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泵站监控计算机仿真培训系统的研究

作　者: 邹彩容
导　师: 曾良才；闵华松
学　校: 武汉科技大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 仿真培训系统水力模型组态软件泵站APC(Auto Pump Control) OPC(OLE for Proeess Control)
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

本文以东深供水改造工程计算机监控子系统为开发背景，研究如何开发适合东改工程的仿真培训系统。本文从软件工程的思想出发，对仿真培训系统的开发进行了需求分析得出了该仿真系统的内容结构图；分析用户要求及存在的客观原因，确立了设计原则、要实现的功能、软硬件平台的选择、系统原理图、网络结构图及系统配置图；并对仿真培训系统的画面、数据库系统及各功能模块进行了设计，在此基础上实现了整个系统的软硬件开发；最后，提出了对系统进行的测试步骤和方法。本文研究的主要内容有： 1、论文分析了当前仿真系统的研究现状，分析了东改工程关于泵站的仿真培训系统的设计要求，从而确定了设计方案，并开发出一套适用于东改工程的仿真培训系统。 2、将在线仿真的概念用于仿真培训系统中，通过在线仿真可以获取实时数据，实现在仿真系统上模拟供水系统的未来状态。尤其是对即将可能发生的危险状况发出警告，提醒工作人员提前采取有效措施。 3、将水力模型仿真程序通过OPC(OLE for Process Contro1)与PLC连接进行数据交换，实现了泵站的数学模型在组态软件上的仿真。用户通过仿真出来的结果，可对某些危险状况引起高度的重视，由此发现问题，解决问题，预防严重后果的产生。 4、初步实现了对站级APC(Auto Pump Control)、全线APC的控制功能的仿真。为以后将此功能实际投入到监控系统的应用中打下了基础。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-16
  1.1 仿真的定义、仿真技术的概念  8
  1.2 仿真技术的特性、应用、意义  8-9
    1.2.1 仿真技术的特点  8
    1.2.2 仿真技术的应用和意义  8-9
  1.3 仿真系统的基本特点  9-10
  1.4 国内外概况  10-12
  1.5 本课题的背景、研究目标与意义  12-14
    1.5.1 本仿真系统的背景  12-13
    1.5.2 课题的提出，立题依据和目的  13-14
  1.6 本课题研究的重点和难点  14
  1.7 本课题的主要开发内容及创新之处  14-16
第二章仿真培训系统的需求分析  16-21
  引言  16
  2.1 开发本仿真培训系统的任务  16-17
    2.1.1 开发具有培训功能的仿真培训系统  16-17
    2.1.2 开发具有研究功能的仿真培训系统  17
  2.2 系统分析  17-20
    2.2.1 操作培训与考核  18-19
    2.2.2 水力模型的仿真  19
    2.2.3 总体数据流图  19-20
  2.3 本章小结  20-21
第三章仿真培训系统的系统设计  21-54
  引言  21
  3.1 仿真培训系统的设计原则  21
  3.2 仿真培训系统的主要软件及硬件的选择及介绍  21-31
    3.2.1 主要软件的选择  22
    3.2.2 主要硬件的选择  22-23
    3.2.3 关于组态软件ViewStar2000的介绍  23-30
    3.2.4 关于GE PLC的介绍  30-31
  3.3 仿真培训系统的功能  31-32
    3.3.1 培训运行操作人员  31-32
    3.3.2 水力模型的研究  32
    3.3.3 供水系统优化调度的研究  32
  3.4 仿真培训系统的构成  32-35
    3.4.1 仿真培训系统的原理  32-33
    3.4.2 仿真培训系统的网络结构图及系统方案  33-34
    3.4.3 系统配置  34-35
  3.5 仿真培训系统画面设计  35-37
    3.5.1 东深供水工程理论知识画面  36
    3.5.2 仿真SCADA系统画面  36
    3.5.3 教练员画面  36
    3.5.4 水力模型研究画面  36-37
  3.6 数据库系统设计  37-44
    3.6.1 数据点的定义与数据的传递  37-39
    3.6.2 VS2000与PLC间的数据传递  39-41
    3.6.3 使用OPC CLIENT编程的接口函数的介绍  41-42
    3.6.4 PLC与水力模型之间的数据传递  42-43
    3.6.5 ViewStar2000与水力模型的数据传递  43-44
    3.6.6 数据网络通讯协议  44
  3.7 数据库系统分析  44-49
    3.7.1 ViewStar2000数据库分析  44-47
    3.7.2 SQL SERVER数据库分析  47-49
  3.8 概要设计  49-53
  3.9 本章小结  53-54
第四章仿真培训系统的实现  54-77
  引言  54
  4.1 仿真SCADA系统的开发  54-67
    4.1.1 理论知识查看界面的开发  54-55
    4.1.2 操作员界面的开发  55-59
    4.1.3 教练员界面的开发  59-67
  4.2 水力模型仿真系统的开发  67-74
    4.2.1 水力模型界面的开发及功能代码的实现  67-72
    4.2.2 水力模型与OPC client接口程序的开发  72-74
  4.3 泵站APC程序的开发  74-76
  4.4 本章小结  76-77
第五章仿真培训系统的测试  77-81
  引言  77
  5.1 测试方法  77-78
  5.2 测试步骤设计  78-80
  5.3 本章小结  80-81
第六章全文的总结及技术展望  81-82
  6.1 本文的主要研究成果  81
  6.2 进一步的工作  81-82
参考文献  82-85
致谢  85-86

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