為實現實驗室電源智慧型化管理，減少人力與物力的浪費，設計了實驗室電源集控系統。該系統包括上位機集控程式、下位機基於 plc的電源控制兩大部分。
1. 系統總體設計
系統在設計時，需要實現以下內容：
（1）plc
通過串列埠接收的控制資料，對各個實驗室的電器電源進行通斷控制；
（2）根據串列埠傳送來的命令，通過串列埠將當前plc所控制的所有介面的實時狀態返回給pc端；
（3）pc端監控軟體擁有各實驗室電源狀況的監視功能，並能根據管理員的操作通過串列埠傳送相應的控制代
碼至plc端；
（4）定時傳送狀態請求命令，讓
plc端定期返回各實驗室電源的實時狀況；
（5）pc端監控軟體需要有人手控制與自動控制兩種模式；
（6）pc端監控軟體擁有實驗室電源自動開啟時間設定功能；
（7）pc端監控軟體擁有讀取資料庫實驗室借用資訊資料的功能，並能根據管理員的設定確定是否對
plc
端自動傳送控制命令。
基於上述需要實現的功能，系統在設計時總共包含兩大模組，即上位機模組與下位機模組，其中上位機部分主要以pc機為載體，實現對下位機硬體的監視與控制；而下位機部分，則是採用以
plc為核心的實驗室電源控制系統，該系統的主要作用是接收上位機下發的控制或查詢訊號，處理後對連線在其上的各實驗室電源進行控制或查詢，並實時將各實驗室的電源狀態資訊反饋給上位機。上下位機之間實現有線連線，兩者間採用
rs232
協議進行通訊，同時下位機之間採用
rs485
協議進行通訊。系統具體框圖如圖
1所示。系統的整體拓撲框圖如圖
2所示。
系統上位機主要基於.net進行程式設計設計，程式語言使用c#
2. 系統上位機設計與實現
（1）實驗室電源狀態監視與控制功能
監視功能主要實現對 plc 所控制的各電源實時情況進行監視。通過對
plc
傳送狀態請求命令，然後再通過對
plc返回的狀態命令進行約定協議的處理，再在軟體介面進行相應的顯示。控制功能主要實現對
plc所連線的所有電源進行控制。通過對
plc傳送控制指令，然後
plc對所接收到的指令進行處理，然後控制相應的電磁繼電器開合。（我們學校採用的是組態王這軟體來監視）
（2）實驗室電源定時開關功能
該功能主要用於設定每一間實驗室的具體上課時間，上課時間以分段形式顯示，分段依據按照某學院實際一天上課節數來劃分。設定的內容存放於配置檔案當中，每次開啟軟體後會自動獲取檔案中的設定內容並在軟體介面中顯示。控制模式的設定用於控制監控軟體是否自動傳送控制**至plc，若某實驗室的控制模式為自動模式，則當前時間處於設定時間範圍內時則會傳送對應的電源開關訊號給
plc。（我們學校那套雖然沒有直接的電源定時開關功能，但是我們有斷電延時時間，電源會依照設定的斷電延時時間會控制電源的通斷）
3. 系統下位機設計與實現
（1）硬體選型
所選用的核心控制器必須具備功能如表 1 所示。
（2）下位機系統硬體設計
根據實驗室的實際環境，每個實驗室中所用中間繼電器選用正泰的電磁式繼電器，並根據每個實驗室的具體電器電源功率情況選用相應的型號與數量。部分硬體連線圖如圖 7所示。
電源的通斷基本上都是通過繼電器控制交流接觸器實現的。
對比知網上一些有關實驗室電源遠端監控系統的設計可知，他們的設計方案都是大同小異的，系統的總執行機制一樣：上位機首先給下位機傳送查詢或控制命令，下位機接收後進行處理，然後再將相應的資料上報給上位機，最後上位機顯示各實驗室的電源狀態。連線方面一般都是採用有線通訊模式，上位機與下位機的連線採用rs232協議，下位機之間則採用的是
rs485。
不過有些知網上的則不採用組態王作為上位機，因為組態王相對於其他來說比較複雜
[1]黃家暉.實驗室電源集控系統的設計與實現[j].資訊與電腦(理論版),2017(13):96-98.
[2]錢建波,楊安康,謝娜,熊巨集齊.物理實驗室中遠端電源監控系統的設計與開發[j].實驗室研究與探索,2008(01):48-49+83.
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