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轧机实验台嵌入式远程实时监控系统的研究

作　者: 张伟
导　师: 刘安中
学　校: 武汉科技大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 轧机试验台嵌入式工业用控制器数据通信实时数据库系统
分类号: TG333
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 31次
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内容摘要

远程实时监控系统以计算机技术为核心,结合自动化技术、多媒体技术、通信技术和计算机网络技术,完成对终端设备的监测与控制,达到现场监测、控制与远程故障诊断结合的目的,可以广泛运用于生产、生活中。本论文以武汉科技大学冶金设备研究所轧机试验台为研究对象,采用嵌入式工业用控制器以及相关的组态软件成功开发了一套基于嵌入式轧机试验台的远程实时监控系统。主要研究内容为:1)采用抗干扰能力强、系统整合度以及效率高、具备操作系统的嵌入式工业控制器及其采集模块,作为外围接口与监控中心核心数据交换及信号处理的桥梁;2)运用了基于Modbus TCP通信方式以及支持控制设备和控制网络冗余的监控组态软件,既提高了数据传输的实时性,又能充分保障整个监控系统的可靠性;3)针对监控系统在运行过程中容易出现误报警的情况,提出了两种处理办法:对于缓变信号因为受到电气干扰而产生的误报警采用滤波计算公式进行缓和;设置不感带解决突变信号中的误报警情况;4)建立一个高性能、高速度、高吞吐能力、可靠性强、能够跨平台的基于监控组态软件的实时数据库系统;5)开发出具有操作简单、良好人机界面环境的现场监测界面以及远程监测与诊断界面。通过试运行证明该系统具有较好的安全性,良好的可移植性、可扩展性和稳定性,对于今后的进一步完善和发展具有借鉴意义,可推广应用于工业现场。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-13
  1.1 研究背景  8
  1.2 国内外研究现状  8-10
  1.3 研究的目的及意义  10-12
  1.4 主要研究工作与内容  12-13
第二章轧机实验台嵌入式远程实时监控系统的总体设计  13-26
  2.1 系统的结构  13-18
    2.1.1 远程监控的对象  13
    2.1.2 监测点的选取及传感器的使用  13-16
    2.1.3 系统总体结构设计  16-17
    2.1.4 系统设计中几个关键问题  17-18
  2.2 嵌入式系统  18-19
    2.2.1 嵌入式系统的组成  18-19
    2.2.2 嵌入式系统的特点  19
  2.3 系统硬件  19-22
    2.3.1 Wincon-8000 嵌入式工业用控制器  19-21
    2.3.2 轧机实验台嵌入式远程实时监控系统硬件体系结构  21-22
  2.4 系统软件  22-26
    2.4.1 嵌入式操作系统  22-23
    2.4.2 监控组态软件简介  23
    2.4.3 轧机实验台嵌入式远程实时监控系统软件体系结构  23-24
    2.4.4 通信模块  24-25
    2.4.5 数据库管理模块  25-26
第三章数据通信系统设计  26-39
  3.1 模拟信号数值处理  26-29
    3.1.1 信号转换  26-27
    3.1.2 信号值与工程值间的转换  27-29
  3.2 线程基本设计方式  29-30
    3.2.1 使用THREAD_INFO 架构传送必要系数  29-30
    3.2.2 线程的基本操作  30
  3.3 TCP/IP 网络通信程序设计  30-32
    3.3.1 系统初始设定  31
    3.3.2 客户端应用程序的开发  31-32
  3.4 Modbus 通信方式  32-35
    3.4.1 Modbus 的基本概念  32-33
    3.4.2 Modbus 主要通信功能  33-35
  3.5 Modbus/TCP 网络通信  35-39
    3.5.1 Modbus/TCP 网络通信机制  35
    3.5.2 Modbus/TCP 监控网络的体系结构  35-36
    3.5.3 Modbus Slave 通信程序  36-37
    3.5.4 Modbus Master 通信程序  37-39
第四章实时数据库开发  39-47
  4.1 实时数据库的概述  39-41
    4.1.1 实时数据库的特征  39-40
    4.1.2 监控组态软件的实时数据库及其使用技术  40
    4.1.3 实时数据库的应用领域  40-41
  4.2 实时数据库的结构  41-42
    4.2.1 实时数据库的体系结构  41
    4.2.2 实时数据库的系统结构  41-42
    4.2.3 实时数据库的数据结构  42
  4.3 实时数据库的设计与实现  42-47
    4.3.1 数据存储的关键问题  43-44
    4.3.2 数据库表的设计  44-46
    4.3.3 数据库表之间的关系  46-47
第五章系统用户操作界面设计  47-53
  5.1 软件开发环境  47
  5.2 现场监测系统功能与界面  47-49
    5.2.1 现场监测系统主界面  47-48
    5.2.2 信号设置界面  48-49
  5.3 远程监测与诊断系统界面  49-53
    5.3.1 远程监测主界面  49
    5.3.2 信号显示界面  49-51
    5.3.3 参数设置界面  51-53
第六章总结与展望  53-54
  6.1 主要工作和结论  53
  6.2 展望  53-54
参考文献  54-57
附录  57-60
致谢  60-61
攻读硕士期间发表的论文  61

轧机实验台嵌入式远程实时监控系统的研究

内容摘要

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