基于嵌入式技术的热工过程控制器运行组态研究

论文摘要

目前,大多数DCS(Distribute Control System)产品,在监控层和现场控制层之间进行D/A 或A/D 转换时,仍在过程控制级完成,使得DCS 的造价比较高。而且,控制功能模块不能完全下载到现场设备中,不仅有碍于实现全分布式的控制目标,也使得用户在选型和扩展时比较被动。本文研究了集散控制系统的特点,并指出了传统DCS 存在的弊端与不足,就当今比较流行的FCS(Fieldbus Control System)存在的优势进行简单概括,并与DCS进行了比较,进而提出在监控层与现场控制层之间采用具有实时功能且具有通用标准的以太网,使控制更加的分散化。重点分析和阐述了在现场控制器中采用的嵌入式技术和控制组态,以及控制器中控制功能组态的运行。给出了控制系统组态文件结构设计和组态软件实现;建立Client/Server 网络通信;最后将运行组态应用程序在Windows 下仿真运行,以验证其可行性。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 课题研究的背景
• 1.1.1 集散控制系统的结构和特点
• 1.1.2 传统的DCS与现场总线技术
• 1.1.3 工业以态网的发展及现状
• 1.1.4 嵌入式技术的发展和国内外研究动向
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.3 本文所做的工作
• 1.3.1 目的与意义
• 1.3.2 研究的主要内容和重点
• 第二章 嵌入式操作系统理论及设计
• 2.1 嵌入式系统概述
• 2.1.1 嵌入式系统概念
• 2.1.2 嵌入式系统组成
• 2.2 嵌入式操作系统基本理论
• 2.2.1 嵌入式操作系统概念
• 2.2.2 嵌入式操作系统种类
• 2.2.3 使用实时嵌入式操作系统的必要性
• 2.2.4 嵌入式实时操作系统结构组成
• 2.3 嵌入式操作系统的设计
• 2.3.1 嵌入式系统的设计方法
• 2.3.2 嵌入式操作系统的选择
• 第三章 控制系统组态原理
• 3.1 组态
• 3.2 组态软件
• 3.2.1 组态软件的产生和发展
• 3.2.2 组态软件的体系结构
• 3.2.3 组态软件的功能
• 3.3 控制组态及设计方法
• 3.3.1 控制组态原理
• 3.3.2 控制算法组态
• 3.3.3 几种控制算法组态及其比较
• 3.4 本设计中组态文本的形成
• 3.4.1 组态文本形成的过程
• 3.4.2 组态文本的格式
• 第四章 控制器运行组态软件设计
• 4.1 μC/OS-Ⅱ调度实现
• 4.1.1 任务创建
• 4.1.2 任务切换
• 4.2 组态文本运行设计
• 4.2.1 文本识别
• 4.2.2 模块链表生成
• 4.2.3 建立连接关系
• 4.2.4 运行链表
• 4.3 建立网络通信
• 4.3.1 服务器端
• 4.3.2 客户端
• 4.3.3 客户服务器建立通信过程
• 第五章 控制器组态在Windows下仿真运行
• 5.1 仿真实例一
• 5.1.1 组态文本
• 5.1.2 设置参数
• 5.1.3 运行结果
• 5.2 仿真实例二
• 5.2.1 组态文本
• 5.2.2 设置参数
• 5.2.3 运行结果
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况