基于ARM11的电厂无线数据采集与控制系统硬件设计与实现.docVIP

 基于 ARM11 的电厂无线数据采集与控制系 统硬件设计与实现# * 5 10 15 20 25 30 35  摘要：基于 ARM11 的电厂数据采集与控制系统将嵌入式技术及计算机通信技术运用到电厂 的生产过程中，有效的提高了电厂运行管理的信息化水平，提高了生产效率，大大降低了操 作员劳动强度，对中小型电厂的设计改造具有一定的指导意义。本文首先介绍了嵌入式系统 的概况，并分析了系统的总体设计和各部分的具体设计方法。 关键词：嵌入式系统；ARM11；通信协议；数据采集 中图分类号：TK3 The Design and Realization of Power Plant Wireless Data Acquisition and Control System Based on ARM11 WANG Yuan, SHEN Jiong, LIU Xichui (Key Laboratory of Energy Thermal Conversion and Control of Ministry of Education, School of Energy and Environment, Southeast University, Nanjing 210096) Abstract: Based on ARM11, embeded technology and computer communication technology have been used in the production process of power plant by the data acquisition and control system. The system improves effectively the informationization level of power plant operation management, improves the production efficiency, reduces the operator labor intensity strongly, and has a guiding significance to the design and transformation of small and medium power plant. This paper first introduces the general situation of the embedded system, and analyzes the design of the whole system and the specific design method of each part. Key words: Embeded system; ARM11; communication protocol; Data Acquisition 0 引言 近些年来电力行业的发展突飞猛进，各电力企业之间的竞争也日趋激烈，电厂大容量、 大机组化趋势明显[1]。同时，国内以及国际社会对节能减排、低碳经济等愈发关注。以上这 些都迫切要求电厂提高生产运行效率，提高自动化水平，建设安全可靠的数据信息采集及控 制系统。 我国早期建立的电厂受技术水平的制约，大多采用模拟指示仪表和控制仪表。直到 21 世纪的现在，仍有部分中小型电厂，由于资金等原因，无法采用 DCS 取代模拟仪表，其产生 的直接影响是运行效率的低下，信息采集不准确、不及时，工作人员劳动时间及强度增大。 还有一些电厂由于地理位置的原因，例如供热管道距离主控室较远，并不适合直接接入信号 线。由此可见，如果能够研究出一种成本低廉、自动化程度高、安全可靠的电厂无线数据采 集与控制系统，可以有效的提高电厂经济效益，具有一定的市场前景。 所谓数据采集，是指将生产过程中的各种参量，如温度、压力、电流、电压、流量等模 -1-  40 45 50 55 60 65  拟量信号检测采集到以后，转换为数字信号，送往计算机进行分析处理的过程[2]。嵌入式计 算机也是计算机的一种，它是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应 用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。它将先进的计算机 技术、半导体技术、电子技术和各个行业的具体应用相结合，具有相当的发展潜力。 1 系统的功能需求 数据采集与控制系统在生产过程中实时的采集模拟量、数字量等信息，在嵌入式系统（下 位机）中进行处理、储存，并可以通过无线网络与上位机进行通讯。其核心功能包括： 1）提供多路的模拟量及开关量信号接口，采集需要的电气信号，采样周期可调。同时实 时监测各继电器的状态，保证执行机构的正确动作，在出