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盾构掘进试验平台监控系统的开发与应用

作　者: 吴润华
导　师: 马旭东
学　校: 东南大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 分布式控制系统 组态软件 组态王 数据采集系统 盾构
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要


盾构机和盾构施工法在现代城市与交通建设中发挥着日益重要的作用,大型盾构机的国产化及其掘进控制系统的优化需要良好的试验平台。论文结合国内最大的盾构掘进试验平台的开发和应用,系统全面地研究了基于分布式控制系统技术的监控系统开发实现和应用技术。盾构掘进试验平台测控系统采用两级分布式结构,底层主要由基于CC-LINK网络和PLC的盾构控制系统与以DataTaker数据采集器为核心的试验土箱数据采集系统组成,它们与两台上位工业PC机共同构成试验监控系统。论文首先介绍了分布式控制系统的工作原理、特点与技术发展,分析了监控组态软件的工作流程与特点,同时论述了基于组态王的监控组态软件二次开发的基本原则与开发过程。结合盾构掘进试验的应用需求,分析提出了系统结构和软硬件设计方案。文中重点论述了实验土箱数据采集系统的基本原理、设计方法、系统硬件构成以及数据采集器的通信接口设计,详细给出了Windows环境下DataTaker组态王驱动程序的开发实现,并结合土箱土工数据信息的存储记录、分析要求和盾构试验操作控制要求,设计了人机操作界面和数据管理画面,完成了多种试验数据组合和处理以及用户权限管理系统与报警系统。最后论述了盾构掘进试验平台监控系统的调试过程、评价了监控系统实际应用效果并给出了改进建议。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
绪论  8-10
第一章 DCS 与 SCADA 组态软件  10-20
  1.1 分布式控制系统  10-13
    1.1.1 分布式控制系统的概念  10-11
    1.1.2 分布式控制系统的特点  11-12
    1.1.3 分布式控制系统的发展  12-13
  1.2 SCADA 组态软件  13-18
    1.2.1 SCADA 组态软件的概念与其数据处理流程  13-14
    1.2.2 组态软件的特点  14-15
    1.2.3 组态软件－组态王(KingView)  15-18
  1.3 监控软件设计开发  18-20
    1.3.1 监控软件设计标准  18-19
    1.3.2 监控软件开发过程  19-20
第二章 盾构掘进试验平台与监控系统设计  20-32
  2.1 盾构法施工与盾构掘进机  20-24
    2.1.1 盾构法隧道施工  20-21
    2.1.2 盾构的分类  21-22
    2.1.3 盾构的选型  22-24
  2.2 盾构掘进试验平台  24-26
    2.2.1 盾构机系统  24-25
    2.2.2 试验土箱系统  25-26
  2.3 试验平台监控系统方案  26-32
    2.3.1 试验平台监控系统需求分析  26-28
    2.3.2 试验平台监控系统方案  28-32
第三章 试验平台监控软件的二次开发  32-42
  3.1 基于组态王的监控软件开发  32
  3.2 试验平台监控系统的人机界面设计  32-35
  3.3 盾构机与试验土箱的数据模型  35-37
  3.4 试验平台监控系统的数据存储与显示  37-39
    3.4.1 试验数据的数据库存储  37-38
    3.4.2 实时数据和历史数据的显示  38-39
  3.5 试验平台监控系统的安全管理与双机同步  39-42
    3.5.1 用户权限管理实现  40
    3.5.2 报警系统实现  40-41
    3.5.3 数据获取与使用安全实现  41
    3.5.4 双机同步的实现  41-42
第四章 试验土箱数据采集系统设计与实现  42-71
  4.1 数据采集系统设计  42-44
    4.1.1 数据采集系统设计步骤  42
    4.1.2 数据采集系统方案选择  42-44
  4.2 试验土箱数据采集系统设计  44-45
    4.2.1 试验土箱数据采集系统设计要求  44
    4.2.2 试验土箱数据采集系统实现方案  44-45
  4.3 试验土箱数据采集系统硬件  45-52
    4.3.1 土工传感器  46-49
    4.3.2 数据采集器DataTaker DT615  49-52
  4.4 试验土箱数据采集系统接口软件  52-67
    4.4.1 组态王设备驱动  52-53
    4.4.2 组态王驱动开发包  53-56
    4.4.3 DataTaker 通信接口  56-60
    4.4.4 数据采集系统接口程序实现  60-67
  4.5 试验土箱数据采集系统组态画面设计  67-71
第五章 盾构掘进试验平台监控系统的应用与改进  71-75
  5.1 监控系统的调试  71-72
  5.2 监控组态软件的应用与效果  72-73
  5.3 监控组态软件的改进  73-75
结束语  75-76
致谢  76-77
参考文献  77-78
附录一 作者硕士期间发表论文  78-79
附录二 监控组态软件典型画面  79-83
附录三 试验现场图片  83-84

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 监视、报警、故障诊断系统
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