大型試驗水池集控系統(tǒng)設(shè)計研究.pdf

1、本論文是結(jié)合科研項目進行的,主要對大型試驗水池集控系統(tǒng)進行了設(shè)計研究:由于水池試驗耗費大、試驗過程復雜、試驗現(xiàn)場潮濕、電磁干擾嚴重等問題的存在,性能良好的、能確保試驗無故障順利進行的監(jiān)控系統(tǒng)具有非常重要的意義。本文在研究了分布式控制系統(tǒng)設(shè)計方法的基礎(chǔ)上,提出了具有高可靠性、較短響應時間、多重冗余操作手段、通用的軟硬件接口、通用的擴展接口的大型試驗水池集控系統(tǒng)設(shè)計方案。
　　 首先,提出了大型試驗水池集控系統(tǒng)基于分布式控制系統(tǒng)理論

2、的總體設(shè)計方案。在總結(jié)了國內(nèi)外大量研究成果的基礎(chǔ)上,分析了試驗水池的基本功能以及系統(tǒng)對可靠性和電磁兼容等方面的要求。集中了管理控制功能,分散了采集和實際控制功能,降低了系統(tǒng)失效的風險。并且分析了子系統(tǒng)功能和通信數(shù)據(jù)量。
　　 其次,構(gòu)建了具有高可靠、高速、全雙工、抗干擾能力強的交換式雙環(huán)冗余通信網(wǎng)絡(luò)。分析了水池試驗對于通信系統(tǒng)的要求,比較了常用控制網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議和拓撲結(jié)構(gòu),比較了幾種常見冗余網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的容錯能力。設(shè)計了基于PROF

3、INET組件自動化技術(shù)的模塊化的軟件接口,進行了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的軟件和硬件設(shè)計,分析了通信系統(tǒng)的擴展能力和故障診斷能力?；赑ROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)進行了現(xiàn)場控制層通信系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計,分析了擴展能力和故障診斷能力。分析了網(wǎng)絡(luò)延遲對系統(tǒng)的影響,設(shè)計了系統(tǒng)同步時鐘系統(tǒng)。
　　 然后,進行了大型試驗水池集控系統(tǒng)總體的可靠性設(shè)計,利用冗余技術(shù)的原理和方法在可操作層面、器件層面和軟件層面進行了可靠性設(shè)計,使系統(tǒng)具有多重冗余的操作方式,高可

4、靠性的數(shù)據(jù)采集和控制器件,運行穩(wěn)定的軟件系統(tǒng)。利用故障樹分析法研究了系統(tǒng)的故障模式,建立了系統(tǒng)的故障樹模型。
　　 設(shè)計了大型試驗水池集控系統(tǒng)主監(jiān)控室的人機交互系統(tǒng),建立了主監(jiān)控界面、報警界面、數(shù)據(jù)保存系統(tǒng),實現(xiàn)對試驗過程的監(jiān)視和控制。設(shè)計了各子控制系統(tǒng)的現(xiàn)場人機接口,使得在現(xiàn)場也可以對本部分的試驗過程進行監(jiān)視和控制。
　　 最后,分析了Opnet網(wǎng)絡(luò)仿真軟件的建模機制,建立了大型試驗水池集控系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的模型,驗證了通