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数据共享在监控系统中的研究与应用

2020-12-11阅读(376)

数据共享在监控系统中的研究与应用

论文摘要

目前,数据共享技术在应用与实现上还面临着许多问题,在接口形式和扩展性等方面仍存在不足,基于此,本文主要研究了面向服务的数据共享技术,并最终将其在监控系统中实现了应用。本文首先分析了现有的数据交换与共享模型的特点及存在的不足,提出了面向服务的数据交换与共享模型的概念。针对工业控制领域,将数据共享网络构架分为分散过程控制层、集中操作监控层、综合信息管理层三层,并对各个层次的功能定位和层间关系进行了分析和描述,在此基础上,对数据采集系统进行了分析和设计。之后深入的研究了OPC技术在数据共享中的应用,从OPC技术的基本结构、数据存取规范、接口描述到数据访问的实现等方面进行了讨论。最后,本文将研究成果应用于发电机监控系统试验台上,实践表明,采用本文提出的基于OPC技术的面向服务数据共享模型,通过采用分层结构,对提高数据共享环境的易用性、可管理性和可扩展性,降低共享实施成本等方面具有明显改善作用。本文创新点主要有以下几个内容：（1）针对现有的数据共享模型存在的不足,采用了面向服务的数据共享模型,并将OPC技术在发电机监控系统试验台中得到了实际应用,证明了其在可扩展性、实时性等方面的优点。（2）通过LabVIEW的DataSocket模块实现了客户机与不同的OPC服务器的本地、远程的数据交换与共享,充分证明了面向服务模型的数据共享系统的可扩展性和稳定性。（3）采用主从站结构,直接在上位机建立OPC服务器,通过PROFIBUS-DP通讯,实现对变频器的监控。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 第1章 绪论
  • 1.1 数据共享技术
  • 1.2 数据共享的意义
  • 1.3 数据共享技术的应用
  • 1.4 数据共享技术的发展现状及趋势
  • 1.5 本文的主要研究工作
  • 第2章 面向服务的数据交换与共享模型
  • 2.1 现有的数据交换与共享模型及其特点
  • 2.1.1 基于文件的数据交换与共享模型
  • 2.1.2 基于消息的数据交换与共享模型
  • 2.1.3 基于数据库的数据交换与共享模型
  • 2.1.4 现有数据交换与共享模型存在的问题
  • 2.2 面向服务的基本概念
  • 2.2.1 面向服务架构的定义
  • 2.2.2 面向服务架构的基本特征
  • 2.2.3 面向服务架构的优点
  • 2.3 面向服务的数据交换与共享模型设计
  • 2.4 本章小结
  • 第3章 监控系统数据共享网络架构的设计
  • 3.1 监控系统结构设计中常见的缺陷
  • 3.2 系统设计遵循的原则
  • 3.3 监控系统网络架构的设计
  • 3.3.1 分散过程控制层
  • 3.3.2 集中操作监控层
  • 3.3.3 综合信息管理层
  • 3.4 监控系统中应用数据共享技术的优点
  • 3.5 本章小结
  • 第4章 数据采集子系统的设计
  • 4.1 实时数据采集子系统的总体设计
  • 4.2 LabVIEW软件的介绍
  • 4.3 工控机及通讯接口技术
  • 4.3.1 工控机的基本组成及特点
  • 4.3.2 PXI总线
  • 4.3.3 数据采集板卡
  • 4.4 RS485串行通讯
  • 4.5 SIMATIC NET软件
  • 4.6 工业以太网
  • 4.6.1 工业以太网的简介
  • 4.6.2 以太网进入工控领域的优点
  • 4.7 PROFIBUS-DP通讯
  • 4.8 本章小结
  • 第5章 OPC技术在数据共享中的研究与应用
  • 5.1 OPC技术
  • 5.1.1 OPC规范
  • 5.1.2 OPC数据存取规范的基本对象
  • 5.1.3 OPC对象及接口描述
  • 5.1.4 OPC的基本结构
  • 5.1.5 OPC数据访问的实现
  • 5.2 OPC技术在监控系统中应用的实现过程
  • 5.3 OPC技术在数据采集系统中的应用
  • 5.3.1 LabVIEW中DataSocket通信模块
  • 5.3.2 DataSocket与第三方OPC服务器本地数据交换与共享
  • 5.4 OPC技术在数据共享系统中的应用
  • 5.4.1 DataSocket与WinCC中OPC服务器远程数据交换与共享
  • 5.4.2 WinCC之间通过OPC技术实现远程数据交换与共享
  • 5.5 本章小结
  • 第6章 数据共享在发电机试验台上的应用与实现
  • 6.1 发电机试验台机械结构设计
  • 6.2 发电机试验台实验项目及待采集数据
  • 6.2.1 发电机试验台的实验项目
  • 6.2.2 发电机试验台采集数据
  • 6.3 发电机试验台系统监控界面的设计
  • 6.3.1 WinCC中监控画面的设计
  • 6.3.2 LabVIEW中控制画面的设计
  • 6.4 系统测试效果展示
  • 6.4.1 WinCC监控画面效果展示
  • 6.4.2 LabVIEW监控画面效果展示
  • 6.5 本章小结
  • 第7章 总结与展望
  • 7.1 本文工作总结
  • 7.2 今后工作展望
  • 参考文献
  • 致谢

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