远程控制技术论文

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇远程控制技术论文范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

远程控制技术论文范文第1篇

关键词：电气控制；PLC技术；自动化；无人值守

1 引言

随着可编程逻辑控制器（PLC）技术的逐渐发展，很多工业生产要求实现自动化控制的功能，都采用PLC来构建自动化控制系统，尤其是对于一些电气控制较为复杂的电气设备和大型机电装备，PLC在电气化和自动化控制方面具有独到的优势，如顺序控制，可靠性高，稳定性好，易于构建网络化和远程化控制，以及实现无人值守等众多优点。基于此，PLC技术逐渐成为工业电气自动化控制的主要应用技术。

本论文主要结合数控机床的电气化功能的改造，详细探讨数控机床电气化改造过程中基于PLC技术的应用，以及PLC技术在实现数控机床自动化控制功能上的应用，以此和广大同行分享。

2 数控机床的电气化改造概述

2.1 数控机床的主要功能

数控机床是实现机械加工、制造和生产中应用的最为广泛的一类机电设备。数控机床依托数控化程序，实现对零部件的自动切削和加工。但是目前我国仍然有超过近1000万台的数控机床，主要依靠手动控制完成切削加工，无法实现基本的电气化和自动化控制。为此，本论文的主要的目的是基于PLC控制技术，实现数控机床的电气化改造，主要实现以下功能：

（1） 数控机床的所有电机、接触器等实现基于PLC的自动化控制；

（2）数控机床的进给运动由PLC控制自动完成，无需人工手动干预；

（3） 自动检测零部件切削过程中的相关参数，如加工参数、状态参数等等；

（4） 结合上位机能够实现对数控机床的远程控制，以达到无人值守的目的。

2.2 电气化改造的总体方案

结合上文对于数控车床的电气化、自动化改造的功能要求，确定了采用上位机与下位机结合的自动化改造方案。该方案总体结构分析如下：

（1） 上位机借助于工控机，利用工控机强大的图像处理能力，重点完成数控车床的生产组态画面显示，以及必要的生产数据的传输、保存、输出，同时还要能够实现相关控制指令的下达，确保数控车床能够自动完成所有切削加工生产任务。

（ 2）下位机采用基于PLC技术的电气控制模式，由传感器、数据采集板卡负责采集数控车床的生产数据、环境数据、状态数据等所有参数，由PLC实现对相关数据的计算，并传输给上位机进行相关数据的图形化显示和保存；另一方面，PLC控制系统还接收来自于上位机的控制指令，实现对数控车床的远程控制。

（3） 对于数控车床最为关键的控制――进给运动的控制，利用PLC+运动控制板卡的模式实现电气化和自动化的控制。具体实现方式为：选用合适的运动控制板卡，配合PLC的顺序控制，对进给轴电机实现伺服运动控制，从而实现对数控车床进给运动的自动化控制。

3 数控车床电气化自动控制改造的实现

3.1 系统改造结构设计

数控车床的电气化自动控制改造，其整体结构如下图1所示，其整体结构主要由以下几个部分构成：

3.1.1 底层设备

底层设备主要包括两个方面，首先是实现数控车床自动切削加工运转等基本功能的必要电气、机电设备，如电源模块、电机模块等，这些机电设备能够保证数控车床的基本功能的稳定可靠的实现；其次，底层设备还包括各类传感器，比如监测电机转速、温度的速度传感器和温度传感器，监测进给轴运动进给量的光栅尺等，这些传感类和数据采集类设备为实现数控车床自动化控制提供了基础数据源。

3.1.2 本地PLC站

本地PLC站主要负责接收底层传感设备传送过来的传感参数、状态参数及其他检测参数，通过内部程序的运算，判断整个数控车床的工作状态，并将其中的重点参数上传到远程控制终端进行数据的图形化显示、存储、输出打印等操作；另一方面，本地PLC站同时还接收来自于远程控制终端所下达的控制指令，比如停机、启动等控制指令，PLC站通过对相应执行器（比如电机）的控制，从而实现自动化控制的功能。

3.1.3 远程控制终端

远程控制终端主要是依赖于工控机实现的上位机数据管理和状态监控，需要专门开发一套面向数控车床加工、生产和自动控制的软件程序，以实现对数控车床的远程化、网络化、自动化控制，真正实现无人值守的功能。

基于PLC的数控车床电气自动化改造框图

3.2 PLC电气控制系统的设计实现

本研究论文以CK6140普通数量机床为具体研究对象，详细探讨其电气化、自动化控制的改造。通过上文对机床改造方案和结构功能的分析，可以确定整个机床电气化、自动化改造，一共需要实现14个系统输入，9个系统输出。结合控制要求，这里选用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC，输入回路采用24V直流电源供电方式。根据对数控机床的各模块控制功能的分析，选用合适的接触器、继电器、开关、辅助触点等电气控制元件，与PLC共同实现对电气设备的控制，比如PLC通过接触器控制电机模块，PLC通过继电器控制电磁阀等部件，从而完成基于PLC控制的数控车床电气化改造。

4 结语

随着电气设备的越来越复杂，工业生产对于电气控制的要求也越来越高，基于PLC的自动化控制技术得到了广泛的应用，逐渐成为了当前工业自动化生产控制中的主流技术之一。采用PLC技术最大的优势在于实现自动化控制同时具有较高的可靠性和抗干扰能力，极大的避免了由于采用单片机技术而造成的系统不稳定现象。本论文结合电气控制详细探讨了PLC自动化技术的应用，给出了具体的系统设计实例，对于进一步提高PLC自动化技术的工业化应用具有很好的指导和借鉴意义。

远程控制技术论文范文第2篇

关键词：水泵；远程控制；物联网

中图分类号：TP391.41

文献标识码：A

DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2015.09.017

0 引言

由于我国的地理位置情况，我国的气候受季风影响较大，降水量的地区、时间分布不均匀，从而导致河流的流量和水位变化较大。以我国秦岭淮河以北、黄河流域下游地区为例，每年七八月份，由于亚热带季风影响，降雨量骤升，河流水量剧增，水位快速上升，从而会引发洪涝灾害，从而导致大量的生命、财产损失。产生洪涝的原因除了降雨之外，还有一些其他的气象和水文因素，例如：温度、湿度、降水间隔、水流流速、风速、风向等。而随着气象技术、传感器技术的发展与成熟，人类已经可以获取到持续的气象和水文数据；同时，随着大数据时代的到来，大数据处理和分析技术的成熟，对长期的气象、水文数据进行数据分析和挖掘已经成为了可能，从历史的信息中挖取和洪涝灾害有关的信息，从而进行防洪预警已经成为了当前的研究热点。

气象与水文是洪涝灾害的客观原因，同时，洪涝灾害往往也由一些人为原因造成，比如排水能力差，排水不及时，防洪工程响应不及时，质量不过关等因素。针对质量不过关等问题，政府需要加强对水利T程质量的监管力度。而针对响应不及时等问题，即可通过数据分析、预测方法配合防洪设备的远程控制等技术来解决。以泵站为例，可用本论文设计的泵站远程监控系统来实现水泵的远程启动与调整，调整排水量，从而减轻洪涝灾害的影响。

针对洪涝灾害这一问题，本文提出了基于结构化支持向量机（Structured Support Vector Machine）的泄洪联动技术研究。通过历史的洪涝信息训练学习模型，并根据观测到的水文信息对洪涝灾害进行预测，生成各水泵的工作策略向量。并根据该向量通过远程监控系统进行水泵的控制与调度，尽可能预防洪涝灾害。

1 基于结构化支持向量机的泄洪联动设计

防洪泄洪作为水利水文监控系统的重要功能需求之一，如何准确地进行洪涝信息的预测预警，实现其智慧化是目前国内外的研究热点。目前较为经典应用较广的洪水预测调度模型主要包括流域水文模型（如新安江模型）、河道演算水文学和水力学模型（如Muskingum Method、动力波演进模型）和据流域特制模型（如陕北模型、河北雨模型）。在“新安江模型”中检测站实时监测流域温度、相对湿度、河流径流量等；然后对所采集监测数据进行数据挖掘处理，通过各种拟合方法确定该地区植被覆盖面积、土壤渗透系数、饱和蓄水量等相关水文参数的置信区间；最后在已确立的模型基础上对水文数据（如降水量、水位等）进行演算，修正模型参数。目前来说，国外的河流代表模型有TOPMODEL模型（Topography BasedHydrological Model）和SWAT模型（Soiland WaterAssessment Tool）等。

结构化支持向量机（Structured Support VectorMachine）是一种机器学习算法，它泛化了机器学习中支持向量机（Support Vector Machine）的分类器（classifier），从而使得其可以预测复杂的结构。结构化支持向量机可以用于预测树状结构（Tree），有序表结构（Sequence），当然也可以用于预测向量（Vector）。在实际的水文信息分析中，往往需要考虑到众多的影响因素，比如上文提到的降雨量、降雨间隔、水位、湿度、温度等，这些影响因素也被成为分析问题的指标。

而对于气象和水文信息而言，这些指标往往存在以下两大特征：

指标规模庞大：

对于水文数据而言，由于每时每刻的气象和水文情况都在改变，即每时每刻都有新数据产生，数据规模庞大。而且对于气象和水文信息而言，一段较长时间内的数据才对分析工作有着重要作用，往往需要分析一年，十年甚至一世纪的数据才能得到有效分析结果，因此，对于指标而言，数据规模庞大是一个明显的特征。

指标之间存在重叠：

水文数据指标间往往不是独立的，而是存在重叠的，比如降雨指标会影响水位指标，也会影响湿度指标。这些重叠的指标一方面会导致分析问题变难，分析工作变重，也会导致大量的计算浪费。

针对以上问题，本文首先采用主成分分析法来降低数据的维度，即只选取关键的指标，从而减少重叠指标造成的影响，也可以显著的减少计算量，再引入结构化支持向量机进行联动处理。本方法旨在利用降维的思想，把多指标转化为少数几个综合指标。其步骤如下：

2 基于结构化支持向量机的泄洪联动技术实现

本文设计的泄洪联动技术主要涉及到以下两部分工作：1）通过主成分分析法对数据进行降维，从而减少计算量和由数据重叠问题造成的结果不准确；2）通过结构化支持向量机根据历史的气象、水文信息对水泵策略进行预测。而这两部分则均为数据分析任务，计算量较大，计算速度较慢，因此本文将以上两个算法作为离线程序，每天定时运行，生成相应的结果，便于管理员进行决策。数据的输入系统包括：

（1）泵站采集数据处理系统

泵站采集数据处理系统对泵站数据进行远程监测，功能主要包括：统计和记录主要电气设备的动作（将系统采集到的泵机运行状态等数据进行分类处理并保存）；事故及异常统计记录；参数越限统计（对参数越限等异常进行必要的统计，同时在必要时进行警示，并可根据需求生成报表）；运行日志及报表打印。

（2）远程自动化控制系统

可通过本系统所设计开发出的主体水利信息化管理软件来对泵机进行启停控制。系统根据实时运行状态，按照预设控制参数和模型实现对泵站机组的自动控制。站点泵机的控制可通过切换开关转换到“手动操作”或者“远程控制”。

当控制方式被切换到远程控制方式时，除了站点值守人员操作站点上位机实现对机组的控制外，中控室和有权限人员也可以直接实现对站点设备的相应控制，从而实现泵站的少人甚至无人操作，大大减轻人员工作量。

在现场安装的传感终端远程监测模块，完成对站内机组、电气设备及周边设施环境的实时监控，同时提供和管理上位机的远程通讯接口。通过485串行总线等通信方式，站点管理人员可以实时监测该站点动态数据和了解各操作中的主要工作过程。

站点监测的对象主要包括：机组电压、电流；机组温度；水位等。

站点上位机对监测的数据可以以数字和图形两种形式进行实时显示，它通过各种动态的图文来表示整个泵站各种设备的实时状态，给人以生动、直观的操作效果。

（3）泵站远程监控软件系统

泵站远程监控软件系统是为了实现抗旱与排涝泵站组成的泵站集群的信息化、智能化的开发、管理，因此是整个系统的核心组成部分之一。通过该软件系统可以实时显示各个分站的运行情况，如泵机电压电流、泵机温度、进水口水位、排灌量等重要信息。远程控制机组的启、停转换；且能对系统故障进行白诊断，能有效地保护机组的安全运行，进而帮助运行人员发现事故隐患等。

基于主成分分析法的水文信息降维法关键算法实现：

1.标准化矩阵：

function std=cwstd（vector）

cwsum=sum（vector.1）；%对列求和

[a，b]=size（vector）；%矩阵大小，a为行数，b为列数

for i=l：a

for j=l：b

std（i，j）=vector（i，j）/cwsum（j）；

end

end

2.计算主成分：

Function result=cwfac（vector）；

std=CORRCOEF（vector）%计算相关系数矩阵

[vec，val]=eig（std）%求特征值（val）及特征向量（vec）

newval=diag（val）；

[y，i]=sort（newval）；%对特征根进行排序，y为排序结果，I为索引

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%记下累积贡献率大85%的特征值的序号放入newi中

end

基于结构化支持向量机的泵站策略预测关键算法实现如下：

pann.pattemS=pattems；

pann.1abels=labels；

pann.10ssFn=@lossCB；

parm.constraintFn=@constraintCB；

pann.featureFn=@featureCB；

parm.endIterationFn=@iterCB；

parm.dimension=10；%经过主成分分析法后的数据维度为10

pann.verbose=l；

1nodel=svm_stmct_1eam（'-c 10-o 2-v l-e 0.00l'，pann）；

远程控制技术论文范文第3篇

目前的智能家居系统主要基于互联网，针对目前中国广大农村互联网缺乏而移动通信网络普遍存在等现状，本文设计了基于移动通信的家居控制与安全系统。系统利用GSM网络与TC35模块实现远程控制通信，利用学习型红外遥控模块实现对家电的万能遥控，利用315M超再生无线通信及人体红外感应实现防盗报警，是农村普及智能家居系统的良好设计方案。

【关键词】智能家居 GSM 学习型红外遥控 人体红外感应

1 前言

21世纪是信息化的世纪，人类对计算机和互联网的依赖程度越来越高。智能家居是通过物联网技术将居室内的各种设备（如家电、照明、窗帘、安防等）连接到一起，实现远程家电控制、照明控制、窗帘控制、防盗报警、环境监测等功能。但目前这些先进的智能家居技术大都是应用在城市高档小区中，而在广大农村和偏远山区却因为各种限制而难以推广。但是随着家电和手机在农村的普及，利用GSM网络可构建简单的智能家居系统，让广大农民享受信息技术所带来的生活便捷。本文的主要内容就是利用移动通信网络为农村等互联网不发达地区设计符合最基本要求、便捷实用的智能家居系统，作为推广智能家居系统的一种过渡性设计。

2 系统硬件设计

系统的基本功能：正常情况下，用户通过手机远程向系统发短信，系统根据短信编码，遥控家中电器（如空调、窗帘等）的启停，也可拨打系统电话进行环境监听，当有盗贼闯入室内或其它异常状况出现时，启动大功率声光报警器，自动拨打报警电话和户主电话并短信通知。

2.1 硬件结构

系统硬件结构如图1所示，主要包括STC89系列单片机作为控制模块，西门子TC35模块作为GSM远程通讯，315M超再生无线收发模块作为室内中短程通讯，红外释热防盗模块，HX1838红外一体化接收及红外发射二极管作为红外学习及家电遥控模块，其它传感器电路（如温度、湿度、烟雾等），声光报警器电路，键盘输入及1602LCD显示电路。

2.2 远程控制通信模块

全球移动通信系统GSM是当前应用最为广泛的移动电话标准，具有普及度高，几乎无网络盲点，只要会打电话、发短信就能操作，在使用飞信、微信等工具发短信控制的情况下更是无需任何额外开支。

TC35 GSM模块具有成本低、技术成熟稳定等特点，由供电模块（ASIC）、闪存、ZIF连接器、天线接口等组成。其核心基带处理器主要处理GSM终端内的语音和数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备中的所有模拟和数字功能。引脚16～23为数据输入/输出，其接口是一个串行异步收发器，符合RS232接口标准，硬件握手信号用RTS0/CTS0，软件流量控制用XON/XOFF，支持标准的AT命令集，与单片机通过串口进行通讯，引脚24～29连接SIM卡，引脚35～38为语音输入/输出接口，连接话筒和扬声器。单片机通过AT指令对TC35模块进行初始化和短消息的接收/发送及拨打电话等操作。常用的AT指令如表1所示。

2.3 学习型红外遥控电路

家用电器的遥控器绝大多数属于红外遥控器，为了避免遥控器间互相的干扰，每个厂商的红外遥控器都具有其特定的编码，包含厂商固定编码和面板按键编码。本系统中的红外遥控部分要求能对居室内所有家电进行遥控，故必须预先对所有家电红外遥控编码进行学习，然后存储、回放。虽然市面上的遥控器的编码格式各不相同，但是最终都是高低电平组成，所以只要利用单片机对遥控器的发射信号的波形进行测量，然后将测量的数据回放即可，由于只关心发射信号波形中的高低电平的宽度，不管其如何编码，因此做到了真正的万能。

本系统使用HX1838红外模块，设置按键启动一个学习过程，设置LED指示学习型红外模块状态，红外接收头在与单片机连接时，将接收来的红外遥控信号反相，其正向信号接外部中断0，反相信号接外部中断1，通过记录2个中断间的间隔时间来测量红外遥控信号高低电平的脉宽值。

2.4 红外防盗及近程无线通信模块

人体体温恒定37度，会发出特定波长为10微米左右的红外线，使用HC-SR501探测人体发射的红外线，内部的热释电元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。

室内无线通信选择315M超再生无线收发模块，具有功耗低、传输距离长、可靠性高等特点，利用PT2262编码芯片对HC-SR501产生的电信号进行编码，送给315M超再生无线发送模块，控制端的315M超再生无线接收模块负责接收数据，利用PT2272解码芯片对信号进行解码，然后送单片机处理，控制声光报警器工作，并启动TC35 GSM模块拨打报警电话、向户主发送短信等操作。

3 系统软件设计

3.1 主程序流程

系统首先对设备初始化，然后检测TC35工作是否正常，接着判断是否进行家电红外编码学习，然后通过按键扫描方式查询是否打开防盗模式，进而查询是否触发红外人体感应模块，条件满足时，单片机启动声光报警器并通过AT指令控制TC35模块拨打设定的手机号码（或报警电话），同时向户主发短信提示有盗贼闯入。

因为TC35模块收到的短信文本格式是固定的，在收到短信时只要检测特定位置的串口数据，与预设数值对比，就可实现对短信指令的判断，从而执行相应的动作。当判断收到短信为预设的指令时，单片机通过拉低P2.2的电平控制学习型红外遥控模块发射已学习的相应红外编码，从而实现遥控家电的目的。图2为主控单片机程序流程图。

3.2 学习型红外模块程序设计

利用单片机的两个外部中断可以测量出红外遥控编码的脉冲宽度，将发射信号中高、低电平的时间宽度进行存储。当要发射红外信号时，从存储区中还原出相应的红外遥控编码，并调制到38KHz的载波信号上，从而实现学习型红外遥控的功能。其流程图如图3。

4 结束语

本智能家居系统经过实物测试，具有结构简单、功能完善、运行可靠、成本低廉、易于扩展等特点，特别适合于互联网普及率较低的广大农村和偏远山区，是广大农村地区城镇化建设进程中非常合适的智能家居系统的过渡替代品，具有广阔的发展前景。

参考文献

[1]卓承军.家庭自动报警系统设计与实现[J].电子科技大学硕士学位论文，2011（04）.

[2]周涛.基于无线传感器网络的智能家居安防系统[J].太原理工大学硕士学位论文，2010（05）.

[3]张俊.SMS短消息传输的远端控制技术及其实现[J].仪器仪表学报，2003，24（4）.

[4]张玉莲.传感器与自动检测技术[M].机械工业出版社，2011（6）.

[5]邓凯.智能化住宅安防系统的应用[J].冶金矿山设计与建设，2000（3）.

作者简介

张景虎（1975-），男，汉族，山东省茌平县人，硕士，讲师，研究方向为信号与信息处理。

孔芳（1976-），女，山东省曲阜人，现供职于曲阜少年儿童竞技体育运动学校。

作者单位

远程控制技术论文范文第4篇

关键词：原子力显微镜 步进电机 无线模块 数据采集

中图分类号：TP273.22 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（b）-0008-02

原子力显微镜（Atomic Force Microscope，AFM）是继扫描隧道显微镜（STM）之后迅速发展起来的一种原子级分辨率扫描显微镜[1]。它通过监测待测样品表面与一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间作用力来研究物质的表面结构。由AFM原理和原子力作用规律可知，只有当AFM针尖与待测样品表面的间距达到纳米级时，样品表面原子与微探针之间才能产生稳定的原子力，使微悬臂发生偏转[2]。样品向探针逼近直至进入稳定的原子力状态称为AFM的逼近状态，此过程如果通过手动调节机械装置很难达到原子级定位精度。调节不够，AFM针尖与样品表面间距在一定的范围之外，无法使悬臂梁正常工作，调节太深往往又会使探针与样品接触而直接导致样品或探针损伤。而且工作在液相下的原子力显微镜在扫描细胞或其它生物结构时要求操作环境最好不要受到外界干扰或污染[3]，这就要求人在操作原子力显微镜时最好远离操作地点，为了尽量排除外界干扰同时为了减少探针逼近时不必要的浪费，提高逼近系统的自动化性能，本研究通过无线通信与现代控制技术不仅实现近距离无线控制步进电机从而实现样品与微探针逼近，而且可以实时观察探针操作结果。

1 系统设计

无线控制AFM正常工作的前提是，保证无线通信正常，其次是探针充分逼近样品进入原子力状态，使微悬臂发生一定量的偏转，通过特定的检测装置，将微悬臂的偏转量转换为对应的偏置电压值。因此，通过无线控制电路发送数据，然后通过对比电压的采集，分析和处理，可以无线控制步进电机实现AFM的自动逼近。系统由PC机、步进电机驱动器、步进电机、数据采集、无线收发模块。基本原理是：首先通过上位机设置参考电压值VREF，即预置一个微悬臂偏转量，然后通过PC发送操作指令，经过无线传输，当VIN不等于VREF时，表明探针还在接近样品过程中，原子间无相互作用力，步进电机继续运动，直到采集到的电压值与预设值相等为止。接下来AFM开始对样品进行扫描。扫描的过程需要将下位机扫描的各种数据传送到上位机。以便对扫描结果进行观察及操作。为了能实时传输各种数据需要对无线网络通信协议和图像数据传输进行优化[4]。

2 硬件系统设计

2.1 A/D转换芯片

对于A/D数据采集系统，本文采用北京中泰公司的USB-7648B型号，A/D卡USB-7648A/7648B系列是真正即插即用USB数据采集模块，USB-7648系列带有8路并模拟输入、3路16位计数器、24路可编程数字量输入输出、8路固定数字量输出。

原子力显微镜系统中，力检测普遍采用悬臂梁光电偏转法。探针与样品间的作用力使得悬臂梁产生形变，悬臂梁形变是通过光电探测器检测激光器投射在悬臂梁上的反射光点偏移量确定的。需要对光电探测器输出的信号进行解码，解码可得出悬臂梁的纵向形变信号（正压力信号）、横向扭转变形信号（摩擦力信号）和光电探测器四象限的总强度信号这三路信号。反馈控制系统需要同时对这三路信号进行实时、高速、高精度、同步数据采集[5]。所以A/D转化器至少有3通道的同步采集，分辨率不低于14位，每通道采样速率最好高于100 Ksps。

2.2 步进电机驱动器

本文采用电控平移台竖直放置方法实现探针在垂直方向的升降。电控平移台通过步进电机驱动，实现位移调整自动化，由于AFM针尖与样品表面之间的距离必须达到纳米级才驱能使原子之间发生作用力，继而导致微悬臂偏转产生偏置电压，因此，首先对步进电机进行粗调使探针接近样品表面，然后通过精细进针使AFM针尖与样品逼近。要达到纳米级的定位精度，必须对步进电机进行步距细分。

PI公司生产的M-126电控平移台其行程为25 mm，精度为3.5 nm，最小增量为0.1 um，螺距0.5 mm。电控平移台与PI公司的步进驱动器C-663相连，其细分精度为16（6400步/圈）。这样的参数使可以满足对原子力探针的逼近。

2.3 无线传输系统

无线控制系统是以通信和网络技术为基础的一门先进技术。正是由于通信和网络技术的发展使得无线控制技术得以快速的发展[6]。无线控制系统可以划分为：上位机控制端、无线数据传输系统、现场设备检测与控制系统。无线控制上位机采用一台PC机作为无线远程控制工作站，由于本系统数据传输量比较大以及对实时性要求比较高。在比较了各种无线传输方式后采用无线网卡TP-LINK TL-WN851N 802.11g无线网络适配器，其传输速率最高可达到300 Mbps。纳米机器人控制系统组成本地控制系统，其控制PC机也采用TP-LINK TL-WN851N无线网卡。这样我们就组件一个小的局域网。

3 软件设计

3.1 系统软件开发环境

在无线网络协议和网络通信技术分析的基础上，我们以纳米动机器人为控制对象，在Windows环境下开发基于无线网络的控制平台实例，平台采用上位机下位机和TCP/IP协议，无线控制端为客户机，以纳米机器人端的控制器为服务器。由系统的硬件架构可知两端都采用了PC机，因此，我们采用客户端服务器的架构实现无线控制，一方面现场操作人员可以不受远端操作人员控制来控制纳米机器人；另一方面远端操作人员也可以控制以及对AFM纳米机器人操作数据进行分析及处理[7]。

3.2 程序设计

客户端可以通过服务器控制步进电机，观察控制信号输出及数据采集与发送。

前面提到服务器是由纳米机器人端的PC机来承担的，因为它也是机器人本地控制系统的客户端，所以服务器程序启动后首先是作为AFM本地控制系统的客户端与AFM位操作服务系统建立连接，并获取所需要的相关信息，然后它才作为远程服务器端进行工作。在此之后不断在客户端和服务器端来回交换角色，一是为了接收无线控制端的命令数据并向AFM传送控制命令；二是为了向AFM请求其相关状态信息并传送给远程控制端。

VC++程序设计大部分是借助Socket实现的。Socket是Microsoft公司提供的主要用于网络通信编程的ActiveX控件。同时采用了应用于无线控制平台中的多线程编程技术。

4 结论

本系统可以实现原子力显微镜的无线操控，可以远距离实现液相下原子力显微镜对生物细胞的扫描纳米操纵等试验。该系统结合了无线网络通信优点设计的无线收发系统过多次实验证明，其控制端能正确地将数据传送出去；同时，接收端也能正确接收并显示数据。此外，该系统采用了比较完善的软件、硬件设计以及抗干扰措施，这样就可以保证系统工作的安全性和可靠性，并具有通用性，便于投入实际应用。

参考文献

[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] 党学明.并行原子力显微镜研制[D].合肥：中国科学技术大学，2004.

远程控制技术论文范文第5篇

关键词：以太网；电力调度系统；远程控制；网络技术

1 引言

目前，总体上讲，企业的供电系统自动化水平还很低，仍有一部分变电站使用传统的电磁式或集成电路式继电保护装置，且很多变电站没有综合自动化系统，只有几个中央变电所建有综合自动化系统能监控到本所的电气设备状态和保护动作信息；而中央变电所的综合自动化系统又各自独立，没有联系，造成彼此之间不能共享系统信息。这种状况对协调系统运行和保证供电安全稳定都非常不利。构建一体化的管控电力调度系统对于供电企业而言已经十分必要。

本论文结合以太网技术，对基于以太网网络通信技术实现的电力调度系统设计进行分析设计，以期从中能够找到基于远程技术实现的电力调度系统设计方案，并以此和广大同行分享。

2 电网调度系统概述

电力调度系统负责对整个电网运行进行监控，使调度人员可以统观全局，运筹全网，从而有效指挥电网安全、经济运行，是现代电网不可或缺的重要手段。较早期，调度中心只能通过电话了解、调度各个电厂、变电所的设备。随着计算机、通信和自动控制技术的发展，电力调度自动化系统广泛应用。

电力调度自动化系统的主要任务有：保证供电的质量优良，保证系统运行的经济性，保证较高的安全水平，提供强有力的事故处理措施。安全水平是电力系统调度的首要问题。电力系统调度中心必须具有监控和数据采集，即SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)功能，主要实现数据采集、信息显示、监视控制、数据计算、报警处理、事件顺序记录、及事故追忆等功能。

随着我国电网向着超高压甚至特高压、交直流混合大区域联网的方向发展，系统的安全运行越来越受到重视，同时对继电保护管理的信息化、自动化提出新的要求，再有电力市场化改革的不断推进，这些都对电力调度系统提出了更高的要求。随着计算机、网络、通信和数据库等技术的飞速发展和电力市场的要求以及国际标准的日臻成熟完善，电力调度自动化系统正朝着数字化、集成化、网格化、市场化、标准化、智能化的方向发展。

3 基于以太网技术的电力调度系统设计

3.1 系统需求分析

建设电力调度系统对保障供电企业的供电安全、可靠，提高生产管理水平都很重要。针对供电企业供电系统的特点和需求，应该本着技术先进、实用可靠、整体规划、循序渐进的原则逐步建设完善。特别要注意设计方案的先进性、经济性、适用性和易于实施性，同时考虑到今后供电公司的发展，电力调度系统还要有可扩展性，方便的接入新建的变电站的自动化系统。

3.2 系统架构设计方案分析

结合当前以太网技术的发展应用，本文提出了一种适合电力供电企业实际情况和需求，并结合调度新技术的基于全以太网的电力调度系统总体方案。调度系统包括主站SCADA子系统、变电站自动化子系统以及Web信息和设备台帐信息查询子系统。

新建调度中心，主站采用双以太网架构，由SCADA/数据库服务器和调度工作站组成电网监控和数据采集子系统。在各变电站建立远动子站，连接站内综合保护系统和其它IED设备组成自动化系统，并架设光缆，采用以太网接口经光纤收发器转换由光纤通道接入调度中心以太网及SCADA服务器。主站和子站之间使用IEC 104规约通信。调度中心还设有Web服务器，通过以太网与主站SCADA/数据库服务器连接，并经硬件防火墙与企业信息网相连，为使用通用浏览器的授权用户提供电网运行相关信息。在Web服务器上建立电网全部设备的台帐，电气技术人员可以通过办公网查询、维护设备信息。基于以太网技术的电力调度系统网络架构示意图如下图1所示。

3.3 以太网的配置

电力调度系统的局域网络采用双100Base以太网。局域网络采用双网冗余配置；当一个网络发生故障时，系统在规定的时间内将该网所承担的工作自动切换到另一网络上，此网承担所有的数据通讯，保证系统的连续运行。网络具有一定的容错能力，并采取一定的可靠性措施。电力调度系统的局域网络以两台CISCO 3548 Switch网络交换机为核心。

系统网络采用CISCO的10/100M双速自适应交换机。本方案配置双冗余主网，每个网络各采用一台CISCO 3548交换机，支持接入48台计算机。CISCO 3500系列交换机具有高达10.8G的交换能力，为无阻塞的数据流提供了可靠保障。该系列交换机还具备千兆光纤上连的扩展能力，为今后高层次网络互连留有余地。

系统的网络管理驱动程序采用数据流量动态平衡控制管理，保证所有的数据流流量在冗余的双网之间动态平衡，可以有效地降低网络通讯的负荷率，提高网络通信的可靠性。当其中一条网络出现故障后，所有数据流量转换到正常工作的网络上，实现整个系统的正常工作。

系统配置两台前置通信机，并配置终端服务器接入通信通道，实现与各变电所监控系统的远方通信完成数据的发送、接受及数据的预处理。终端服务器具有独立CPU和存储，并利用TCP/IP网络将信息发给前置通信机。其数据收发处理能力强，不占主机资源。

4 结语

由于使用以太网技术，使得系统具有良好的开放性和灵活性。千兆以太网技术、VLAN、三层交换等技术使得系统的以太网有很好的传输性能，并且安全、易于维护管理。随着以太网技术的快速发展，未来也能很容易实现升级，进一步提高传输速率和系统容量，快速提升系统的整体性能。完全能满足供电企业电力调度系统进一步发展的需要。本论文所设计的基于以太网技术的供电企业电力调度系统，结构简单、实施容易、技术先进、性能优良，扩展性强，满足了对供电企业电力调度系统有效监控和调度的功能要求，具有一定的实用性，是值得推广的。

参考文献：

[1] 张惠刚.变电站综合自动化原理与系统[M].北京:中国电力出版社,2004.

[2] 姚建国,杨胜春,高宗和等.电网调度自动化系统发展趋势展望[J].电力系统自动化,2007,31 (13):7-11.

[3] 杭春明.电网调度自动化系统初探[J].电力与能源,2007,(32):622-623.