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制造过程中的分布式检测系统模型及其应用系统分析

钱少明  
【摘要】:本论文在介绍了制造系统的当前现状和分布式计算机控制系统的发展现状的基础上,提出了制造过程中的分布式检测系统模型,该模型从分布式检测系统的功能划分、系统控制分解和分层、系统硬件构架、系统软件的分层设计方法等多个方面进行分析讨论,结合具体的实际例子分析了该模型的应用可行性。 论文主要分为八章,各章节的主要内容如下: 第一章首先讨论了分布式计算机控制系统的发展情况及现状,讲述了制造过程中自动化检测的重要意义,在这两者的基础上提出了分布式测控系统。接着简要说明了棒材及锻件超声检测系统和微型轴承外径检测系统两个项目的课题背景,最后介绍了本论文的主要内容。 第二章详细探讨了从系统功能划分、控制功能、物理硬件组成和软件设计等四个方面对分布式检测系统模型加以分类和定义。根据该模型,可以把检测系统分成三个子系统:检测子系统、检测过程自动化控制子系统和检测环境控制子系统。从控制的角度出发,根据分层原则将系统功能分为直接控制层、测量与控制协调层和自组织层三层。从硬件的角度出发,按照多级分布原则将系统硬件可分为现场级、控制级和管理级三个部分,并进一步提出了分布式检测系统的体系结构。 在第三章中分析了分布式系统的网络性能,讲述了分布式检测系统中常用的网络拓扑结构,最后提出多级分布树这种拓扑结构及其路径算法。 第四章的主要内容为在研究了分布式检测系统软件的调度之后,进一步详细阐明了常用的调度实现方法。 在第五章中首先按照分布式检测模型,较为详细地讨论了水浸式棒材及锻件超声检测系统功能划分、控制结构、硬件结构以及分层技术在系统软件开发中的应用。随后,讨论了基于现场总线的伺服运动子系统中关于多种运动控制方式的实现,伺服系统的精度并给出了实验数据。 在第六章中按照分布式检测模型,讨论了微型轴承外径检测系统的系统功能划分、控制结构、硬件结构和网络路径寻址,系统任务调度的设计和实现。并进一步讲述了RS—232、RS—485串行总线以及基于TCP/IP协议的Ethernet在课题中的应用和具体实现,线程调度技术在控制级计算机中的具体实现。 第七章讲述了两个应用系统的应用评价及有关分布式检测系统的几点思考。 第八章总结了论文工作的内容并对今后的工作进行了展望。


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