一、现场总线及其在工业测控领域中的应用(论文文献综述)
张其宝[1](2021)在《具有可视化功能的远程监测与控制终端设计》文中提出随着通信技术以及云服务器的发展,远程监控终端的应用场景越来越广泛,其中以工业生产制造最具代表性。工业远程监控终端主要实现工业现场的数据采集、数据上传、设备控制、远程告警等功能,现有的远程监控终端仅限于对设备运行状态的监控,无法对设备运行环境与操作人员进行实时性地可视化监测。为此,本文设计了一种具有可视化功能的远程监测与控制终端,实现了可视化监测与传统的依靠数据传输测控的有机结合。该终端分为可视化子系统与工控接口子系统两个部分:(1)可视化子系统负责实现监控终端的可视化功能,可视化子系统以Zynq-7000So C FPGA为主控,嵌入了Linux操作系统。该子系统通过USB接口接收摄像头获取的视频流,进行视频编码后将文件保存至本地存储器;通过SPI通信接口控制工控接口子系统中的多种工控接口,并接收工控接口采集到的传感器数据;通过LCD触控屏实现人机交互,LCD触控屏显示视频监控画面以及传感器数据,并获取操作人员对工控接口和视频监控的控制指令;通过千兆以太网接口将本地监控视频流及工控数据上传至服务器,为了提高网络传输可靠性,本文提出了一种具有帧校验功能的远程视频传输方法。(2)工控接口子系统负责工业现场感知数据采集及设备控制,工控接口子系统以STM32 MCU为主控,采用Bare Metal形式提高实时性。该子系统通过SPI通信接口接收可视化子系统的控制指令,利用开关量输出、模拟量输出等接口控制工业现场的执行设备;通过开关量输入、模拟量输入、RS-485总线等接口采集工业现场的感知数据,并将感知数据上传至可视化子系统;针对RS-485总线接线极性问题,提出了一种基于响应帧有效性的RS-485总线极性自适应方法。采用标定方式提高工控接口的精度,为了方便对系统进行标定与配置,使用Qt集成开发环境设计了上位机标定与配置软件。本设计中,对该远程监控终端的原理图以及PCB进行了绘制,并对元器件进行了工装焊接,完成了样机制作;实现了可视化子系统、工控接口子系统以及上位机软件的编程工作,完成了硬件与软件的联合调试;对系统进行了测试,远程监控终端能够正常运行,符合设计指标要求。
姜思如[2](2021)在《大规模传感阵列数据传输系统设计》文中研究表明随着近些年航天事业不断发展和壮大,大型测控系统中逐渐增加的信息交互使得系统需要处理和传输的数据量也剧烈增加,尤其航天系统和军事设备探测能力不断增强且测量精度提高,传统低带宽、低实时性的传输系统不能完成大规模数据的传输任务。本文基于我校自研总线设计了大规模传感阵列数据传输系统。首先分析了任务设计指标并确定了核心设计思想和整体设计方案,然后详尽地剖析了任务的关键技术及其突破口,解决了大规模测量阵列的组网重构设计、复杂狭小空间内电路布局设计、强电磁环境下电磁兼容性设计等问题。随后介绍了基于自研总线的系统硬件设计,路由器以FPGA为主控单元作为系统的数据集散中心,通过RS-422接口作为设备拓展和通信的接口,多层级联组网可以迅速组织不少于1500个传感单元的大型传感阵列;系统的采集模块通过RS-485接口芯片ISO1176T对挂接的24路传感单元实施串行采集模式,通信模块采用支持USB 2.0的FT2232HL芯片作为与上位机的通信接口,可以实现上位机对传感阵列传回数据的可视化监测;对传感单元及其通信链路进行了MFS技术处理,方便其在狭小异形空间内安装和拓展。随后介绍了采集模块的通信协议和路由器的重构及寻址设计,并且设计上位机软件;最后对系统的硬件电路和系统功能做了实验和测试。经过对基于自研总线的大规模传感阵列数据传输系统的实验结果分析,本文搭建的大规模传感阵列的数据传输系统能够很好得完成设计任务,高实时性和高可靠性的总线网络具有很高的实用价值。
徐晓天[3](2021)在《煤矿井下数字化水位测控系统研究》文中研究指明煤层开采过程中由于地下水不断涌出,经常造成井下水仓水位超限,对正常生产秩序造成较大干扰,甚至对井下人员的安全造成威胁。井下水仓相互之间距离较远,目前存在有信息传输方式单一,水位信息共享程度不足等缺点,影响着煤矿井下水位的安全测控。为进一步完善煤矿井下水位测控方式,课题在国内外研究的基础上,设计了一种融合多种传输协议,具备较强数据交互能力的井下水位测控系统,实现了水位信息的数字化测控,提升了矿井水位控制的水平。课题首先完成数字化水位测控系统总体方案设计,通过分析数字化水位测控系统组成结构,从上到下将测控系统划分为井上集控层、井下控制层和井下执行层三级网络结构。并针对数字化水位测控系统硬件设计、数字化水位测控系统井下水位控制、数字化水位测控系统上位机软件设计和数字化水位测控系统通信方案作具体设计。在井下执行机构层面,系统设计了以差分电容式水位传感器为核心的水位传感系统并通过RS-485将其与系统控制分站相连,完善数据导流通路。在井下控制分站层面,系统设计了以ARM芯片为核心的测控站点分站系统软硬件结构,测控站点以内核驱动模块、收发控制和接口模块、液晶显示模块、人机交互模块和电源模块五大部分为主,集数据采集显示和操作控制于一体,兼具本地信息交互和旁机信息检索双重功能,并通过CAN协议总线将测控站点串联,实现数据共享。在上位机监控系统层面,设计了以上位机King View组态软件为核心布局组态内容,形成了以图形界面系统、实时数据库系统、通信设备和I/O设备驱动为核心的组态方案。并围绕人机交互界面设计、信息发布、数据库查询和水位控制算法脚本做具体设计。实现了对全矿井硬件资源的统筹管理,综合调度。集控主机通过架设以太网通讯基础的Modbus TCP/IP总线与井下控制层设备相连,实现水位测控系统的命令调度和数据交换。课题通过模型仿真和模拟实验的方式验证了全系统的可靠性。在水位传感器层面,通过实验验证了水位传感器的性能特性,在测量系统方面,其测量准确度较高,误差主要集中在-0.02m—0.02m之间,具备井下使用条件。在数字通信系统方面,实验验证其单路传输耗时最高为0.41 ms,多路传输耗时为3.24 ms,平均传输耗时0.405 ms/路,传输全过程无阻塞、丢包现象发生。在井下控制设备层面,通过仿真和实验验证了控制分站的性能特性。在结构方面,仿真分析了主板硬件抗干扰能力和主板信号完整性。在通信方面,实验验证CAN总线一次完整数据传输用时约0.2 ms,一次完整的协议转换耗时约0.21 ms,转换传输过程无拥堵冲突,运行稳定。随后设计总体实验,验证了3台分站数据交互控制能力良好,可以在水位发生变化时实时启动潜水泵,满足控制需求。在上位机监控系统层面,信息交互正常,数据读写高效,远程监控界面正常,模拟预测功能准确,Modbus TCP/IP协议传输、收发功能正常。平均传输速率为1.147 Mbps,上下限波动范围为1.114 Mbps到1.180 Mbps。整体系统平台数据传输稳定,其最大速率为117.38 kbps,最小速率为97.78 kbps,平均可达102.8 kbps。指令动作延时主要集中在13 ms以下,平均延时为8.653 ms,最大时延为32.174 ms,系统控制的实时性较好。综合测试表明,该系统可以适应煤矿井下数字化水位测控的需求,具备一定的应用前景。
方履宽[4](2021)在《VideoLog井下测控系统研制》文中认为VideoLog井下电视是一款利用测井电缆实时获取井下高清视频的测井仪器。在当前的测井领域中,测井仪的多参数化已经成为了一种趋势。基于此提出了VideoLog井下电视进行多参数扩展的需求,针对该需求提出了VideoLog井下测控系统研制目标。本设计通过对VideoLog井下电视现有结构的分析,提出了在VideoLog井下电视的基础上扩展测控模块的方案。首先,基于P2P网络通信建立上位机与井下网络编码器的串口透明传输。其次,扩展网络编码器的串口并与井下主控制器进行连接,井下主控制器作为测控系统的通信控制核心。然后,利用485总线结构和MODBUS协议分别实现了多参数模块化扩展的硬件结构需求和数据通信需求。最后,根据VideoLog井下电视的作业特点先行扩展了测温、测压、调光、旋转四个基础测控模块。VideoLog井下测控系统主要由上位机、井下主控制器和井下测控模块三部分组成。上位机主要用于实时接收、显示测量参数,也可以向控制模块发送控制指令。井下主控制器基于STM32和RS485总线实现了测控模块的扩展和测控参数的传输。井下测控模块丰富了仪器的功能,并体现了系统的扩展性和可靠性。经过相关的测试,测试结果表明本系统从硬件方面能够为VideoLog井下电视提供扩展接口,以供不同的测控模块进行扩展,从软件方面能够建立可靠的数据通信,并且经过扩展的模块可以正常实现其应有的测控功能。
操博[5](2021)在《智能发电运行控制中的通信测试技术研究》文中提出随着数字信息技术和智能化的发展,传统的工业控制网络已经不能满足电厂发展的需求,Profibus总线技术开始被广泛应用到发电技术当中。在电厂运行当中,数据和命令传输的实时性至关重要,所以对于Profibus总线通信及其测试技术的研究具有工程价值和实践意义。本文通过对Profibus总线通信机制深入研究,基于Simulink/Stateflow建立了多主站逻辑令牌环的测试模型,并通过控制变量实验验证了所建立的模型满足Profibus总线通信技术特性;通过所构建的模型研究了目标令牌循环时间与总线传输效率之间的关系以及设置目标循环时间来保证高效的总线通信效率的方法;针对Profibus总线通信机制,提出了基于相对截止期的非抢先调度下的EDF优化算法。并建立了基于优化算法的Profibus通信模型,通过控制变量实验测试模型,该模型满足Profibus通信的特性,验证了所提出的算法具有提升总线的传输效率的作用。
潘咪[6](2021)在《ITER静态磁场测试装置监测保护系统的设计》文中进行了进一步梳理ITER静态磁场测试装置可产生特定的磁场条件,用于对进入ITER实验现场的所有机电设备进行静磁场合格测试。ITER静态磁场测试装置具有子系统多、信号种类杂和受磁场干扰大的特点。为保证静磁场合格测试实验的正常进行,保护机器安全及操作员人身安全,该装置的监测保护系统必不可少。本文提出了在LabVIEW平台上实现的一套装置监测保护系统设计方案并对部分功能加以验证。首先,本文以对该系统的功能设计为切入点,明确本装置监测保护系统的设计要素,提出系统的集成设计方案。设计综合了 NI CompactRIO嵌入式系统、NI PXIe系统及以太网交换技术的硬件平台框架,且符合ITER对I&C现场控制系统架构的要求。采用基于消息循环的生产者-消费者的LabVIEW程序框架,具有高内聚、低耦合的特点,扩展性强且便于后期维护。其次,在集成设计基础上,完成了对监测保护系统的详细硬件设计。从传感器层、信号接口层、控制器及主机层进行结构设计及设备选型。为信号采集功能中提出的各类信号进行传感器的选型,并确定数量。设计3类信号转换电路以匹配I/O模块及数据采集卡接口参数。配置NICompactRIO嵌入式系统下位机以分担系统信号采集及安全联锁任务,可提高系统的运行效率。采用NIPXIe采集机箱及数据采集卡采集10kHz以上的快速信号。考虑到设备工作产生的静磁场干扰,应用光纤通信方式实现远距离传输,有效削弱磁场干扰。最后,对系统的主要软件功能进行开发及验证,并设计人机交互界面。实现了数据采集、水冷远控、报警逻辑处理及安全联锁保护模块等功能。交互界面体现了主要的功能且满足系统的功能需求。对快速AI采集、慢速AI采集、DI信号采集及DO指令下发功能进行验证,为后续进行联合调试提供了必要的条件。
付玉[7](2021)在《质子转移反应飞行时间质谱仪测控系统的设计与实现》文中指出质子转移反应飞行时间质谱仪(Proton transfer reaction time of flight mass spectrometer,PTR-TOF-MS)是一种对物质成分进行快速测定的仪器,其基本原理是:离子源在短时间内形成的离子与引入漂移管中的挥发性有机化合物(Volatile organic compounds,VOCs)发生质子转移反应,离子化后的待测物经离子传输系统聚焦、冷却,获得相同的初始动能,但是因为质荷比不同,其在质量分析器的恒定电场中运动时,经过相同距离所需时间也不同。该仪器依据这个原理对物质成分或结构进行快速定性、定量分析,具有检测范围广,扫描速度快、仪器结构简单等优点,被广泛应用在环境监测、食品安全、人体健康监测、防恐、宇宙探索等领域。目前,随着研究人员对该技术的不断探索,PTRTOF-MS的应用领域也在不断拓展。与国外成熟的质谱技术相比,我国在这方面的研究起步较晚,处于核心技术国产化的阶段。为了推动仪器的研制工作,并为后续实验研究奠定基础,本文根据仪器组成原理及结构特点,对PTR-TOFMS测控系统进行开发。质谱仪器精密复杂,需要进行控制的电学参数、外围设备较多,质谱仪的使用者往往并非研发人员,若依赖人工调节不但耗时还会引入误差,因此仪器需要集成化的测控系统,通过友好的上位机交互界面控制PTR-TOF-MS各个外围设备有序工作。根据质谱仪组成结构,将仪器控制系统划分为多个模块,包括高压直流分析器电源,射频电源、脉冲电源、中低压电源等,各个模块之间相互独立。据此,本文将主要工作内容归纳为以下几点:(1)按照模块化设计思路,提出了基于CAN总线的测控网络,将各个模块作为CAN总线中的节点,接入测控网络中,CAN总线通信速率可达1 Mbps,满足通信需求。模块化的设计思路有利于仪器智能化、标准化设计,方便后期仪器维护及更新。(2)针对每一个模块的功能需求,分别从硬件电路、底层软件、性能调试等方面实现了独立控制板的设计,各个控制板间既互相独立又能相互通信。(1)主控制板中集成了ARM处理器,并移植了u C/OS-III嵌入式实时操作系统,能实时管理多个任务。主控制板与上位机之间通过以太网建立连接,主控制板将上位机的控制命令发送至CAN总线网络中,并实现对真空状态(<10-3 Pa)的监控。(2)高压直流电源控制板选用高精度高压电源模块结合数模转换芯片和模数转换芯片实现电源输出及读取,利用分段线性插值的方法使电源的输出精度达到0.1V。(3)射频电源信号源控制板用于产生射频信号,输出频率范围为18MHz,频率设置误差小于0.5%,当输出频率为3 MHz时,信号源在3小时内的稳定度为0.13%,配合后级放大装置,用于四极杆离子传输系统,以提高离子传输效率。(3)将各个功能模块接入测控网络中,构建PTR-TOF-MS的测控系统。利用搭建了该测控系统的自制小型高性能PTR-TOF-MS对人体呼吸气进行测试。测试结果表明,PTR-TOF-MS仪器整体性能优良,运行稳定、可靠。
陈延旭[8](2021)在《电子设备及元器件自动测试与分拣教学平台设计与实现》文中进行了进一步梳理电子信息行业迅猛发展使得对电子设备及元器件的需求不断提高,智能制造的兴盛使得对自动测试与分拣系统的要求与日剧增。电子设备及元器件的种类、功能、规模、复杂程度等方面的不断增加,要求自动测试与分拣系统的适用性、灵活性不断提高;电子设备及元器件需求量的急剧增长,也使自动测试与分拣系统的使用更为广泛。在学校的培养体系中,智能制造、自动测试、机器人控制等方面的课程重视程度不断增加,实践教学需求不断拓展。为满足课程及教学的要求,培养一批自动测试与分拣的从业者,依托于学院自动测试与控制的优势,本文设计并实现了电子设备及元器件的自动测试与分拣教学平台,深入分析了分立器件、组件模块、集成电路和电子设备整机等四种被测设备的测试需求,并以具体被测设备及测试指标为例,研究并制定了测试方案,最终完成了整个自动测试与分拣教学平台的搭建和实验案例的测试,主要成果如下:1)全面分析了自动测试与分拣教学平台的教学需求和测试分拣需求,给出了教学平台的整体硬件架构和软件架构,并以此为基础划分了:测控计算机平台作为上位机,仪器平台、机械臂平台、现场控制平台作为下位机的总体方案,明确了各子平台的功能划分,和总体的自动测试与分拣流程。2)根据四种类型的被测设备,将各子平台的要求和功能具体化,确定本实验教学平台需提供:仪器平台的LXI硬件连接和基于VISA的SCPI或IVI等控制方式,射频信号发生器和混合域示波器的激励和测试方案;机械臂平台的机械臂控制方案、外部I/O组件的连接配置方案;现场控制的树莓派逻辑控制方案、FPGA信号激励和处理方案;上位机的UI界面、交互逻辑和业务逻辑的通用方案,以及整个平台的网络通信方案和流程同步方案。3)根据测试与分拣教学平台硬件架构,设计并实现了转接板完成各子平台的互联,并以此为基础针对四种类型的被测设备分别设计和实现了适配板和适配器,结合具体的测试方案,完成了对四种具体被测设备的测试与分拣。结果表明,本文设计教学平台可针对不同类型被测设备完成自动测试与分拣,各子平台间数据及信息传递可靠,系统具有较好的适用性和教学性。
李帅[9](2021)在《面向飞机装配生产的自动控制柔性工装系统设计与实现》文中研究说明随着国家战略的部署,国产飞机的研制计划占据着越来越重要的地位,而国家航空产业也随之蓬勃发展。作为飞机制造的各个环节中至关重要、不可或缺的一部分,飞机机身装配是飞机设计和飞机成型之间极其重要的衔接环节。目前,飞机装配领域的柔性装配技术尚未被广泛应用,更多的则是采用与之相对的刚性工装,很难适应多型号飞机的装配或者小批量的装配,从而严重制约了飞机装配技术的发展,影响国产飞机研制计划的进程。而为了以最快的速度匹配机型变化带来的装配改变,数字化柔性装配技术的优势明显要强于与之相对的刚性装配技术,而且,柔性装配技术是基于PLC自动控制系统来控制工装上可动模块来适应机型状态变化,可以大幅降低工装准备时间和重新订制工装产生的制造成本。本文以某机型飞机前机身为实际研究对象,以柔性装配系统的工作与控制理论为基础,设计、研制应用于上述对象的柔性装配工装,从而实现了本文所述工装的设计与实践。用新型的柔性工装系统代替了传统的刚性工装,实现了某型机前机身的精确装配及更换机型时的工装的高机动性和稳定性。本文在充分调研柔性装配控制系统相关功能需求的基础之上,对其机械结构进行相应的理论研究,控制系统架构选择了上位机和PLC相结合的主控单元,PC上位机通过Ethercat总线的协议与PC机进行数据和指令的传输。上位机程序语言选择ST语言,主要实现用户登录设置、系统零点及参数设置、故障报警及实时显示、模型生成及数据存储、与下位机实时通信等功能,利用TwinCAT2软件开发下位机控制程序,主要实现伺服系统不同工作方式的切换、下位机输入输出模块的控制、与上位机的数据通信,并与上位机相配合实现故障的声光报警。运动单元所具备的定位功能由系统的动力供给部分——伺服控制系统来实现。目前,该柔性工装系统已经投入到了实际的装配生产工作中。通过实际生产发现,该柔性工装系统为航空企业切实发展机身部件的柔性装配创造了技术积累,为飞机数字化柔性装配技术的深层次研究、开发和实践起到了推波助澜的作用。
高家骐[10](2021)在《基于边缘计算的鲁棒控制方法研究与实现》文中指出不断发展的传感、计算和通信技术驱动着信息物理系统和物联网深入到了社会的各个领域,如智能工业过程、智能电网和智能交通等。在工业控制领域,传统的基于可编程逻辑控制器或微控制器的控制系统面临着计算能力较弱、交互能力较差等问题,而随着边缘计算模式的出现和应用,为工业控制系统中智能和复杂控制方法如基于迭代的最优和鲁棒控制方法、模型预测控制等的应用提供了新的思路。本文以工业温度场控制为场景,尝试将边缘计算与控制系统相结合,将基于数据驱动的鲁棒控制算法放置在边缘侧服务器上,为现场控制过程提供最优的控制策略。主要工作如下:(1)结合工业控制领域中的温度场控制问题,对多输入-多输入(MIMO)温度场进行建模和分析,考虑热传导引起的不同输入-输出之间的复杂耦合关系。将H∞性能指标引入控制过程中,结合强化学习相关理论设计基于数据驱动的多输入-多输出鲁棒温度控制方法,在温度场系统模型参数无法确定的情况下自适应地求解鲁棒控制策略。(2)对边缘计算模式下的阵列式温度场控制系统实施策略进行实现,设计了一种基于边缘计算的分层采集和控制方法,由边缘控制器实施传感器采集和执行器驱动,并由边缘服务器计算并迭代控制策略,从整体上设计并实现了多输入-多输出温度场控制系统的实时数据采集、周期计算和控制方法。(3)最后,完成了具体的边缘控制系统的软件和硬件实现,包括基于ARM MCU的边缘控制器的软件和硬件设计和实现,以及边缘服务器上所运行的边缘存储和边缘通信机制的实现。设计了一种面向边缘控制器的控制逻辑语言,能够对运行于边缘控制器上的控制逻辑进行动态安装、更新和卸载。本文将边缘计算引入至过程控制系统中,相比于基于传统本地或远程服务器的控制系统有以下优点:1)提高了边缘侧计算能力,为运行更复杂的先进控制算法提供可能;2)提高了边缘侧系统的协同能力,解决多控制器协作难题;3)控制策略生成和更新能够实时进行,减轻了网络时延带来的不确定性;4)连接和数据均经由边缘服务器到达云端,能够很大程度减轻服务器压力。
二、现场总线及其在工业测控领域中的应用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、现场总线及其在工业测控领域中的应用(论文提纲范文)
(1)具有可视化功能的远程监测与控制终端设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 远程监控终端研究现状 |
1.3 论文研究内容与章节安排 |
2 系统总体设计方案 |
2.1 需求分析 |
2.2 可视化远程监控终端设计指标 |
2.3 系统总体设计框架 |
2.4 主控芯片选型 |
3 可视化远程监控终端硬件平台设计 |
3.1 可视化子系统硬件平台设计 |
3.1.1 摄像头接口电路 |
3.1.2 LCD驱动电路 |
3.1.3 本地存储模块 |
3.1.4 远程通信接口电路 |
3.2 工控接口子系统硬件平台设计 |
3.2.1 极性自适应的RS-485 总线接口电路 |
3.2.2 模拟量采集与输出电路 |
3.2.3 温度采集电路 |
3.2.4 I/O控制接口电路 |
3.2.5 北斗/GPS授时与定位 |
3.3 系统电源设计 |
3.3.1 工控接口子系统 |
3.3.2 可视化子系统 |
3.4 印刷电路板设计 |
4 可视化远程监控终端软件设计 |
4.1 软件总体设计框架 |
4.2 可视化视频监控方案 |
4.2.1 可视化视频监控软件框架 |
4.2.2 基于时间的终端视频文件检索方法设计 |
4.2.3 基于图片空间域的数字盲水印设计 |
4.3 可视化子系统应用软件设计 |
4.3.1 开发环境搭建 |
4.3.2 视频监控程序设计 |
4.3.3 LCD显示驱动设计 |
4.3.4 LCD触控屏界面开发 |
4.4 工控接口子系统应用软件设计 |
4.4.1 模拟量与温度采集程序 |
4.4.2 极性自适应的RS-485 总线通信 |
4.5 远程通信程序设计 |
4.6 子系统间互联通信软件设计 |
4.7 上位机标定与配置软件设计 |
5 系统测试与测试结果分析 |
5.1 可视化子系统测试 |
5.1.1 电源测试 |
5.1.2 可视化视频监控测试 |
5.1.3 盲水印性能测试 |
5.1.4 LCD触控屏测试 |
5.1.5 远程通信接口测试 |
5.1.6 存储器读写测试 |
5.2 工控接口子系统测试 |
5.2.1 精度测试 |
5.2.2 实时性测试 |
5.2.3 RS-485 总线通信测试 |
5.3 子系统间互联通信测试 |
5.4 功耗测试 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(2)大规模传感阵列数据传输系统设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状及趋势 |
1.3 论文的主要内容和章节安排 |
1.4 本章小结 |
2 整体方案的设计及关键技术分析 |
2.1 系统需求分析 |
2.1.1 设计任务 |
2.1.2 技术指标 |
2.1.3 系统设计思路 |
2.2 功能分析 |
2.3 关键技术研究 |
2.3.1 大规模测量阵列的组网重构设计 |
2.3.2 复杂狭小空间内电路布局设计 |
2.3.3 强电磁环境下电磁兼容性设计 |
2.4 本章小结 |
3 数据传输系统硬件电路设计 |
3.1 硬件电路总体设计方案 |
3.2 采集模块电路 |
3.2.1 FPGA控制模块设计 |
3.2.2 通信模块选型 |
3.2.3 RS-485 接口模块设计 |
3.3 路由器电路设计 |
3.4 USB接口设计 |
3.5 传感单元设计 |
3.6 系统电源模块设计 |
3.7 本章小结 |
4 系统的软件设计 |
4.1 系统软件设计概述 |
4.2 RS-485 通信协议设计 |
4.3 路由器网络路由表设计 |
4.4 上位机软件设计 |
4.5 本章小结 |
5 系统测试与分析 |
5.1 系统搭建 |
5.2 系统通信功能测试 |
5.3 总线网络实时性、确定性测试 |
5.4 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 论文工作总结 |
6.2 下一步工作建议与展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及所得的研究成果 |
致谢 |
(3)煤矿井下数字化水位测控系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景与意义 |
1.2 国内外相关研究现状 |
1.2.1 国外相关研究现状 |
1.2.2 国内相关研究现状 |
1.3 主要内容与章节安排 |
第二章 数字化水位测控系统总体方案设计 |
2.1 本章引言 |
2.2 数字化水位测控系统总体方案 |
2.2.1 数字化水位测控系统组成结构 |
2.2.2 数字化水位测控系统总体设计 |
2.3 数字化水位测控系统硬件设计方案 |
2.3.1 矿用高可靠水位传感器设计方案 |
2.3.2 数字化控制分站设计方案 |
2.4 数字化水位测控系统井下水位控制方案 |
2.4.1 煤矿井下水位控制结构 |
2.4.2 煤矿井下水位控制策略 |
2.5 数字化水位测控系统上位机软件设计方案 |
2.5.1 上位机监控系统架构设计 |
2.5.2 上位机监控系统操作流程设计 |
2.6 数字化水位测控系统通信方案 |
2.6.1 信息传输设计方案 |
2.6.2 数据协议转换设计方案 |
2.7 本章小结 |
第三章 矿用电容式水位传感器设计 |
3.1 本章引言 |
3.2 电容式水位传感器测量系统设计 |
3.2.1 电容式水位传感器硬件电路设计 |
3.2.2 电容式水位传感器软件设计 |
3.3 电容式水位传感器数字通信系统设计 |
3.3.1 电容式水位传感器RS-485 数据传输原理 |
3.3.2 电容式水位传感器RS-485 通信硬件电路设计 |
3.3.3 电容式水位传感器RS-485 通信软件设计 |
3.4 电容式水位传感器性能验证实验 |
3.4.1 电容式水位传感器测量性能验证实验 |
3.4.2 电容式水位传感器RS-485 通信性能验证实验 |
3.5 本章小结 |
第四章 数字化水位测控系统井下控制分站设计 |
4.1 本章引言 |
4.2 测控系统井下控制分站结构设计 |
4.2.1 井下控制分站硬件电路设计 |
4.2.2 井下控制分站软件设计 |
4.3 测控系统井下控制分站通信系统设计 |
4.3.1 井下控制分站CAN总线数据传输原理 |
4.3.2 井下控制分站CAN总线通信硬件电路设计 |
4.3.3 井下控制分站CAN总线通信软件设计 |
4.4 测控系统井下控制分站性能验证实验 |
4.4.1 井下控制分站控制性能验证实验 |
4.4.2 井下控制分站通信性能验证实验 |
4.5 本章小结 |
第五章 数字化水位上位机监控系统设计 |
5.1 本章引言 |
5.2 上位机与分站通信系统设计 |
5.2.1 Modbus TCP/IP数据传输原理 |
5.2.2 Modbus TCP/IP通信硬件电路设计 |
5.2.3 Modbus TCP/IP通信软件设计 |
5.3 水位测控系统上位机组态软件设计 |
5.3.1 上位机人机交互界面设计 |
5.3.2 上位机信息发布设计 |
5.3.3 上位机数据库查询设计 |
5.3.4 水位控制脚本算法设计 |
5.4 上位机性能验证实验 |
5.4.1 上位机与分站通信性能验证实验 |
5.4.2 测控系统运行性能验证实验 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(4)VideoLog井下测控系统研制(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国内研究现状 |
1.2.2 国外研究现状 |
1.3 本文研究内容及章节安排 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 论文章节安排 |
1.4 本章小结 |
第二章 系统总体设计方案 |
2.1 Videolog井下电视概述 |
2.1.1 井下电视结构介绍 |
2.1.2 高速遥传技术介绍 |
2.2 系统总体方案框架 |
2.3 系统硬件组网设计方案 |
2.3.1 上位机与主控制器组网方案 |
2.3.2 测控系统组网方案 |
2.4 系统软件设计方案 |
2.5 本章小结 |
第三章 系统硬件设计 |
3.1 测控系统硬件总体设计 |
3.2 主控制器硬件设计 |
3.3 测控模块硬件设计 |
3.3.1 测温模块硬件设计 |
3.3.2 测压模块硬件设计 |
3.3.3 调光控制模块硬件设计 |
3.3.4 云台硬件设计 |
3.4 电源模块硬件设计 |
3.5 本章小结 |
第四章 系统软件设计 |
4.1 系统软件总体设计方案介绍 |
4.2 上位机设计 |
4.3 串口透明传输建立 |
4.3.1 建立P2P通信 |
4.3.2 编码器程序设计 |
4.4 井下主控制器软件设计 |
4.4.1 通信控制 |
4.4.2 通信协议设计 |
4.5 测控模块软件设计 |
4.5.1 温度采集模块软件设计 |
4.5.2 测压模块件设计 |
4.5.3 调光控制模块软件设计 |
4.5.4 云台控制软件设计 |
4.6 本章小结 |
第五章 系统测试 |
5.1 串口透传测试 |
5.2 系统整体测试 |
5.2.1 测试系统搭建 |
5.2.2 云台控制调试 |
5.2.3 调光控制调试 |
5.2.4 温度压力精度测试 |
5.3 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间参加的科研情况及获得的学术成果 |
(5)智能发电运行控制中的通信测试技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 国内外研究现状及发展动态 |
1.3 论文研究内容及文章结构 |
第2章 Profibus现场总线概述 |
2.1 Profibus现场总线的构成、原理和特性 |
2.1.1 Profibus-DP |
2.1.2 Profibus-PA |
2.1.3 Profibus-FMS |
2.2 Profibus现场总线的通讯原理 |
2.3 Profibus现场总线的拓扑结构 |
2.4 Profibus现场总线的FDL数据传输服务 |
2.5 Profibus总线介质访问控制协议分析 |
2.6 本章小结 |
第3章 Profibus总线通信测试模型的建立与仿真 |
3.1 建模仿真工具Stateflow |
3.2 Profibus总线实时通信性能 |
3.3 评价Profibus总线通信性能的参数指标 |
3.4 仿真模型的建立 |
3.5 Profibus总线通信模型的测试与性能探究 |
3.6 本章小结 |
第4章 算法改进的Profibus总线通信测试模型建立与性能探究 |
4.1 实时调度算法理论研究 |
4.2 算法优化后的Profibus总线通信测试模型的建立 |
4.3 改进后的Profibus总线通信测试模型的验证与探究 |
4.4 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
(6)ITER静态磁场测试装置监测保护系统的设计(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题的背景 |
1.2 ITER静态磁场测试装置介绍 |
1.2.1 磁场线圈 |
1.2.2 可编程电源系统 |
1.2.3 内循环水冷系统 |
1.2.4 EUT遥操系统 |
1.2.5 监测保护系统 |
1.2.6 配电系统 |
1.2.7 受试设备 |
1.3 虚拟仪器技术概述 |
1.3.1 LabVIEW的组成 |
1.3.2 LabVIEW的优点 |
1.4 Modbus TCP通信概述 |
1.5 论文主要内容 |
第2章 监测保护系统的集成设计 |
2.1 系统功能 |
2.1.1 信号采集功能设计 |
2.1.2 远程控制功能设计 |
2.1.3 界面显示功能设计 |
2.1.4 安全保护功能设计 |
2.2 系统硬件结构设计 |
2.3 软件结构及功能模块设计 |
2.3.1 基于消息循环的生产者-消费者结构 |
2.3.2 软件结构主要循环 |
2.3.3 功能模块式设计 |
2.4 本章小结 |
第3章 监测保护系统的硬件设计 |
3.1 信号测量 |
3.1.1 电流及电压测量 |
3.1.2 水路信号测量 |
3.1.3 磁场线圈信号测量 |
3.2 信号的转换 |
3.2.1 4-20mA转0-10V模拟量信号电路设计 |
3.2.2 干节点输入转换24V电平信号电路设计 |
3.2.3 24V电平信号转化为干节点信号电路设计 |
3.3 现场系统控制器设备选型 |
3.3.1 CompcatRIO系统及硬件选型 |
3.3.2 PXIe系统及硬件选型 |
3.4 通信技术及设备介绍 |
3.4.1 光纤通信及信号延长器 |
3.4.2 以太网交换技术及局域网配置 |
3.5 本章小结 |
第4章 监测保护系统的软件实现 |
4.1 主要功能模块的实现 |
4.1.1 快速AI采集 |
4.1.2 慢速AI采集 |
4.1.3 冷却塔控制逻辑处理 |
4.1.4 水槽除冰控制逻辑处理 |
4.1.5 慢速AI逻辑处理 |
4.1.6 安全联锁处理 |
4.2 软件界面设计 |
4.3 本章小结 |
第5章 监测保护系统的功能测试 |
5.1 监测保护系统实验平台搭建 |
5.2 监测保护系统的功能验证 |
5.2.1 快速AI采集功能 |
5.2.2 慢速AI采集功能 |
5.2.3 DI/D0功能 |
5.3 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
(7)质子转移反应飞行时间质谱仪测控系统的设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 PTR-TOF-MS发展历程及应用 |
1.2.1 质子转移反应质谱发展历程 |
1.2.2 飞行时间质谱仪发展历程 |
1.2.3 PTR-TOF-MS应用 |
1.2.4 PTR-TOF-MS国内外研究现状 |
1.3 现代质谱仪测控系统研究现状 |
1.4 本文的主要研究内容 |
2 PTR-TOF-MS 技术原理及仪器组成 |
2.1 质谱仪基本原理 |
2.2 质子转移反应飞行时间质谱仪原理及结构 |
2.2.1 质子转移反应飞行时间质谱技术原理 |
2.2.2 质子转移反应飞行时间质谱仪结构 |
2.3 飞行时间质谱仪外围设备控制分析 |
2.3.1 仪器整体测控网络设计方案 |
2.3.2 控制需求分析 |
3 PTR-TOF-MS 测控系统电路设计 |
3.1 基于CAN总线的测控网络构建 |
3.1.1 CAN总线电路设计 |
3.2 主控制板电路设计 |
3.2.1 真空测控系统电路设计 |
3.2.2 以太网通信电路设计 |
3.3 飞行时间质量分析器高压程控电源设计 |
3.3.1 设计方案 |
3.3.2 高压程控电源电路设计 |
3.3.3 供电电源设计 |
3.4 离子传输区四极杆射频信号源设计 |
3.5 PCB设计要点及实物 |
4 测控系统嵌入式软件设计 |
4.1 主控制板测控系统软件设计 |
4.1.1 u C/OS-III的移植与应用 |
4.1.2 以太网通信软件设计 |
4.1.3 CAN总线通信软件设计 |
4.1.4 真空测控系统软件设计 |
4.2 高压直流电源测控软件设计 |
4.2.1 直流电压控制软件设计 |
4.2.2 直流电压检测软件设计 |
4.2.3 电源标定 |
4.3 DDS信号控制软件设计 |
5 系统测试 |
5.1 电信号测试 |
5.1.1 高压直流信号测试 |
5.1.2 射频信号源测试 |
5.2 仪器整体性能测试 |
5.2.1 仪器开启及工作环境设置 |
5.2.2 人体呼出气测试 |
6 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
硕士期间取得的研究成果 |
致谢 |
(8)电子设备及元器件自动测试与分拣教学平台设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究研究历史和现状 |
1.2.1 自动测试系统的历史和现状 |
1.2.2 分拣系统的历史和现状 |
1.2.3 教学平台发展现状 |
1.3 本文的主要工作和创新 |
1.4 本文结构安排 |
第二章 测试与分拣教学平台系统方案设计 |
2.1 教学平台总体需求设计 |
2.2 教学平台硬件架构设计 |
2.3 教学平台软件架构设计及实现技术 |
2.3.1 网络协议和Socket |
2.3.2 线程同步及线程安全 |
2.3.3 仪器平台架构 |
第三章 测试与分拣教学平台硬件系统设计 |
3.1 机械臂平台设计 |
3.1.1 六轴机械臂系统 |
3.1.2 机械臂平台I/O组件设计 |
3.2 测试适配连接设计 |
3.3 转接板设计 |
3.3.1 信号通路及交互 |
3.3.2 FPGA及外围组件 |
3.3.3 阻抗匹配设计 |
3.4 适配板和适配器设计 |
3.5 平台仪器选型 |
第四章 测试与分拣教学平台软件系统设计 |
4.1 上位机平台设计 |
4.1.1 通用测试方案 |
4.1.2 上位机面板设计 |
4.1.3 通信方案设计 |
4.1.4 仪器平台程控设计 |
4.2 机械臂平台控制软件系统设计 |
4.2.1 机械臂平台架构 |
4.2.2 机械臂运动控制设计 |
4.2.3 机械臂I/O控制设计 |
4.3 现场控制平台设计 |
4.3.1 现场控制平台总体设计 |
4.3.2 通信和控制功能设计 |
4.3.3 时钟网络的设计与实现 |
第五章 教学平台的实验案例设计与验证 |
5.1 分立器件测试案例 |
5.2 组件模块测试案例 |
5.3 集成电路测试案例 |
5.4 电子设备整机测试案例 |
第六章 总结与展望 |
致谢 |
参考文献 |
(9)面向飞机装配生产的自动控制柔性工装系统设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源与研究背景 |
1.2 研究目的和意义 |
1.3 柔性工装技术国内外发展现状 |
1.4 论文主要研究内容与结构 |
第二章 相关理论与技术 |
2.1 PLC控制技术 |
2.2 柔性装配技术 |
2.3 ETHERCAT现场总线技术 |
2.4 伺服运动控制技术 |
2.5 TWINCAT2软件 |
2.6 本章小结 |
第三章 柔性工装系统需求分析 |
3.1 柔性工装系统功能需求 |
3.2 柔性工装系统指标要求 |
3.2.1 环境条件要求 |
3.2.2 技术指标要求 |
3.3 本章小结 |
第四章 柔性工装系统总体设计 |
4.1 系统架构设计 |
4.2 硬件方案设计 |
4.3 软件方案设计 |
4.4 本章小结 |
第五章 柔性工装系统详细设计与实现 |
5.1 硬件方案详细设计 |
5.2 上位机软件设计与实现 |
5.2.1 账户管理模块设计 |
5.2.2 系统初始化流程设计 |
5.2.3 手动模块设计 |
5.2.4 自动模块设计 |
5.2.5 单轴手动模块设计 |
5.3 下位机软件设计与实现 |
5.3.1 PLC测控梯形图与功能块程序设计 |
5.3.2 主模块程序设计与实现 |
5.3.3 子模块程序设计与实现 |
5.4 数据通信模块的设计与实现 |
5.4.1 数据通信协议设计 |
5.4.2 通信协议封装和解析流程设计 |
5.5 本章小结 |
第六章 工装系统测试 |
6.1 系统测试准备 |
6.1.1 达标要求 |
6.1.2 调试方法 |
6.2 功能测试 |
6.2.1 测试背景 |
6.2.2 用户管理模块测试 |
6.2.3 运动控制模块测试 |
6.2.4 系统报警模块测试 |
6.2.5 定位器定位精度检测 |
6.3 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
(10)基于边缘计算的鲁棒控制方法研究与实现(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究工作的背景与意义 |
1.2 国内外研究历史与现状 |
1.2.1 工业物联网和边缘计算发展现状 |
1.2.2 鲁棒和最优控制研究历史和新进展 |
1.3 本文的主要工作 |
1.4 本论文的结构安排 |
第二章 相关理论 |
2.1 强化学习相关理论 |
2.1.1 策略迭代和价值迭代 |
2.1.2 时序差分(Temporal-Difference)学习方法 |
2.2 鲁棒控制相关理论 |
2.2.1 最优控制方法 |
2.2.2 鲁棒H_∞控制 |
2.2.3 基于强化学习的鲁棒控制求解算法 |
第三章 工业MIMO温度场鲁棒控制方法研究 |
3.1 MIMO温度场系统分析 |
3.1.1 温度场系统结构 |
3.1.2 温度场控制目标 |
3.1.3 MIMO温度场系统建模 |
3.2 鲁棒控制器设计 |
3.2.1 鲁棒温度场控制器设计 |
3.2.2 近似价值函数 |
3.2.3 Q-学习算法求解鲁棒热源增益 |
3.3 本章小结 |
第四章 边缘计算下的阵列式温度场控制策略实现 |
4.1 边缘计算下的阵列式温度场控制结构 |
4.1.1 边缘计算分层控制 |
4.1.2 阵列式温度场控制结构 |
4.2 过程控制流程设计 |
4.3 实时传感数据预处理方法 |
4.3.1 异常数据处理 |
4.3.2 均值滤波处理 |
4.4 周期计算和热源控制方法 |
4.4.1 周期计算和控制策略 |
4.4.2 控制策略切换 |
4.5 本章小结 |
第五章 基于边缘计算的控制系统软硬件设计与实现 |
5.1 系统构成设计 |
5.2 边缘控制器设计 |
5.2.1 边缘控制器硬件设计 |
5.2.2 边缘控制器软件设计 |
5.3 边缘微服务器设计 |
5.3.1 边-边实时通信设计 |
5.3.2 边缘数据缓存机制 |
5.3.3 边-云通信通道和协议 |
5.4 面向MCU的边缘控制逻辑语言 |
5.4.1 语言设计 |
5.4.2 解释器和执行器 |
5.4.3 虚拟执行环境 |
5.4.4 温度场系统工艺示例 |
5.5 本章小结 |
第六章 测试与实验 |
6.1 硬件环境搭建 |
6.2 温度场鲁棒控制算法模拟和测试 |
6.3 本章小结 |
第七章 全文总结与展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 后续工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
四、现场总线及其在工业测控领域中的应用(论文参考文献)
- [1]具有可视化功能的远程监测与控制终端设计[D]. 张其宝. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]大规模传感阵列数据传输系统设计[D]. 姜思如. 中北大学, 2021(09)
- [3]煤矿井下数字化水位测控系统研究[D]. 徐晓天. 太原理工大学, 2021(01)
- [4]VideoLog井下测控系统研制[D]. 方履宽. 西安石油大学, 2021(09)
- [5]智能发电运行控制中的通信测试技术研究[D]. 操博. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [6]ITER静态磁场测试装置监测保护系统的设计[D]. 潘咪. 中国科学技术大学, 2021(08)
- [7]质子转移反应飞行时间质谱仪测控系统的设计与实现[D]. 付玉. 四川大学, 2021
- [8]电子设备及元器件自动测试与分拣教学平台设计与实现[D]. 陈延旭. 电子科技大学, 2021(01)
- [9]面向飞机装配生产的自动控制柔性工装系统设计与实现[D]. 李帅. 电子科技大学, 2021(01)
- [10]基于边缘计算的鲁棒控制方法研究与实现[D]. 高家骐. 电子科技大学, 2021(01)