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基于VDCS的火电机组仿真培训系统研究与设计

作　者: 王香云
导　师: 谢克明
学　校: 太原理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: VDCS 火电机组仿真培训系统
分类号: TM621.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 22次
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内容摘要

在电力工业领域中,集散控制系统得到了广泛的应用,其仿真培训系统也在不断地发展。在计算机信息网络技术进步的促进下,为适应对大型工业过程及其集散控制系统(DCS)进行分析、优化和训练的需求,国际上DCS的全范围仿真正在向所谓“虚拟(Virtual)”技术方向发展。虚拟DCS是相对于在过程工业系统中运行的真实DCS(Real DCS)而言的,是在开放平台的计算机信息系统中将真实DCS在非DCS的计算机系统中以某种形式再现,从而达到设计调试、检测诊断和人员培训等应用目的。本文通过相关理论和实践探讨了实现基于VDCS的火电仿真培训系统软件的技术可行性,并给出了具体的设计方案和技术实现路径。该软件基于VDCS技术,结合应用了组件设计技术、模块化技术、面向对象设计思想、数据通信技术、Socket技术等实现了整个DCS控制系统的仿真。本文总体结构由以下部分构成:1、简要介绍了DCS以及VDCS的相关理论。2、结合实际DCS系统的结构和VDCS技术的特点提出了该仿真软件的系统设计方案。3、具体介绍了VDCS系统功能码软件的开发。4、详细阐述了通信接口程序的开发。本文创新性工作主要包括:1、VDCS系统功能码软件的开发,文中对其研究对象、软件设计思想、所运用技术以及开发过程中应该注意的问题等做了系统的研究和说明。2、通信接口程序的开发,本文根据VDCS仿真培训系统结构的特点,提出了利用多种通讯方式互相结合实现通信的设计方案。实践证明,该软件系统具有良好的开放性、可行性、通用性,扩展性、实时性等优点,而且能够完成对真实DCS系统进行调试与优化以及深入研究等先进功能,不仅缩短系统开发周期,而且降低造价,从而较好地解决了当前仿真机开发所面临的难题。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-13
第一章绪论  13-19
  1.1 课题背景与意义  13-16
    1.1.1 DCS 技术发展现状  13-14
    1.1.2 仿真技术在电厂中的应用  14-16
  1.2 国内外研究动态  16-17
  1.3 本课题研究内容  17-19
第二章 DCS 和VDCS  19-27
  2.1 DCS 概述  19-21
    2.1.1 DCS 的体系结构  19-20
    2.1.2 DCS 的基本组成  20-21
    2.1.3 DCS 的特点  21
  2.2 VDCS 概述  21-26
    2.2.1 VDCS 的定义  21-22
    2.2.2 VDCS 的分类  22-24
    2.2.3 VDCS 的仿真原理  24-25
    2.2.4 VDCS 的高级仿真功能  25-26
  2.3 本章小结  26-27
第三章基于VDCS 的火电仿真培训系统设计方案  27-38
  3.1 基于VDCS 的火电仿真培训系统概述  27-29
  3.2 基于VDCS 的火电仿真培训系统硬件结构  29-30
  3.3 基于VDCS 的火电仿真培训系统软件设计  30-34
    3.3.1 支撑平台设计  30-32
    3.3.2 数据库设计  32-33
    3.3.3 虚拟人机界面设计  33-34
  3.4 VDCS 主控程序的开发  34-37
    3.4.1 虚拟主控程序框架设计  34-36
    3.4.2 虚拟主控程序实现  36-37
  3.5 本章小结  37-38
第四章功能码模块的实现  38-56
  4.1 功能码说明及分类  38-39
    4.1.1 功能码简介  38
    4.1.2 功能码分类  38-39
  4.2 功能码软件设计  39-41
    4.2.1 虚拟DCS 系统功能码软件设计思想  39-40
    4.2.2 对每个功能码的变量进行分析  40
    4.2.3 对每个功能码的控制算法进行分析  40-41
  4.3 功能码的软件实现  41-55
    4.3.1 功能码软件实现流程  41-42
    4.3.2 实例分析  42-55
  4.4 本章小结  55-56
第五章虚拟DCS 通信方案的设计与实现  56-76
  5.1 通信方案的整体设计  56-57
  5.2 虚拟通讯单元需求分析  57-58
  5.3 虚拟DCS 与数学模型之间的通讯  58-62
    5.3.1 邮槽协议简介  58-59
    5.3.2 邮槽的工作方式以及特点  59-60
    5.3.3 邮槽通信方法的实现  60-62
  5.4 虚拟DCS 与虚拟HMI 的通讯  62-71
    5.4.1 UDP 协议简介  63
    5.4.2 Windows Socket  63-65
    5.4.3 通信程序的设计思路  65
    5.4.4 通信程序的代码实现  65-71
  5.5 虚拟DPU 之间的通信  71-75
    5.5.1 共享内存简介  71
    5.5.2 设计思路  71-72
    5.5.3 具体实现过程  72-75
  5.6 本章小结  75-76
第六章结论与展望  76-79
  6.1 结论  76-77
  6.2 展望  77-79
参考文献  79-81
致谢  81-82
在学期间发表的学术论文情况  82

基于VDCS的火电机组仿真培训系统研究与设计

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