大型試驗(yàn)水池集控系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、本論文是結(jié)合科研項(xiàng)目進(jìn)行的,主要對(duì)大型試驗(yàn)水池集控系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究:由于水池試驗(yàn)耗費(fèi)大、試驗(yàn)過程復(fù)雜、試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)潮濕、電磁干擾嚴(yán)重等問題的存在,性能良好的、能確保試驗(yàn)無故障順利進(jìn)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(jì)方法的基礎(chǔ)上,提出了具有高可靠性、較短響應(yīng)時(shí)間、多重冗余操作手段、通用的軟硬件接口、通用的擴(kuò)展接口的大型試驗(yàn)水池集控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。
　　 首先,提出了大型試驗(yàn)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(jì)方案。在總結(jié)了國(guó)內(nèi)外大量研究成果的基礎(chǔ)上,分析了試驗(yàn)水池的基本功能以及系統(tǒng)對(duì)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(shí)際控制功能,降低了系統(tǒng)失效的風(fēng)險(xiǎn)。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(qiáng)的交換式雙環(huán)冗余通信網(wǎng)絡(luò)。分析了水池試驗(yàn)對(duì)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?fù)浣Y(jié)構(gòu),比較了幾種常見冗余網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的容錯(cuò)能力。設(shè)計(jì)了基于PROF

3、INET組件自動(dòng)化技術(shù)的模塊化的軟件接口,進(jìn)行了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的軟件和硬件設(shè)計(jì),分析了通信系統(tǒng)的擴(kuò)展能力和故障診斷能力?；赑ROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)控制層通信系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì),分析了擴(kuò)展能力和故障診斷能力。分析了網(wǎng)絡(luò)延遲對(duì)系統(tǒng)的影響,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)同步時(shí)鐘系統(tǒng)。
　　 然后,進(jìn)行了大型試驗(yàn)水池集控系統(tǒng)總體的可靠性設(shè)計(jì),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(jìn)行了可靠性設(shè)計(jì),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(yùn)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(jì)了大型試驗(yàn)水池集控系統(tǒng)主監(jiān)控室的人機(jī)交互系統(tǒng),建立了主監(jiān)控界面、報(bào)警界面、數(shù)據(jù)保存系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)過程的監(jiān)視和控制。設(shè)計(jì)了各子控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)人機(jī)接口,使得在現(xiàn)場(chǎng)也可以對(duì)本部分的試驗(yàn)過程進(jìn)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(jī)制,建立了大型試驗(yàn)水池集控系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的模型,驗(yàn)證了通