基于pxi总线a-3装置测控系统的设计与实现

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1、天津大学硕士学位论文第一章绪论1．1研制背景第一章绪论某装备是国家重点型号项目，它是由多个分系统组成的，其中A．3装置是该型号项目的核心组成部分。该装置结构复杂，涉及到光、机、电、化学等技术，测量控制系统是该装置研制任务中不可或缺的一部分。作为型号装备，要求研制的测控系统除了要具有保证该装置正常运行所需的基本测量控制功能外，还要能够满足整个装备系统对该装置提出的“五性三化"要求。1．2系统基本工作过程A-3装置是一种载车安装的燃烧反应驱动型系统。该装置以间歇短时间方式运行，正常启动运行时，测量控制系统要控制5种原料气体以设定好的流量和一定的时序快速

2、注入该装置，并在燃烧室内及时点火引发燃烧反应，经过一系列的化学反应后，最终产生所需能量的输出。该装置在短短的数秒运行过程中包含了一系列的物理和化学反应过程，为了在这么短的运行时间内能够全面地诊断该装置的运行状况，测控系统还需对该装置各路原料气体的实际流量以及装置上各布测点的压力、温度等信号进行测量，最后将采集的数据进行计算处理，供操作人员诊断该装置的运行状况，及时发现和排除故障，保证该装置稳定、可靠地运行。1．3本文完成的主要工作本文根据A-3装置的实际运行特点，并结合型号任务对“五性三化’’提出的要求，采用标准化、开放性和面向未来技术的工业标准测

3、试平台设计研制了一套基于PXI平台的测控系统。本文作者的主要工作如下：(1)查阅了计算机控制系统以及计算机总线的相关文献，分析了采用基于PC-base的PXI总线计算机测试系统的优点。(2)根据系统的使用要求及装置的特点，进行了测控系统的总体设计。(3)完成了PXI平台和I／O功能卡选型；运用模块化和标准化技术设计了使用灵活的信号转接箱，在系统安全性和可靠性设计上采取了一系列措施。天津大学硕士学位论文第一章绪论(4)在软件设计中，研究了所使用的I／O功能卡的软件接口；根据装置运行需求，采用VC++编程语言设计了功能齐全、操作简便的测控程序；并采用多

4、线程等技术，实现了本系统所需的多项测控流程。天津大学硕士学位论文第二章需求分析及总体方案设计2．1需求分析2．1．1系统功能第二章需求分析及总体方案设计为了满足该装置的正常运行，测量控制系统应具备以下基本功能：(1)控制原料气的进气时序及流量，使该装置所需的各种原料气体以一定的设定流量和时序快速注入，并在燃烧室内及时点火引发燃烧反应；(2)采集该装置运行时各布测点的压力及温度信号，并对数据进行计算和处理，为诊断该装置的运行状况提供依据，保证该装置的稳定、可靠运行；(3)对该装置的运行状态进行实时监控，以便对系统内外的异常状况作出应急处理，为设备的安

5、全提供保证；并能够与指控及其它分系统进行状态实时交换，保证整个装备系统的各分系统运行的相互协调和配合。2．1．2设计参数根据以上功能需求，为了达到对该装置的测量和控制，测控系统的基本设计参数如下：(1)信号采集通道：96(4-20mA或o_5V)信号采集速率>500Hz／ch·s，测量精度≤0．5％；(2)控制通道：32通道开关量控制，触点容量250VAC1A；(3)数字量输入通道：8通道TTL和DC24V兼容信号；(4)数字量输出通道：8通道TTL和DC24v兼容信号；(5)网络接口：1路以太网2．2系统总体方案设计2．2．1计算机控制系统的发展

6、概况随着世界上第一台电子计算机于1946年在美国宾西法尼业大学研制成功，特别是1971年微型机出现以来，计算机以其高精度、大存储量、速度快以及具有逻辑判断的功能等优势，在工业生产、过程控制、国防建设及科学研究等领域天津大学硕士学位论文第二章需求分析及总体方案设计得到越来越广泛的应用。对于计算机控制系统来说，1969年问世的PLC和1975年问世的DCS是两类影响最为深远的计算机控制系统。PLC的问世取代了继电器之类的器件，实现了开关量的连锁控制、程序控制；DCS的问世取代了显示表、调节器之类的仪表，实现了模拟量的指示、记录和PID调节等功能。20世

7、纪80年代末期，随着计算机技术、通信技术、集成电路技术、智能传感技术的发展而出现的现场总线控制系统(FieldbusControlSystem,FCS)改变了原有控制系统的结构，使控制系统由封闭向开放走出了重要的一步。20世纪90年代中期，以PC为基础的控制系统(PC-baseControlSystem，PCBCS)的出现，使其成为工业自动化领域最具发展潜力的新技术。因此，DCS、PLC、FCS、PCBCS并称为四大计算机过程控制系统。(1)集散控制系统(DcS)计算机集散控制系统也称为分布式计算机控制系统，简称为集散控制系统(DCS-Distri

8、butedControlSystem)，其本质是集中管理分散控制。适用于复杂的大型工业过程控制等领域。(2)可编程序控制器