35kV变电站监控系统中告警事件生成与语音告警软件设计(4)
1.3 研究目的和意义
通过上述的分析，可以看到目前工业监控系统在工业生产中的应用越来越广，越来越深入。在这样的潮流下，对自动化监控部分进行研究，解决目前难题，对系统方案进行改进，有利于提高工业生产效率，保证生产的安全。
本论文选取35kV变电站为对象，对其监控系统的告警事件生成与语音告警软件设计。有助于改善35kV变电站的运行条件，提高其工作效率，提高电力系统的安全运行和经济运行水平。
而针对1.2.3中提到的目前监控系统中的人工录制语音的弊端，研究智能告警事件生成及自动语音合成技术的开发应用，实现实时告警实时语音输出，成为解决上述弊端的有效手段。也是降低监控系统在该方面的工作量的必由之路。对提高监控系统技术性能，及时发现和处理生产过程、运行中故障，减少损失，保障设备和人身安全、提高生产效率等具有重要意义。
1.4 主要研究内容
本论文选取35kV变电所为对象，设计自动化监控系统，告警事件生成及相应的语音告警软件，从而达到对变电所现场采集到的数据进行实时监控、采用人机界面、语音等方式报警、操作信息记录、故障信息记录、报表管理等目的。并在后期编写程序来模拟现场的实时数据，对整个软件程序进行运行调试。掌握工业自动化监控系统的一般设计原理、过程和技术，并专门学习和研究监控系统中告警事件生成和语音告警的原理和技术，设计和开发一个简单的监控系统软件。以35kV变电所作为监控对象来验证程序功能。
在本课题的设计中,主要如下几点：
（1）监控系统内部监控告警算法。
（2）监控系统中数据结构的设计
（3）告警事件的生成
（4）告警语音播报内容自动合成规则。
（5）基于语音合成(text-to-speech, TTS)技术的语音播报功能的设计。
1.5 研究方法
本课题研究内容期望应用于广泛的工业监控系统，但在实际研究中，将选取35kV变电站作为特定对象，设计出具有一定通用性的告警事件生成及语音告警软件。首先利用现场调查的方式，作者前往实际变电站（安徽淮南矿业集团李嘴孜煤矿矿用35kV变电站）进行现场调查，了解实际功能需求。进行算法设计，勾勒程序结构，并进行理论分析。后利用软件工程知识进行代码编写与调试。最后通过仿真产生数据的方式，测试软件是否达到预期要求。
本设计在编写监控系统软件时，使用C++语言进行MFC编程，开发环境为visual studio 2012，另外，为实现语音合成，本设计使用微软提供的Microsoft Speech SDK 5.0软件开发包。操作系统可采用 Windows XP Profession 及以上版本，如(Window7)；
2 自动化监控系统的设计
自动化监控系统是进行告警事件的生成及语音告警的主要载体，而在设计告警事件生成时，其数据处理算法及数据传递机制也直接影响的到告警事件生成及语音告警的具体实现细节。所以，研究与设计自动化监控系统的内部运行机制是十分必要的。
2.1 自动化监控系统基本结构
在分析监控系统软件功能之前，先要了解自动化监控系统的整体结构，从而才能明确监控系统软件的功能及其在整个自动化监控系统中扮演的角色。
图2.1 自动化监控系统结构图
如上（图2-1）为自动化监控系统简略的结构框图。具体如下：
（1）现场数据采集装置，用于直接从工业现场（本文即指变电站）采集电流、电压、温度、状态量、脉冲量等物理量。该类装置往往是一些安装在现场的传感器、变送器等，有单片机或嵌入式芯片的MCU，将物理量采集进来后转换并进行简单的一次数字滤波，并按照相应的工业标准，以模拟电信号的形式输出。（例如，温度变送器的工业标准为输出0/4~20mA的电流）。值得一提的是，由于输出量为模拟量而非数字量，所以，这些变送器无法直接与上位机沟通，必须先进行A/D转换，才能被数据采集单元采集。采集装置通过串口或HART协议（工业上在电流载波的通用标准协议）、以太网等方式与监控系统通信，监控系统采集到现场数据。