论文总字数：12134字

摘 要

介质阻挡放电是一种将绝缘介质插入放电空间的气体放电。介质可以是覆盖在电极上也可以悬挂在放电空间。这样当在放电电极上施加足够高的交流电压时，电极间的气体即使在很高的气压下，也会被击穿而形成所谓的介质阻挡放电。被击穿而形成所谓的介质阻挡放电。这种放电看似均匀稳定，但实际上它有大量细致的快脉冲放电通道,通常放电空间的气体压强为104Pa-105Pa或更高。本装置等离子体均匀，运行稳定，能耗低，气体处理量大，功能多，具有很好的市场前景。

本文主要研究智能配电集成演示系统。通过4-20mA的电信号经过组态软件实现下位机数据向上位机的数据采集传输，同时实现上位机对下位机的管理控制。完成组态软件逻辑连接，实现上位机和下位机的双向通信。

关键字：介质阻挡放电，集成演示，组态软件，逻辑通信

Abstract

Dielectric barrier discharge is a gas insulated medium insertion discharge space discharge. Media can be overlaid on the electrodes or suspended in the discharge space. So that when a sufficiently high AC voltage is applied to the discharge electrode, the gas between the electrodes even at very high pressure, will also be a so-called breakdown of the dielectric barrier discharge. It breaks down to form a so-called dielectric barrier discharge. This discharge seemingly uniform and stable, but in fact it has a lot of detailed fast pulse discharge channel, typically a gas pressure of the discharge space 104Pa-105Pa or higher. This means the plasma uniformity, stable operation, low energy consumption, gas processing capacity, multi-functional, with good market prospects.

   This paper studies demonstrate the integration of intelligent power distribution system. 4-20mA electrical signal passes through configuration software data lower computer data acquisition and transmission of up crew, while host computer to the next crew management control. Complete configuration software logical connection, two-way communication between host computer and lower machine.

Keywords：Dielectric barrier discharge, integrated presentation, configuration software, logical communication

目录

第一章 绪论 1

1. 研究背景 1

2. 智能电网配电系统课题应用前景 2

3. 本文主要研究的内容 4

4. 本章小结 4

第二章 选择组态软件 5

1. 概述 5

2. MCGS组态软件的构成部分 5

3. MCGS 组态软件五大组成部分 6

4. MCGS组态软件的工作方式 8

第三章 组态软件的组态过程 10

1. 设计画面流程 10

2. 设定数据变量 14

3. 动画连接设置 17

4. 报警 17

5. 历史数据 18

6. 运行策略的设定 20

第四章 通信实验 23

1. 运行环境测试 23

2. 设备串口设置 25

3. 数据交换 25

第五章 总结 28

参考文献 29

致 谢 30

第一章 绪论

研究背景

介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge，DBD)是一种将绝缘介质插入放电空间的气体放电，它是在非平衡态气体中的放电，又被称为介质阻挡电晕放电，还有的人称它为无声放电。介质阻挡放电可以在恶劣的条件下进行，工作气压可以低至10Pa也可以高到10000Pa，电源频率范围为50Hz至1MHz。人们为了方便设计了多种多样的电极结构。介质可以是覆盖在电极上也可以是悬挂在放电空间。这样当在放电电极上施加足够高的交流电压时，电极间的气体即使在很高的气压下，也会被击穿而形成所谓的介质阻挡放电。在实际生产中，各种化学反应器中因为需要充分反应我们使用管线式的电极结构，而在工业生产中我们使用平板式电极结构，用于高分子的改性、金属薄膜及板材表面张力的提高和清洗还可以用于亲水改性。

介质阻挡放电一般由正弦交流高压电源供电，随着电源电压的提高，反应气体在系统中经历三个阶段的变化，由绝缘状态慢慢到放电最后击穿，就如同二极管一样。当电源电压较低时，虽然反应气体中会有一些气体电子扩散，但是量少电流小，反应气体不会出现等离子体反应，这样就没有电流如同二极管受到很小的电压。随着电源电压的慢慢提高，反应气体中的气体电子也慢慢增多，但达不到反应气体的击穿电压，两电极间的电场较低，气体分子收到的电场力不足以使其发生非弹性碰撞，由于非弹性碰撞的不足使电子数增加较少，在这种情况下，反应气体依然保持绝缘状态，无法放电，就如同二极管一样随着电极电压的提高电流也略有提高，但几乎为零。假如继续提高电源电压，当电极电压大到能使电场足够大使气体发生非弹性碰撞，气体发生非弹性碰撞使气体离子化，电极电压达到击穿电压使反应气体中的电子密度高于临界值时，便出现很多微放电丝，在两极间导通产生电流，伴随着发光现象的同时，电流会像二极管一样随着电极电压的提高而迅速提高。

在介质阻挡放电气体中，当电极电压超过击穿电压时，大量的微放电丝就随机出现，这种放电现象从外面看上去不同与平常的放电现象，它发出的光颜色接近于蓝色。近距离的观看，会看到很多丝状的电流。如果电源电极间的气隙是均匀的，那么气体放电也是均匀稳定的。这些电丝是由大量细丝状的快脉冲电流组成，每条电丝是随机分布的且任意时刻都不相同，放电通道如同电缆一样都是圆柱状，它的半径大约为0.1～0.3mm，放电时间短到肉眼几乎难以分辨，约为10～100ns，但它的电流密度很大，约为0.1～1kA/cm²，每个电丝其实就是一个微放电，电丝在插入的介质表面上扩散，形成表面放电并伴随着明亮的光斑。随着电源电极间的功率、电压频率和气体介质的不同，我们看到的外部反应现象也会不同。例如在气体中插入双介质，电极电压足够大时，我们看到的放电会出现“无丝状”。在实验室中我们可以通过透明电极插入双介质施加足够的电压看到这种现象。电丝的颜色会随着气体不同而不同。

由于介质阻挡放电在放电过程中会因非弹性碰撞而电离出大量的自由离子和准分子，例如OH^-、O^2-、NO等，它们非常活泼，很容易与其他离子发生化学反应产生稳定的物质。人们利用这一特性可以处理很多不易处理的废弃物，在环保方面起到至关重要的作用。另外，利用介质阻挡放电可生产准分子辐射光源，它发出的光波长跨度大，不产生对人体有害的辐射，这是是一种新型光源，它高效率、高强度。在介质阻挡放电极结构中，人们还可以利用管线式的气体发生装置制成对大气有着重要作用烦人臭氧。因为介质阻挡放电重要的意义人们越来越重视对介质阻挡放电的研究与应用。

智能电网配电系统课题应用前景

最近几年来, 美、欧发达国家都开始对智能电网进行研究。突然之间, 智能电网变成大家研究的一个重要方向，好像变成了未来发展的大势所趋。美国率先于1998 年推出了复杂交互式网络系统,这就算是早期的智能电网了。美国在21世纪初正式提出“IntelliGrid”概念, 并开展对其相关研究, 美国能源部(DOE)也提出了另一个计划名为“ GridWise”。虽然这2个计划名字不同, 但在现在看来他们的内容基本相仿。经过几年的研究发展, 美国智能电网相关计划得到充足发展,美国能源部随后提出了多个计划，例如“Grid 2030” 、“ 国家输电技术路线图”等, 这些计划对美国智能电网起到了重要的推进工作,美国还开展了名为“现代电网”的研究项目。经过几年的理论研究, 美国开始付诸实践，电力公司开始进行改革。因为电路老化，欧洲整个供电以及新型能源对传统电力的挑战，欧洲和美国一样也提出了相似的计划名为“Smart Grid”。为了提高电网和用户的关系，提高欧洲整体的配电效率，并为新型能源铺平道路，21世纪初欧洲正式成立智能电网(Smart Grids)欧洲技术论坛。2006 年, 智能电网欧洲技术论坛在规划了智能电网未来发展方向后制定了新型战略议程(SRA),用于对欧洲智能电网发展的指导与研究, 并推进智能电网实践发展。美国能源部于08 年发部了一篇报道，详细介绍了“The Smart Grid”, 人民大众也开始理解这一新兴技术。虽然智能电网已经在某些领域付之实践，但是毕竟还不成熟不能普及，对智能电网的研究还处于最简单的阶段,虽然欧美国家都已大力发展这一技术但是国际上并无一个统一详细的定义。

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