
由于我國的地理位置情況，我國的氣候受季風影響較大，降水量的地區、時間分布不均勻，從而導致河流的流量和水位變化較大。以我國秦嶺淮河以北、黃河流域下游地區為例，每年七八月份，由于亞熱帶季風影響，降雨量驟升，河流水量劇增，水位快速上升，從而會引發洪澇災害，從而導致大量的生命、財產損失。產生洪澇的原因除了降雨之外，還有一些其他的氣象和水文因素，例如：溫度、濕度、降水間隔、水流流速、風速、風向等。而隨著氣象技術、傳感器技術的發展與成熟，人類已經可以獲取到持續的氣象和水文數據；同時，隨著大數據時代的到來，大數據處理和分析技術的成熟，對長期的氣象、水文數據進行數據分析和挖掘已經成為了可能，從歷史的信息中挖取和洪澇災害有關的信息，從而進行防洪預警已經成為了當前的研究熱點。
氣象與水文是洪澇災害的客觀原因，同時，洪澇災害往往也由一些人為原因造成，比如排水能力差，排水不及時，防洪工程響應不及時，質量不過關等因素。針對質量不過關等問題，政府需要加強對水利T程質量的監管力度。而針對響應不及時等問題，即可通過數據分析、預測方法配合防洪設備的遠程控制等技術來解決。以泵站為例，可用本論文設計的泵站遠程監控系統來實現水泵的遠程啟動與調整，調整排水量，從而減輕洪澇災害的影響。
針對洪澇災害這一問題，本文提出了基于結構化支持向量機（Structured Support Vector Machine）的泄洪聯動技術研究。通過歷史的洪澇信息訓練學習模型，并根據觀測到的水文信息對洪澇災害進行預測，生成各水泵的工作策略向量。并根據該向量通過遠程監控系統進行水泵的控制與調度，盡可能預防洪澇災害。
1 基于結構化支持向量機的泄洪聯動設計
防洪泄洪作為水利水文監控系統的重要功能需求之一，如何準確地進行洪澇信息的預測預警，實現其智慧化是目前國內外的研究熱點。目前較為經典應用較廣的洪水預測調度模型主要包括流域水文模型（如新安江模型）、河道演算水文學和水力學模型（如Muskingum Method、動力波演進模型）和據流域特制模型（如陜北模型、河北雨模型）。在“新安江模型”中檢測站實時監測流域溫度、相對濕度、河流徑流量等；然后對所采集監測數據進行數據挖掘處理，通過各種擬合方法確定該地區植被覆蓋面積、土壤滲透系數、飽和蓄水量等相關水文參數的置信區間；最后在已確立的模型基礎上對水文數據（如降水量、水位等）進行演算，修正模型參數。目前來說，國外的河流代表模型有TOPMODEL模型（Topography BasedHydrological Model）和SWAT模型（Soiland WaterAssessment Tool）等。
結構化支持向量機（Structured Support VectorMachine）是一種機器學習算法，它泛化了機器學習中支持向量機（Support Vector Machine）的分類器（classifier），從而使得其可以預測復雜的結構。結構化支持向量機可以用于預測樹狀結構（Tree），有序表結構（Sequence），當然也可以用于預測向量（Vector）。在實際的水文信息分析中，往往需要考慮到眾多的影響因素，比如上文提到的降雨量、降雨間隔、水位、濕度、溫度等，這些影響因素也被成為分析問題的指標。
而對于氣象和水文信息而言，這些指標往往存在以下兩大特征：
指標規模龐大：
對于水文數據而言，由于每時每刻的氣象和水文情況都在改變，即每時每刻都有新數據產生，數據規模龐大。而且對于氣象和水文信息而言，一段較長時間內的數據才對分析工作有著重要作用，往往需要分析一年，十年甚至一世紀的數據才能得到有效分析結果，因此，對于指標而言，數據規模龐大是一個明顯的特征。
指標之間存在重疊：
水文數據指標間往往不是獨立的，而是存在重疊的，比如降雨指標會影響水位指標，也會影響濕度指標。這些重疊的指標一方面會導致分析問題變難，分析工作變重，也會導致大量的計算浪費。
針對以上問題，本文首先采用主成分分析法來降低數據的維度，即只選取關鍵的指標，從而減少重疊指標造成的影響，也可以顯著的減少計算量，再引入結構化支持向量機進行聯動處理。本方法旨在利用降維的思想，把多指標轉化為少數幾個綜合指標。其步驟如下：
2 基于結構化支持向量機的泄洪聯動技術實現
本文設計的泄洪聯動技術主要涉及到以下兩部分工作：1）通過主成分分析法對數據進行降維，從而減少計算量和由數據重疊問題造成的結果不準確；2）通過結構化支持向量機根據歷史的氣象、水文信息對水泵策略進行預測。而這兩部分則均為數據分析任務，計算量較大，計算速度較慢，因此本文將以上兩個算法作為離線程序，每天定時運行，生成相應的結果，便于管理員進行決策。數據的輸入系統包括：
（1）泵站采集數據處理系統
泵站采集數據處理系統對泵站數據進行遠程監測，功能主要包括：統計和記錄主要電氣設備的動作（將系統采集到的泵機運行狀態等數據進行分類處理并保存）；事故及異常統計記錄；參數越限統計（對參數越限等異常進行必要的統計，同時在必要時進行警示，并可根據需求生成報表）；運行日志及報表打印。
（2）遠程自動化控制系統
可通過本系統所設計開發出的主體水利信息化管理軟件來對泵機進行啟停控制。系統根據實時運行狀態，按照預設控制參數和模型實現對泵站機組的自動控制。站點泵機的控制可通過切換開關轉換到“手動操作”或者“遠程控制”。
當控制方式被切換到遠程控制方式時，除了站點值守人員操作站點上位機實現對機組的控制外，中控室和有權限人員也可以直接實現對站點設備的相應控制，從而實現泵站的少人甚至無人操作，大大減輕人員工作量。
在現場安裝的傳感終端遠程監測模塊，完成對站內機組、電氣設備及周邊設施環境的實時監控，同時提供和管理上位機的遠程通訊接口。通過485串行總線等通信方式，站點管理人員可以實時監測該站點動態數據和了解各操作中的主要工作過程。
站點監測的對象主要包括：機組電壓、電流；機組溫度；水位等。
站點上位機對監測的數據可以以數字和圖形兩種形式進行實時顯示，它通過各種動態的圖文來表示整個泵站各種設備的實時狀態，給人以生動、直觀的操作效果。
（3）泵站遠程監控軟件系統
泵站遠程監控軟件系統是為了實現抗旱與排澇泵站組成的泵站集群的信息化、智能化的開發、管理，因此是整個系統的核心組成部分之一。通過該軟件系統可以實時顯示各個分站的運行情況，如泵機電壓電流、泵機溫度、進水口水位、排灌量等重要信息。遠程控制機組的啟、停轉換；且能對系統故障進行白診斷，能有效地保護機組的安全運行，進而幫助運行人員發現事故隱患等。
基于主成分分析法的水文信息降維法關鍵算法實現：
1.標準化矩陣：
function std=cwstd（vector）
cwsum=sum（vector.1）；%對列求和
[a，b]=size（vector）；%矩陣大小，a為行數，b為列數
for i=l：a
for j=l：b
std（i，j）=vector（i，j）/cwsum（j）；
end
end
2.計算主成分：
Function result=cwfac（vector）；
std=CORRCOEF（vector）%計算相關系數矩陣
[vec，val]=eig（std）%求特征值（val）及特征向量（vec）
newval=diag（val）；
[y，i]=sort（newval）；%對特征根進行排序，y為排序結果，I為索引
For z=1：1engm（y）
newy（z）=y（1ength（y）+l-z）；
end
rate=y/sum（y）；
newrate=newy/sum（newy）
sumrate=0：
newi=[]；
for k=length（y）：-l：l
sumrate=sumrate+rate（k）；
newi（length（y）+l-k）=k；
if sumrate>0.85 break；
end%記下累積貢獻率大85%的特征值的序號放入newi中
end
基于結構化支持向量機的泵站策略預測關鍵算法實現如下：
pann.pattemS=pattems；
pann.1abels=labels；
pann.10ssFn=@lossCB；
parm.constraintFn=@constraintCB；
pann.featureFn=@featureCB；
parm.endIterationFn=@iterCB；
parm.dimension=10；%經過主成分分析法后的數據維度為10
pann.verbose=l；
1nodel=svm_stmct_1eam（'-c 10-o 2-v l-e 0.00l'，pann）；
遠程控制技術論文范文第3篇
目前的智能家居系統主要基于互聯網，針對目前中國廣大農村互聯網缺乏而移動通信網絡普遍存在等現狀，本文設計了基于移動通信的家居控制與安全系統。系統利用GSM網絡與TC35模塊實現遠程控制通信，利用學習型紅外遙控模塊實現對家電的萬能遙控，利用315M超再生無線通信及人體紅外感應實現防盜報警，是農村普及智能家居系統的良好設計方案。
【關鍵詞】智能家居 GSM 學習型紅外遙控 人體紅外感應
1 前言
21世紀是信息化的世紀，人類對計算機和互聯網的依賴程度越來越高。智能家居是通過物聯網技術將居室內的各種設備（如家電、照明、窗簾、安防等）連接到一起，實現遠程家電控制、照明控制、窗簾控制、防盜報警、環境監測等功能。但目前這些先進的智能家居技術大都是應用在城市高檔小區中，而在廣大農村和偏遠山區卻因為各種限制而難以推廣。但是隨著家電和手機在農村的普及，利用GSM網絡可構建簡單的智能家居系統，讓廣大農民享受信息技術所帶來的生活便捷。本文的主要內容就是利用移動通信網絡為農村等互聯網不發達地區設計符合最基本要求、便捷實用的智能家居系統，作為推廣智能家居系統的一種過渡性設計。
2 系統硬件設計
系統的基本功能：正常情況下，用戶通過手機遠程向系統發短信，系統根據短信編碼，遙控家中電器（如空調、窗簾等）的啟停，也可撥打系統電話進行環境監聽，當有盜賊闖入室內或其它異常狀況出現時，啟動大功率聲光報警器，自動撥打報警電話和戶主電話并短信通知。
2.1 硬件結構
系統硬件結構如圖1所示，主要包括STC89系列單片機作為控制模塊，西門子TC35模塊作為GSM遠程通訊，315M超再生無線收發模塊作為室內中短程通訊，紅外釋熱防盜模塊，HX1838紅外一體化接收及紅外發射二極管作為紅外學習及家電遙控模塊，其它傳感器電路（如溫度、濕度、煙霧等），聲光報警器電路，鍵盤輸入及1602LCD顯示電路。
2.2 遠程控制通信模塊
全球移動通信系統GSM是當前應用最為廣泛的移動電話標準，具有普及度高，幾乎無網絡盲點，只要會打電話、發短信就能操作，在使用飛信、微信等工具發短信控制的情況下更是無需任何額外開支。
TC35 GSM模塊具有成本低、技術成熟穩定等特點，由供電模塊（ASIC）、閃存、ZIF連接器、天線接口等組成。其核心基帶處理器主要處理GSM終端內的語音和數據信號，并涵蓋了蜂窩射頻設備中的所有模擬和數字功能。引腳16～23為數據輸入/輸出，其接口是一個串行異步收發器，符合RS232接口標準，硬件握手信號用RTS0/CTS0，軟件流量控制用XON/XOFF，支持標準的AT命令集，與單片機通過串口進行通訊，引腳24～29連接SIM卡，引腳35～38為語音輸入/輸出接口，連接話筒和揚聲器。單片機通過AT指令對TC35模塊進行初始化和短消息的接收/發送及撥打電話等操作。常用的AT指令如表1所示。
2.3 學習型紅外遙控電路
家用電器的遙控器絕大多數屬于紅外遙控器，為了避免遙控器間互相的干擾，每個廠商的紅外遙控器都具有其特定的編碼，包含廠商固定編碼和面板按鍵編碼。本系統中的紅外遙控部分要求能對居室內所有家電進行遙控，故必須預先對所有家電紅外遙控編碼進行學習，然后存儲、回放。雖然市面上的遙控器的編碼格式各不相同，但是最終都是高低電平組成，所以只要利用單片機對遙控器的發射信號的波形進行測量，然后將測量的數據回放即可，由于只關心發射信號波形中的高低電平的寬度，不管其如何編碼，因此做到了真正的萬能。
本系統使用HX1838紅外模塊，設置按鍵啟動一個學習過程，設置LED指示學習型紅外模塊狀態，紅外接收頭在與單片機連接時，將接收來的紅外遙控信號反相，其正向信號接外部中斷0，反相信號接外部中斷1，通過記錄2個中斷間的間隔時間來測量紅外遙控信號高低電平的脈寬值。
2.4 紅外防盜及近程無線通信模塊
人體體溫恒定37度，會發出特定波長為10微米左右的紅外線，使用HC-SR501探測人體發射的紅外線，內部的熱釋電元件在接收到人體紅外輻射溫度發生變化時會失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續電路經檢測處理后就能產生報警信號。
室內無線通信選擇315M超再生無線收發模塊，具有功耗低、傳輸距離長、可靠性高等特點，利用PT2262編碼芯片對HC-SR501產生的電信號進行編碼，送給315M超再生無線發送模塊，控制端的315M超再生無線接收模塊負責接收數據，利用PT2272解碼芯片對信號進行解碼，然后送單片機處理，控制聲光報警器工作，并啟動TC35 GSM模塊撥打報警電話、向戶主發送短信等操作。
3 系統軟件設計
3.1 主程序流程
系統首先對設備初始化，然后檢測TC35工作是否正常，接著判斷是否進行家電紅外編碼學習，然后通過按鍵掃描方式查詢是否打開防盜模式，進而查詢是否觸發紅外人體感應模塊，條件滿足時，單片機啟動聲光報警器并通過AT指令控制TC35模塊撥打設定的手機號碼（或報警電話），同時向戶主發短信提示有盜賊闖入。
因為TC35模塊收到的短信文本格式是固定的，在收到短信時只要檢測特定位置的串口數據，與預設數值對比，就可實現對短信指令的判斷，從而執行相應的動作。當判斷收到短信為預設的指令時，單片機通過拉低P2.2的電平控制學習型紅外遙控模塊發射已學習的相應紅外編碼，從而實現遙控家電的目的。圖2為主控單片機程序流程圖。
3.2 學習型紅外模塊程序設計
利用單片機的兩個外部中斷可以測量出紅外遙控編碼的脈沖寬度，將發射信號中高、低電平的時間寬度進行存儲。當要發射紅外信號時，從存儲區中還原出相應的紅外遙控編碼，并調制到38KHz的載波信號上，從而實現學習型紅外遙控的功能。其流程圖如圖3。
4 結束語
本智能家居系統經過實物測試，具有結構簡單、功能完善、運行可靠、成本低廉、易于擴展等特點，特別適合于互聯網普及率較低的廣大農村和偏遠山區，是廣大農村地區城鎮化建設進程中非常合適的智能家居系統的過渡替代品，具有廣闊的發展前景。
參考文獻
[1]卓承軍.家庭自動報警系統設計與實現[J].電子科技大學碩士學位論文，2011（04）.
[2]周濤.基于無線傳感器網絡的智能家居安防系統[J].太原理工大學碩士學位論文，2010（05）.
[3]張俊.SMS短消息傳輸的遠端控制技術及其實現[J].儀器儀表學報，2003，24（4）.
[4]張玉蓮.傳感器與自動檢測技術[M].機械工業出版社，2011（6）.
[5]鄧凱.智能化住宅安防系統的應用[J].冶金礦山設計與建設，2000（3）.
作者簡介
張景虎（1975-），男，漢族，山東省茌平縣人，碩士，講師，研究方向為信號與信息處理。
孔芳（1976-），女，山東省曲阜人，現供職于曲阜少年兒童競技體育運動學校。
作者單位
遠程控制技術論文范文第4篇
關鍵詞：原子力顯微鏡 步進電機 無線模塊 數據采集
中圖分類號：TP273.22 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（b）-0008-02
原子力顯微鏡（Atomic Force Microscope，AFM）是繼掃描隧道顯微鏡（STM）之后迅速發展起來的一種原子級分辨率掃描顯微鏡[1]。它通過監測待測樣品表面與一個微型力敏感元件之間的極微弱的原子間作用力來研究物質的表面結構。由AFM原理和原子力作用規律可知，只有當AFM針尖與待測樣品表面的間距達到納米級時，樣品表面原子與微探針之間才能產生穩定的原子力，使微懸臂發生偏轉[2]。樣品向探針逼近直至進入穩定的原子力狀態稱為AFM的逼近狀態，此過程如果通過手動調節機械裝置很難達到原子級定位精度。調節不夠，AFM針尖與樣品表面間距在一定的范圍之外，無法使懸臂梁正常工作，調節太深往往又會使探針與樣品接觸而直接導致樣品或探針損傷。而且工作在液相下的原子力顯微鏡在掃描細胞或其它生物結構時要求操作環境最好不要受到外界干擾或污染[3]，這就要求人在操作原子力顯微鏡時最好遠離操作地點，為了盡量排除外界干擾同時為了減少探針逼近時不必要的浪費，提高逼近系統的自動化性能，本研究通過無線通信與現代控制技術不僅實現近距離無線控制步進電機從而實現樣品與微探針逼近，而且可以實時觀察探針操作結果。
1 系統設計
無線控制AFM正常工作的前提是，保證無線通信正常，其次是探針充分逼近樣品進入原子力狀態，使微懸臂發生一定量的偏轉，通過特定的檢測裝置，將微懸臂的偏轉量轉換為對應的偏置電壓值。因此，通過無線控制電路發送數據，然后通過對比電壓的采集，分析和處理，可以無線控制步進電機實現AFM的自動逼近。系統由PC機、步進電機驅動器、步進電機、數據采集、無線收發模塊。基本原理是：首先通過上位機設置參考電壓值VREF，即預置一個微懸臂偏轉量，然后通過PC發送操作指令，經過無線傳輸，當VIN不等于VREF時，表明探針還在接近樣品過程中，原子間無相互作用力，步進電機繼續運動，直到采集到的電壓值與預設值相等為止。接下來AFM開始對樣品進行掃描。掃描的過程需要將下位機掃描的各種數據傳送到上位機。以便對掃描結果進行觀察及操作。為了能實時傳輸各種數據需要對無線網絡通信協議和圖像數據傳輸進行優化[4]。
2 硬件系統設計
2.1 A/D轉換芯片
對于A/D數據采集系統，本文采用北京中泰公司的USB-7648B型號，A/D卡USB-7648A/7648B系列是真正即插即用USB數據采集模塊，USB-7648系列帶有8路并模擬輸入、3路16位計數器、24路可編程數字量輸入輸出、8路固定數字量輸出。
原子力顯微鏡系統中，力檢測普遍采用懸臂梁光電偏轉法。探針與樣品間的作用力使得懸臂梁產生形變，懸臂梁形變是通過光電探測器檢測激光器投射在懸臂梁上的反射光點偏移量確定的。需要對光電探測器輸出的信號進行解碼，解碼可得出懸臂梁的縱向形變信號（正壓力信號）、橫向扭轉變形信號（摩擦力信號）和光電探測器四象限的總強度信號這三路信號。反饋控制系統需要同時對這三路信號進行實時、高速、高精度、同步數據采集[5]。所以A/D轉化器至少有3通道的同步采集，分辨率不低于14位，每通道采樣速率最好高于100 Ksps。
2.2 步進電機驅動器
本文采用電控平移臺豎直放置方法實現探針在垂直方向的升降。電控平移臺通過步進電機驅動，實現位移調整自動化，由于AFM針尖與樣品表面之間的距離必須達到納米級才驅能使原子之間發生作用力，繼而導致微懸臂偏轉產生偏置電壓，因此，首先對步進電機進行粗調使探針接近樣品表面，然后通過精細進針使AFM針尖與樣品逼近。要達到納米級的定位精度，必須對步進電機進行步距細分。
PI公司生產的M-126電控平移臺其行程為25 mm，精度為3.5 nm，最小增量為0.1 um，螺距0.5 mm。電控平移臺與PI公司的步進驅動器C-663相連，其細分精度為16（6400步/圈）。這樣的參數使可以滿足對原子力探針的逼近。
2.3 無線傳輸系統
無線控制系統是以通信和網絡技術為基礎的一門先進技術。正是由于通信和網絡技術的發展使得無線控制技術得以快速的發展[6]。無線控制系統可以劃分為：上位機控制端、無線數據傳輸系統、現場設備檢測與控制系統。無線控制上位機采用一臺PC機作為無線遠程控制工作站，由于本系統數據傳輸量比較大以及對實時性要求比較高。在比較了各種無線傳輸方式后采用無線網卡TP-LINK TL-WN851N 802.11g無線網絡適配器，其傳輸速率最高可達到300 Mbps。納米機器人控制系統組成本地控制系統，其控制PC機也采用TP-LINK TL-WN851N無線網卡。這樣我們就組件一個小的局域網。
3 軟件設計
3.1 系統軟件開發環境
在無線網絡協議和網絡通信技術分析的基礎上，我們以納米動機器人為控制對象，在Windows環境下開發基于無線網絡的控制平臺實例，平臺采用上位機下位機和TCP/IP協議，無線控制端為客戶機，以納米機器人端的控制器為服務器。由系統的硬件架構可知兩端都采用了PC機，因此，我們采用客戶端服務器的架構實現無線控制，一方面現場操作人員可以不受遠端操作人員控制來控制納米機器人；另一方面遠端操作人員也可以控制以及對AFM納米機器人操作數據進行分析及處理[7]。
3.2 程序設計
客戶端可以通過服務器控制步進電機，觀察控制信號輸出及數據采集與發送。
前面提到服務器是由納米機器人端的PC機來承擔的，因為它也是機器人本地控制系統的客戶端，所以服務器程序啟動后首先是作為AFM本地控制系統的客戶端與AFM位操作服務系統建立連接，并獲取所需要的相關信息，然后它才作為遠程服務器端進行工作。在此之后不斷在客戶端和服務器端來回交換角色，一是為了接收無線控制端的命令數據并向AFM傳送控制命令；二是為了向AFM請求其相關狀態信息并傳送給遠程控制端。
VC++程序設計大部分是借助Socket實現的。Socket是Microsoft公司提供的主要用于網絡通信編程的ActiveX控件。同時采用了應用于無線控制平臺中的多線程編程技術。
4 結論
本系統可以實現原子力顯微鏡的無線操控，可以遠距離實現液相下原子力顯微鏡對生物細胞的掃描納米操縱等試驗。該系統結合了無線網絡通信優點設計的無線收發系統過多次實驗證明，其控制端能正確地將數據傳送出去；同時，接收端也能正確接收并顯示數據。此外，該系統采用了比較完善的軟件、硬件設計以及抗干擾措施，這樣就可以保證系統工作的安全性和可靠性，并具有通用性，便于投入實際應用。
參考文獻
[1] BINNIG G，OUATE C F，GERBER C. Atomic force microscope[J].Phys. Reu. Lett.，1986，56（9）：930-933.
[2] TAFAZZOLI A，PAWASHE C，SITTI M. Atomic force microscope based two-dimensional assembly of mico /nanoparticles[C].Proc. IEEE Int. Symp. on Assembly and Task Planning，2005：230-235.
[3] Xie， H.，Haliyo， S.，R'egnier， S.：A versatile atomic force microscope for threedimensional nanomanipulation and nanoassembly[J]. Nanotechnology，2009（21）：215-301.
[4] S.Fatikow（Ed.）.Automated Nanohandling by Microrobots.Springer Series in Advanced Manufacturing[M].Springer，2008.
[5] 黨學明.并行原子力顯微鏡研制[D].合肥：中國科學技術大學，2004.
遠程控制技術論文范文第5篇
關鍵詞：以太網；電力調度系統；遠程控制；網絡技術
1 引言
目前，總體上講，企業的供電系統自動化水平還很低，仍有一部分變電站使用傳統的電磁式或集成電路式繼電保護裝置，且很多變電站沒有綜合自動化系統，只有幾個中央變電所建有綜合自動化系統能監控到本所的電氣設備狀態和保護動作信息；而中央變電所的綜合自動化系統又各自獨立，沒有聯系，造成彼此之間不能共享系統信息。這種狀況對協調系統運行和保證供電安全穩定都非常不利。構建一體化的管控電力調度系統對于供電企業而言已經十分必要。
本論文結合以太網技術，對基于以太網網絡通信技術實現的電力調度系統設計進行分析設計，以期從中能夠找到基于遠程技術實現的電力調度系統設計方案，并以此和廣大同行分享。
2 電網調度系統概述
電力調度系統負責對整個電網運行進行監控，使調度人員可以統觀全局，運籌全網，從而有效指揮電網安全、經濟運行，是現代電網不可或缺的重要手段。較早期，調度中心只能通過電話了解、調度各個電廠、變電所的設備。隨著計算機、通信和自動控制技術的發展，電力調度自動化系統廣泛應用。
電力調度自動化系統的主要任務有：保證供電的質量優良，保證系統運行的經濟性，保證較高的安全水平，提供強有力的事故處理措施。安全水平是電力系統調度的首要問題。電力系統調度中心必須具有監控和數據采集，即SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)功能，主要實現數據采集、信息顯示、監視控制、數據計算、報警處理、事件順序記錄、及事故追憶等功能。
隨著我國電網向著超高壓甚至特高壓、交直流混合大區域聯網的方向發展，系統的安全運行越來越受到重視，同時對繼電保護管理的信息化、自動化提出新的要求，再有電力市場化改革的不斷推進，這些都對電力調度系統提出了更高的要求。隨著計算機、網絡、通信和數據庫等技術的飛速發展和電力市場的要求以及國際標準的日臻成熟完善，電力調度自動化系統正朝著數字化、集成化、網格化、市場化、標準化、智能化的方向發展。
3 基于以太網技術的電力調度系統設計
3.1 系統需求分析
建設電力調度系統對保障供電企業的供電安全、可靠，提高生產管理水平都很重要。針對供電企業供電系統的特點和需求，應該本著技術先進、實用可靠、整體規劃、循序漸進的原則逐步建設完善。特別要注意設計方案的先進性、經濟性、適用性和易于實施性，同時考慮到今后供電公司的發展，電力調度系統還要有可擴展性，方便的接入新建的變電站的自動化系統。
3.2 系統架構設計方案分析
結合當前以太網技術的發展應用，本文提出了一種適合電力供電企業實際情況和需求，并結合調度新技術的基于全以太網的電力調度系統總體方案。調度系統包括主站SCADA子系統、變電站自動化子系統以及Web信息和設備臺帳信息查詢子系統。
新建調度中心，主站采用雙以太網架構，由SCADA/數據庫服務器和調度工作站組成電網監控和數據采集子系統。在各變電站建立遠動子站，連接站內綜合保護系統和其它IED設備組成自動化系統，并架設光纜，采用以太網接口經光纖收發器轉換由光纖通道接入調度中心以太網及SCADA服務器。主站和子站之間使用IEC 104規約通信。調度中心還設有Web服務器，通過以太網與主站SCADA/數據庫服務器連接，并經硬件防火墻與企業信息網相連，為使用通用瀏覽器的授權用戶提供電網運行相關信息。在Web服務器上建立電網全部設備的臺帳，電氣技術人員可以通過辦公網查詢、維護設備信息。基于以太網技術的電力調度系統網絡架構示意圖如下圖1所示。
3.3 以太網的配置
電力調度系統的局域網絡采用雙100Base以太網。局域網絡采用雙網冗余配置；當一個網絡發生故障時，系統在規定的時間內將該網所承擔的工作自動切換到另一網絡上，此網承擔所有的數據通訊，保證系統的連續運行。網絡具有一定的容錯能力，并采取一定的可靠性措施。電力調度系統的局域網絡以兩臺CISCO 3548 Switch網絡交換機為核心。
系統網絡采用CISCO的10/100M雙速自適應交換機。本方案配置雙冗余主網，每個網絡各采用一臺CISCO 3548交換機，支持接入48臺計算機。CISCO 3500系列交換機具有高達10.8G的交換能力，為無阻塞的數據流提供了可靠保障。該系列交換機還具備千兆光纖上連的擴展能力，為今后高層次網絡互連留有余地。
系統的網絡管理驅動程序采用數據流量動態平衡控制管理，保證所有的數據流流量在冗余的雙網之間動態平衡，可以有效地降低網絡通訊的負荷率，提高網絡通信的可靠性。當其中一條網絡出現故障后，所有數據流量轉換到正常工作的網絡上，實現整個系統的正常工作。
系統配置兩臺前置通信機，并配置終端服務器接入通信通道，實現與各變電所監控系統的遠方通信完成數據的發送、接受及數據的預處理。終端服務器具有獨立CPU和存儲，并利用TCP/IP網絡將信息發給前置通信機。其數據收發處理能力強，不占主機資源。
4 結語
由于使用以太網技術，使得系統具有良好的開放性和靈活性。千兆以太網技術、VLAN、三層交換等技術使得系統的以太網有很好的傳輸性能，并且安全、易于維護管理。隨著以太網技術的快速發展，未來也能很容易實現升級，進一步提高傳輸速率和系統容量，快速提升系統的整體性能。完全能滿足供電企業電力調度系統進一步發展的需要。本論文所設計的基于以太網技術的供電企業電力調度系統，結構簡單、實施容易、技術先進、性能優良，擴展性強，滿足了對供電企業電力調度系統有效監控和調度的功能要求，具有一定的實用性，是值得推廣的。
參考文獻：
[1] 張惠剛.變電站綜合自動化原理與系統[M].北京:中國電力出版社,2004.
[2] 姚建國,楊勝春,高宗和等.電網調度自動化系統發展趨勢展望[J].電力系統自動化,2007,31 (13):7-11.
[3] 杭春明.電網調度自動化系統初探[J].電力與能源,2007,(32):622-623.
