论文题目: 基于OPC技术的工业控制系统的研究与开发
论文类型: 硕士论文
论文专业: 控制理论与控制工程
作者: 罗刚
导师: 张湜
关键词: 先进控制,软测量,数据预处理,实时故障诊断专家系统
文献来源: 南京工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着控制技术、计算机技术、网络通讯技术的发展,自动化系统对大范围信息共享的需求越来越迫切,因而对工业控制系统的开放性提出了越来越高的要求。而工业界所广泛使用的传统的DCS 等类系统由于采用自定义的专用网络和协议,没有统一的接口标准,难以与其他厂家的系统或仪表互连、互操作。各家自成体系,所形成的“信息孤岛”难以与外界交换数据。OPC 是在微软的协助下,由世界上领先的跨国自动化公司和软硬件供应商合作开发的一套工业接口标准,为不同厂商生产的软硬件提供系统集成与数据交换的途径,为现场设备、自动控制应用和企业管理应用之间提供高度的互操作性。本文以某石化企业的丁二烯生产装置为背景,基于OPC 技术开发了一系列的软件,其中包括OPC 客户软件、数据采集程序、数据预处理程序、基于软测量的先进控制软件、实时故障诊断专家系统。这些软件的实现为充分发挥原有DCS 装置的强大集成控制功能奠定了良好的基础。本文主要内容如下: 第1 章绪论中首先介绍了OPC 技术的总体情况,然后对后面章节涉及到的先进控制、数据预处理、故障诊断技术作了简要的介绍,最后介绍了论文的主要工作。第2 章对OPC 接口对象模型、数据访问规范进行了系统的研究。根据数据访问自动化接口规范,给出了通用OPC 客户程序的主要实现方法和步骤,并运用Visual Basic 语言实现了该OPC 客户程序。第3 章针对某石化企业丁二烯装置的精馏工段中组分浓度的控制难题,设计了基于软测量技术的先进控制方案,提出了基于OPC 技术的先进控制实现方法。对控制系统进行改造,并编制了数据采集程序、数据预处理程序和软测量仪表程序,通过对DCS 中控制策略的重新组态,对先进控制方法加以工程实施,并投入实际运行。第4 章研究了基于OPC 技术的实时监控技术和专家系统在故障诊断中的应用。根据丁二烯生产装置的工艺要求和领域专家的经验,建立了专家系统的知识库,设计了推理机;并使用Visual Basic 语言和Access 数据库开发了基于OPC的实时故障诊断专家系统。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 OPC 技术
1.1.1 OPC 的开发背景
1.1.2 OPC 的发展
1.1.3 OPC 与DDE 的比较
1.1.4 OPC 带来的好处
1.1.5 OPC 适用的场合
1.1.6 OPC 的应用情况
1.2 先进过程控制技术
1.3 数据预处理技术
1.4 故障诊断技术
1.5 本文主要内容
第2章 OPC 客户程序的设计与开发
2.1 引言
2.2 OPC 的接口对象
2.3 OPC 数据访问自动化接口规范
2.4 OPC 客户程序的设计
2.4.1 安装注册自动化接口动态链接库
2.4.2 封装OPC 接口对象
2.4.3 列出OPC 服务器
2.4.4 连接OPC 服务器
2.4.5 建立OPC 组
2.4.6 添加OPC 项
2.4.7 数据访问
2.4.8 断开连接
2.5 运行环境的设置
2.5.1 添加OPC 专用用户
2.5.2 分布式COM 安全机制的设置
2.5.3 OPC 服务器计算机的设置
2.5.4 OPC 客户程序计算机的设置
2.6 本章小结
第3章 基于 OPC 技术的先进控制的研究与应用
3.1 引言
3.2 研究背景简介
3.2.1 丁二烯生产工艺
3.2.2 DeltaV DCS 系统
3.2.3 精馏塔物料组分浓度的检测与控制
3.3 基于OPC 技术的先进控制方案
3.3.1 先进控制方案的提出
3.3.2 软测量模型的建立
3.3.3 先进控制方案的实施
3.4 控制系统软硬件的升级
3.5 数据采集系统的实现
3.5.1 原有数据采集系统
3.5.2 基于OPC 的数据采集系统
3.5.3 基于OPC 的数据采集系统的软件实现
3.6 数据预处理
3.6.1 历史数据的离线处理
3.6.2 实时数据的在线处理
3.6.3 DeltaV 中的数据滤波功能块
3.7 软测量仪表的工程实现
3.7.1 模型运算模块的实现
3.7.2 模型校正模块的实现
3.8 先进控制系统在DeltaV 上的实现
3.9 本章小结
第4章 基于 OPC 技术的实时故障诊断专家系统的设计
4.1 引言
4.2 实时故障诊断专家系统及其基本结构
4.3 实时故障诊断专家系统的实现
4.3.1 故障诊断系统与DCS 接口的实现
4.3.2 知识库的开发
4.3.3 推理机的设计
4.4 本章小结
第5章 结束语
参考文献
攻读学位期间成果
致谢
发布时间: 2005-10-13
参考文献
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