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《哈尔滨工程大学》 2011年
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大型试验水池集控系统设计研究

范国良  
【摘要】:本论文是结合科研项目进行的,主要对大型试验水池集控系统进行了设计研究。由于水池试验耗费大、试验过程复杂、试验现场潮湿、电磁干扰严重等问题的存在,性能良好的、能确保试验无故障顺利进行的监控系统具有非常重要的意义。本文在研究了分布式控制系统设计方法的基础上,提出了具有高可靠性、较短响应时间、多重冗余操作手段、通用的软硬件接口、通用的扩展接口的大型试验水池集控系统设计方案。 首先,提出了大型试验水池集控系统基于分布式控制系统理论的总体设计方案。在总结了国内外大量研究成果的基础上,分析了试验水池的基本功能以及系统对可靠性和电磁兼容等方面的要求。集中了管理控制功能,分散了采集和实际控制功能,降低了系统失效的风险。并且分析了子系统功能和通信数据量。 其次,构建了具有高可靠、高速、全双工、抗干扰能力强的交换式双环冗余通信网络。分析了水池试验对于通信系统的要求,比较了常用控制网络的通信协议和拓扑结构,比较了几种常见冗余网络结构的容错能力。设计了基于PROFINET组件自动化技术的模块化的软件接口,进行了系统网络的软件和硬件设计,分析了通信系统的扩展能力和故障诊断能力。基于PROFIBUS现场总线技术进行了现场控制层通信系统的软硬件设计,分析了扩展能力和故障诊断能力。分析了网络延迟对系统的影响,设计了系统同步时钟系统。 然后,进行了大型试验水池集控系统总体的可靠性设计,利用冗余技术的原理和方法在可操作层面、器件层面和软件层面进行了可靠性设计,使系统具有多重冗余的操作方式,高可靠性的数据采集和控制器件,运行稳定的软件系统。利用故障树分析法研究了系统的故障模式,建立了系统的故障树模型。 设计了大型试验水池集控系统主监控室的人机交互系统,建立了主监控界面、报警界面、数据保存系统,实现对试验过程的监视和控制。设计了各子控制系统的现场人机接口,使得在现场也可以对本部分的试验过程进行监视和控制。 最后,分析了OPnet网络仿真软件的建模机制,建立了大型试验水池集控系统通信网络的模型,验证了通信系统的性能。分析了通信系统的故障模式,对故障状况下的通信系统建立了模型,证明了系统在恶劣的故障状况下仍能完成基本功能。对系统的扩展模式进行了分析,并进行了仿真验证。系统能在试验现场恶劣的环境下具有可靠性高、人机界面友好、操作维护方便、扩展方便和多重冗余操作手段等特点,因而具有实用价值。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP273

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋邦富;;DCS应用及发展[J];化学工程与装备;2010年03期
2 戚奇卫;;基于双环冗余网络的工业控制以太网在高速公路隧道领域的成功应用[J];公路交通科技;2006年03期
3 毛联杰;;浅析工业以太网在现场总线中的发展应用[J];国内外机电一体化技术;2007年03期
4 丁超义;苗剑;贺德强;章睿;;基于OPNET的列车工业以太网仿真研究[J];广西大学学报(自然科学版);2010年02期
5 张岩军;李世银;闽乾勇;陈光普;徐冬;;基于OPNET的矿井工业以太网仿真研究[J];工业控制计算机;2006年11期
6 宫丽宁;徐玉斌;牟肖光;;基于OPNET的交换式以太网实时性仿真分析[J];工业控制计算机;2008年04期
7 戴航;慕德俊;;网络化工业控制系统的研究进展[J];测控技术;2008年01期
8 胡毅;于东;刘明烈;;工业控制网络的研究现状及发展趋势[J];计算机科学;2010年01期
9 刘天鹏;肖又发;;隧道监控系统软件设计与实现[J];上海船舶运输科学研究所学报;2009年01期
10 刘素梅;谢利理;;基于PROFIBUS总线的大型火电厂分布式控制系统设计[J];计算机测量与控制;2008年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈玉,温阳东;分布式配电自动化系统的研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2005年03期
2 李鑫;马国利;王昆;;矿井自动化信息集成系统[J];安防科技;2006年02期
3 吴强;陈琨;;基于现场总线的火灾报警监控系统[J];安防科技;2006年08期
4 赵雨斌;苗满香;陈宇;;基于CAN总线的楼宇智能监控报警系统研究与设计[J];安防科技;2009年01期
5 李鑫;王坤;郭勇;;基于工业以太网的三网合一在煤矿综合信息系统中应用[J];安防科技;2009年09期
6 赵炜;;火灾探测器可靠性的Monte Carlo仿真方法浅析[J];安防科技;2011年10期
7 卫敏;HART调制解调器HT2012的原理和应用[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2004年Z1期
8 鲍现松;;继电保护故障信息子站现场总线的分析和应用[J];安徽电力;2009年04期
9 江明,王龙明;总线型分布式微机数据采集系统[J];安徽机电学院学报;2001年02期
10 江明,王龙明,夏晓珍;PROFIBUS总线接口在智能仪表中的应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年04期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张钊谦,吴重光;安全系统可靠性分析方法[J];安全与环境学报;2002年02期
2 赵莉,白智涛,王鹏;基于USB总线的多路同步数据采集系统[J];半导体技术;2000年06期
3 郝莉,王东兴;PROFIBUS-DP从站开发研究[J];北京机械工业学院学报;2000年01期
4 卢泽生;张强;;高精度交流伺服系统的模糊PID双模控制[J];北京航空航天大学学报;2007年03期
5 赵启东;;MM440在自动化立体仓库中库堆垛机上的应用[J];变频器世界;2006年12期
6 刘胜,韩京梅,周宇英;猎雷声纳基阵方位角伺服系统设计与仿真[J];船舶工程;1996年01期
7 赵军,张世璐,邓亚平;LONWORKS控制网络中的可预测p-CSMA协议[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2001年01期
8 龙承念,代双凤,关新平;网络控制系统的补偿策略[J];吉林大学学报(信息科学版);2004年04期
9 叶彬强,钟连超,胡新宇;基于PROFIBUS总线的PLC集散控制系统的应用[J];重庆工学院学报;2005年05期
10 傅鹂;李舸;艾鹏;;基于OPNET的局域网DDOS攻击仿真[J];重庆工学院学报(自然科学版);2007年10期
【相似文献】
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1 王国兴;郑福炎;金国良;;水动力实验室试验水池施工实例[A];施工技术交流论文集[C];2005年
2 王彦平;池家春;张寿齐;王炳仁;;爆炸试验水池强度分析[A];中国工程物理研究院科技年报(1998)[C];1998年
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1 记者 张银炎 特约记者 邹积隆;九院设计国际一流海洋深水试验水池[N];中国船舶报;2006年
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