一、现场总线控制系统中的智能传感器（论文文献综述）
戎思阳[1]（2020）在《矿井多水仓智能化排水监测监控系统的开发与应用》文中认为本课题来源于山西省晋煤集团重大科技开发计划项目“矿井自动排水系统的建立”（项目编号:20180425-2）,是针对矿井排水系统自动化、智能化管控水平低、故障率高以及运维工作量大,难以实现“无人或少人值守”化运行等问题提出的。因此,研发一套适用于不同水平面矿井集中水仓的智能化排水监测监控系统,对提高矿井排水系统智能化运维水平,实现排水系统“无人或少人值守”,提高煤矿生产效率和安全效益具有非常重要的现实意义。本文以晋煤集团长平矿中央和盘区集中水仓为研究对象,提出了基于监测参数的控制策略,设计了抽真空管路改造方案和系统软硬件方案,开发了一套适用于不同水平面矿井集中水仓的智能化排水监测监控系统,具体研究内容如下:在全面掌握国内外相关技术现状和发展趋势的基础上,结合长平矿各水仓当前的硬件配置及设备布局,制定了抽真空管路改造方案,设计了智能化排水系统的软硬件方案,提出了基于电流参数的离心泵是否正常启动的诊断策略和基于多点液位和运行时间的排水机组的智能管控策略,为实现矿井智能化、自动化排水系统的设计提供了理论和方案基础。根据系统的总体设计方案,结合矿井水仓实际的工况环境,完成了集中水仓监测信号层传感器的选型和监测点的选定,设计了井下监控装置的外形结构,规划了电控箱的空间布局,选定了PLC CPU和配置模块,配备了人机交互柜体屏幕和UPS供电装置,阐述了内外部控制设备供电回路的电气设计原理,完成了以组态系统为基础的地面监控装置的硬件设计。在硬件系统已建立的基础上,结合系统的功能要求,确定了以PLC为核心的下位机和以组态王为核心的上位机的二级网络控制结构。采用主-子程序嵌套的模块化编程,完成了下位机监控程序的开发。包括数据处理子程序、逻辑控制子程序、故障保护和报警子程序以及掉电保持子程序,并设计了人机交互画面程序。上位机监控程序以画面开发和脚本函数编写为开发手段,开发了系统监测信息的存储、分析以及历史曲线查询、报表生成等功能;开发了集中水仓的集控、远控、视频、排水仿真监测功能。根据硬件电路和二级网络控制结构的特点,系统采用多协议通讯。现场监控设备采用MODBUS现场通讯网络,实现了对压力、流量以及电动闸阀的监测和控制;采用MPI通讯,实现了PC编程设备和PLC的通讯;采用TCP/IP以太网通讯,实现了井下和地面监控设备的可靠通讯;采用OPC通讯,实现了电机电流、电压数据的采集。在实验室对所开发系统的PLC监控设备和程序进行了模拟联合调试,实验验证了系统的总体设计要求和功能。系统完成工业组装、安装以及调试,在晋煤集团长平矿进行了工业应用,工业试运行结果表明:上位机监测画面丰富、数据处理功能强大、智能负荷管理水平高以及集中和远程控制可靠性高;下位机逻辑控制流程符合排水工艺流程;传感器监测准确,执行机构动作响应速度快、动作信息反馈准确。系统提高了矿井排水系统智能化运维水平和的综合管理效率。
张富超[2]（2020）在《基于CAN总线的船舶中央智能控制系统设计与实现》文中研究指明在贸易全球化的推动下,船舶已成为世界经济发展的重要载体,全球经济的迅速发展,也促进了船舶设备的更新。在众多的船舶设备中,船舱中央控制系统（CCS）是整个控制系统的核心,负责安全可靠的数据传输以及及时准确的告警控制。然而传统的船舶控制系统在一定程度上能够实现监测控制的功能,但存在信息滞后、可靠性差等缺陷,无法满足日益复杂的船舱环境的作业要求,因此研究现代化的船舶控制系统对船舶本身乃至整个船舶行业有着重要意义。本文的研究内容及创新点主要体现在如下几个方面:1.研究分析传统控制系统。在阅读大量文献的基础上,概述了国内外船舶控制系统的发展过程。船舶控制技术已由早期模拟仪表控制发展为现场总线控制,然后举例说明了几种应用广泛的现场总线优缺点和适应场景,最终选用以CAN总线为基础、以NMEA2000为通信协议进行CCS的设计。2.完成CCS硬件设计。在硬件设计上,选用ARM Cortex A7为核心的i.MX6UL芯片作为CPU,该芯片具有CAN总线、双路以太网RJ45、OTG以及USB等多种外设接口,满足设计需求;选用CTM8251作为CAN总线收发器,采用DP83848型号的PHY百兆以太网芯片,完成CAN总线数据和以太网数据的传输,并对PCB板抗干扰性进行了分析。3.完成CCS软件设计。以嵌入式Linux内核为基础,采用嵌入式技术,在Ubuntu 12.04的桌面版环境下进行软件部分的开发,利用Linux内核的可移植性和可裁剪性,将u-boot、裁剪后的Linux内核、根文件系统移植到目标板中,实现实时监测的同时对异常进行声光报警并将记录写入日志文件、提供历史日志查看的功能,还可以通过以太网对系统固件进行升级。在深入研究CAN总线和NMEA2000协议的基础之上,利用CTM8251CAN总线收发器实现在NMEA2000协议下的下位机数据收发功能,并结合TCP/IP网络协议,实现了CCS的可靠、安全、高效的数据通信等功能。
黄征宇[3]（2019）在《实时以太网总线式控制系统的同步与安全设计问题研究》文中提出总线式控制系统作为工业控制系统的一种重要类型,在军民装备控制领域中得到了广泛而深入的应用。基于实时以太网通信链路的总线式控制系统已成为当今工控系统发展的主流。而国内关于此类系统性能方面的研究较少,整体水平与国外仍有一定差距。随着高端装备对控制精度,响应速度以及运行安全性等要求的不断提高,迫切需要突破实时以太网分布式架构中的系统任务调度、多节点高精度同步以及总线通信安全等核心关键技术。这些关键技术涉及系统各模块间的任务时间管理、通信协议转换以及安全功能设计等多个方面。如何综合考虑这些系统内在因素,提高系统实时、同步以及安全等性能是此类系统所关注的主要问题。本文将围绕这些技术难题展开深入研究。本文的研究工作包括以下几个方面:1.根据工控系统发展现状,本文对基于实时以太网总线的分布式系统架构进行了全面论述,提出了一种典型主从架构的实时以太网总线式控制系统设计方案,详细说明了系统各部分功能模块设计方法,明确了系统实时性、同步性以及安全性等关键性能指标,为后续系统关键问题的研究工作提供设计依据。2.总线式控制系统实时性是高端装备控制领域所关注的主要问题。论文分析了主从站间的数据传输、多任务执行时机以及任务延迟等因素对系统实时性能的影响,并从任务调度和实时通信模块设计两方面展开研究。在任务调度方面,提出了一种针对实时以太网总线式控制系统的任务调度方法。该方法建立了各控制回路任务间的时间关系,可使系统控制周期降低至百微秒量级。在通信实时性方面,对主站实时通信模块进行设计,可使系统最小通信周期达到125微秒。为进一步开展高速高精同步控制与安全问题研究打下基础。3.同步性能是制约系统多轴联动控制性能提升的重要技术指标。针对高端装备控制领域不断提升的系统同步性能要求,本文分析了影响系统同步性能的主要原因,提出了一种基于实时以太网且符合CANopen协议的系统同步方法。该方法综合考虑了总线通信、协议转换以及任务调度等因素对同步性能的影响。基于该方法,各节点控制信号的最小同步误差约为100纳秒。所提方法可直接用于实时以太网总线式控制系统的多节点高精度协同控制。4.开放式总线架构使系统易于受到非法网络攻击等信息安全威胁。而通信不确定性会直接影响主从站数据交互的稳定性。本文分析了影响系统通信安全的主要因素,并结合SESAMO建模方法,设计了节点身份验证、通信加密以及数据校验等安全功能块,形成了一种兼顾功能安全和信息安全的Safe-COE安全通信架构。该架构可为分布式系统的通信安全设计提供较有效的解决方案。5.为了验证论文研究工作的有效性,本文在所搭建的实验系统上进行了实时及同步性能测试,并利用形式化建模方法对系统安全通信架构进行建模、仿真与功能验证。实验表明,采用本文所提出的任务优化调度、外设高精度同步控制以及安全集成设计方法,系统在实时性、同步性以及安全性等方面具有优良的性能。
李振宇[4]（2018）在《基于PLC的锂电池极片轧机控制系统研究》文中指出该课题为校企合作开发项目,联合开发一台锂电池极片轧机,最终实现对锂电池极片高精度、可靠性地自动生产。以当前工业4.0、中国智能制造2025为背景,针对锂电池极片轧机控制系统仍以PLC作为核心控制器的现状下进行分析,提出一套可实现网络通讯的基于PLC的总线网络锂电池轧机控制系统方案设计。该控制系统可满足锂电池极片生产的各工艺需求,完成电池极片的生产,并通过对锂电池极片轧机设备的多轴问题的研究和分析,进一步提升系统控制精度。同时,通过总线网络的设计为系统实现远程状态监测、远程监控、远程故障诊断等功能提供一个基础平台。该控制系统的实现对传统的电池极片生产设备具有重大意义。论文的主要工作如下:1、论文首先分析了锂电池极片轧机的生产工艺以及锂电池极片轧机控制系统的工作原理。提出课题所设计和应用的锂电池极片轧机控制系统的工作原理和控制系统总体方案,总体设计方案分为控制网络方案设计和轧机控制功能方案设计两部分内容。2、提出可实现网络通信的总线网络锂电池极片轧机控制系统方案设计,该方案为控制系统重点设计内容,最终确定以PLC+工业触摸屏作为现场控制层,通过总线网络的形式实现现场设备层及远程控制层间的通讯。3、根据锂电池极片轧机设备的各生产功能需求进行控制方案设计,满足电池极片生产工艺,并围绕设计方案进行控制系统的电气控制系统设计及控制柜的制作。同时进行控制系统软件设计,包括PLC程序编写、控制功能组态以及人机界面设计等。控制系统的控制功能方案、电气控制系统设计、软件设计是论文主要内容,该部分的设计对控制系统的可靠性、高精度、稳定性起决定性作用。4、对锂电池极片轧机的多轴同步策略进行分析和设计,多轴同步控制是课题的难点,多电机之间的协调控制效果影响着极片的质量和产量。5、完成硬件的搭建、控制柜的制作和软件的设计后,进行调试。调试分为实验室调试和现场调试两个过程。最终通过调试来验证论文所提出并设计的锂电池极片轧机控制系统的可行性。
方新[5]（2016）在《基于Lonworks总线的空调智能控制网络的设计》文中认为在我国建筑能耗占总能耗的比重较大,且每年还在保持高速增长。空调系统的运行能耗在建筑能耗中占比最大,楼宇空调自动控制是实现空调系统节能高效运行的重要途径。本文结合当今现场总线（FCS）技术发展趋势,综合考虑了楼宇自控网络软硬件兼容性和扩展性方面存在的问题,提出相应的基于Lonworks现场总线技术的楼宇空调控制网络架构。针对大型中央空调系统的非线性、控制响应滞后的复杂系统特点,以及根据变风量和定风量两种类型的空调的系统特性,拟使用相应的优化控制方法,如温度分程控制,温度串级控制,利用虚拟空气参数,模糊智能温度控制等方法。概括起来本文研究的具体研究内容如下:（1）根据实际空调系统控制功能需求和楼宇自控网络的特点,开发出基于Lonworks现场总线技术的楼宇空调智能控制网络。它不仅能实现空调系统的自动控制,而且实现所有数据网络化管理。（2）针对变风量空调和定风量空调,在温度和湿度的自动控制方面提出相应的控制方法,在舒适性和节能性方面进行控制优化。（3）根据空调系统温度控制的特点,用模糊控制方法应用于温度控制,并对空调系统采用的模糊智能温度控制方法进行仿真与分析。本文所设计的空调智能控制网络及控制方法,经过总体控制调试运行,达到了预期的控制效果,对实现建筑的智能化控制提供了一种新思路。
卢伟[6]（2010）在《基于现场总线的大跨空间结构健康监测系统研究》文中研究指明由于大跨空间结构多具有体型复杂,结构形式新颖等特点,其施工和运营阶段的安全性备受关注。结构健康监测系统是通过布置在结构上的各种类型传感器实测的结构响应信息,分析得到结构施工和运营阶段的工作状态,为结构施工和运营阶段安全提供预警及保证的作用。随着结构健康监测系统在实际工程中的应用,传感器的选型及优化布置、数据采集与处理、结构健康诊断方法、系统搭建等方面得到不断的研究和完善。本文在已实施的大跨空间结构健康监测系统的基础上,着重讨论了基于现场总线的大跨空间结构健康监测系统,分别从系统的构成及其可靠性、结构整体信息的获取、传感器优化布置、传感器失效故障诊断、结构损伤程度识别等方面展开研究。首先,在已实施大跨空间结构健康监测系统的基础上,基于分散控制和现场总线理论,研究基于现场总线的大跨空间结构健康监测系统理论框架。基于现场总线的结构健康监测系统是集中式结构健康监测系统的升级版本,具有可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、系统安全、维护成本低等优越性,使结构健康监测系统的搭建具有适应性、扩展性、模块化等特点,可为结构健康监测系统的搭建提供更为方便、灵活、统一的方法。本文根据现场总线的优越性及已实施结构健康监测系统的构成给出了基于现场总线的结构健康监测系统的组成部分与构成形式,根据传感器子系统和基本控制单元的故障率及它们的连接形式讨论了结构健康监测系统的可靠性,并以深圳万科中心结构健康监测系统为例,说明了基于现场总线的万科中心结构健康监测系统的几种搭建方式,通过对这几种结构健康监测系统的可靠性分析,论证了基于现场总线式的结构健康监测系统的可靠性高于集中式的结构健康监测系统,并且系统的可靠性随着分散程度的提高而提高。其次,以结构应变测量值为基础,提出基于应变测量值的结构健康监测方法。该方法以较少的应变测量值获取结构整体的应力分布为目标,根据按不同区域划分的子结构的相似性,对结构各子结构布置不同数目的应变传感器,通过校正基准子结构的应力分布而获取结构整体的应力分布,实现基于应变测量值的结构整体信息获取。本文运用主成分分析方法和系统聚类法对最优传感器布置杆件和在杆件上的布置点进行了选择,运用引入延拓概念的拟合方法对子结构的应力分布进行获取,并通过校正子结构应力分布的方法对其它子结构的应力分布进行获取,从而获取结构整体的应力分布。以深圳市福田交通枢纽中心钢结构为例,运用该方法进行了应变传感器的布置,对基准子结构应力分布和结构整体应力分布进行获取,通过有限元模型输出的理论值与预测值的对比,说明该方法对于相似性越高的子结构,其应力分布获取结果的误差越小。再次,基于数据融合技术,提出加速度传感器优化布置方法与加速度传感器失效故障诊断方法。该方法为结构健康监测系统有效和可靠运行提供了前提保证,同时为基于现场总线的结构健康监测系统的前端智能设备的实现提供了理论基础。运用一致性数据融合方法,以距离测度作为数据融合的融合度,通过对距离测度矩阵、支持度矩阵及综合支持度的计算,给出最终的融合结果。加速度传感器的优化布置是以模态参数识别的最优信息为目标,构造理论目标测量值,通过实测目标测量值与理论目标测量值的综合支持度计算,对初步选定的加速度传感器进行局部优化。加速度传感器的失效故障诊断是综合硬件冗余和时序冗余的原理,构造监测同一目标的不同时段的加速度传感器的频域能量分布矩阵,通过对其进行综合支持度的计算,识别失效故障的加速度传感器,并通过融合算法补偿该加速度传感器频域能量分布,以用于其它正常工作加速度传感器的失效故障诊断。以一网架有限元模型和国家游泳中心钢膜结构健康监测系统实测的加速度时程数据分别验证了加速度传感器优化布置和失效故障诊断方法的有效性和可行性。最后,以应变传感器和加速度传感器的测量值为基础,提出一种基于多类型传感器测量值的结构损伤程度识别方法。该方法充分利用了两种不同特性的传感器测量值,一种是反映结构局部特性的,一种是反映结构整体特性的,从不同角度对结构损伤程度进行识别,并提高信息的完整性,为结构损伤识别提供了更多的已知数据。本文给出两种基于多类型传感器测量值的结构损伤程度方法,第一种是根据应变传感器和加速度传感器的测量值对结构损伤程度识别效果的高低,运用D-S证据理论方法对这两种识别方法的识别结果进行权值分配,给出损伤程度综合识别结果;第二种是运用神经网络方法,直接将由应变传感器和加速度传感器测量值提取的损伤指标共同作为输入向量,通过最优神经网络结构的选择,得到损伤程度识别结果。通过国家游泳中心钢膜结构的损伤程度的识别,说明本文提出的基于应变传感器和加速度传感器测量值的结构损伤程度方法可以有效综合这两种类型传感器的测量值实现结构损伤程度识别。
张婷婷[7]（2010）在《基于ARM的智能瓦斯传感器的研究》文中认为煤炭是我国经济发展不可或缺的资源,我国对煤矿安全生产的重视已达到了空前的高度,时有发生的矿井事故,暴露出目前矿井安全生产管理上的漏洞,同时也反映出煤矿安全监测监控技术的某些缺陷,其中高性能、智能化的瓦斯传感器亟待开发。本文利用嵌入式微处理器和现场总线技术设计的智能瓦斯传感器,期望解决目前煤矿安全监测监控存在的问题。本文在分析和研究CAN总线通信协议的基础上,设计了基于CAN总线技术的监测监控网络,研制了以嵌入式ARM7微处理器LPC2131为核心的智能瓦斯传感器系统。通过对瓦斯浓度数据采集与处理、瓦斯浓度显示、瓦斯浓度超限报警、信号输出和风、电、瓦斯闭锁以及CAN控制器节点等电路模块的设计构建了基于ARM的智能传感器的硬件系统;同时,设计了符合煤矿安全系统的软件代码;最后在实验室条件下对设计的组装样机进行调试运行,验证其功能的可行性和性能的稳定性。设计的智能瓦斯传感器系统不仅能为井下的工作人员提供实时的瓦斯浓度显示、超限报警和风、电、瓦斯闭锁等功能;还可以经总线直接为监控人员提供实时的瓦斯浓度数据以及接收控制中心的控制信息,组成了基于CAN总线的煤矿安全监测监控网络。研制的智能瓦斯传感器经显示实验和报警实验验证:基本实现设计的各项功能,符合煤矿环境的需求和煤安规程的相关技术要求;符合现代煤矿安全监测监控技术发展的要求;具有先进性和实用性,对增强煤矿的安全生产有着重要的现实意义。
吉顺平[8]（2009）在《网络控制系统的控制器与通信协议的研究与设计》文中认为网络控制系统（Networked Control Systems, NCS）是指基于网络的自动控制系统,它是自动控制与通信技术结合的产物。网络控制系统中的网络是指工业控制网络。控制网络带来了自控系统可靠性、经济性、安装维护性和系统集成性,但同时也给NCS带来了诸如网络诱导时延等不利因素,成为控制系统设计的难点,使NCS的分析和设计复杂化,给NCS的应用带来了新的不利影响。根据控制网络的特点,设计NCS控制器是NCS研究的一个基本问题;而设计满足一定性能要求的网络通信协议是NCS研究的另一个基本问题。本文从这两个方面开展工作。一方面是根据控制网络设计NCS的控制器算法。将现有工业网络分为确定性和不确定性两类,分别分析其系统特点,设计控制算法;另一方面,从工业网络的协议设计入手,介绍基于工业串行通信的现场总线的协议设计过程和评价指标,并介绍了基于TCP/IP的工业以太网通信协议的设计过程和评价指标。主要内容如下:（1）对于确定性的NCS,研究了NCS的时延关系,提出了等效采样方法,给出时延与稳定性之间关系,介绍了确定性的NCS控制器设计方法和设计过程,并给出仿真实例。对于不确定性的NCS,本章对相关研究成果进行了总结,研究了非确定性的NCS的时延关系、系统模型、稳定条件和控制器设计方法和设计过程。研究了NCS的模糊PID的设计过程,当网络诱导的延时发生变化时,智能控制比单纯PID控制具有更好的鲁棒性;对于长延时的网络控制系统,本文研究了NCS的Smith预估PID控制器的设计。（2）研究了三种不同总线控制方式下的现场总线通信协议设计的方法和过程。在理论设计的基础上,进行了不同总线控制方式下的现场总线通信实验。在简化的通信协议基础上,进行了性能分析和比较。（3）分别研究了基于TCP/IP模型和基于UDP/IP模型的工业以太网通信协议的设计过程,并提出了工业网络性能的评价指标。在理论设计的基础上,进行了模拟实验,测试了网络实时性能。（4）研究了硬件在线仿真平台的构建,提出了理论与硬件在线仿真相结合的设计方法,即用平均时延对系统进行理论设计,再在硬件在线仿真平台上进行仿真和参数选择。（5）智能传感器的设计是网络控制系统设计的重要内容。在工业以太网TCP/IP模型中,基于复用和跨层技术,研究了智能传感器的硬件和软件设计的过程。（6）研究了多层网络间的数据关系,定义了数据关系的概念,提出了多层网络自上而下和自下而上两种数据传输方向上的数据对应关系,并对数据关系的规律进了总结。以多节点除湿机监控系统为例,介绍了监控网络中具体的数据关系的应用方法。
宋大为[9]（2009）在《基于现场总线技术的数字化智能仪表系统》文中指出根据实际工程项目搭建了基于现场总线技术的数字化智能仪表系统,完成了智能传感器的开发,实现了传感器的模块化,可以根据实际监控系统结构的变化组建相应的检测与控制系统;开发了三级网络系统,以实现系统和以太网连接,以及网内CAN总线和Profibus总线的异形网络连接,提升了系统的兼容性。
宋大为[10]（2008）在《基于现场总线技术的数字化智能仪表系统》文中研究表明随着科学技术的发展,智能传感器、现代分布式监测和控制系统越来越受到关注和应用。运用现场总线技术,使用一根总线,将所有的现场传感器或执行部件等设备连接到控制器,形成车间级的数字化通讯网络。其中带有标准现场总线接口的智能传感器,将所检测到的信号经过变换处理后,以数字信号取代原来的标准模拟信号,通过现场总线与上位计算机进行信息通信与传递;而执行控制时,上位计算机则通过现场总线向带有标准现场总线接口的智能执行部件发送指令信息,实现了自己管理自己。本文根据实际的工程项目搭建了一个基于现场总线技术的数字化智能仪表系统,完成了智能传感器的开发,实现了传感器的模块化,方便根据系统结构的变化组合实际的检测与控制节点布置;根据现场总线多样化的情况以及系统的实际情况开发了三级网络系统,以实现系统和以太网连接,以及网内CAN总线和Profibus总线的异形网络连接,提升了系统的兼容性。文中阐述了系统应用中用到的网桥和监控计算机的开发,还介绍了用到的智能执行机构。最后,搭建了系统样机,开发了软件系统,通过对系统性能讲解和操作说明验证了系统的有效性。
二、现场总线控制系统中的智能传感器（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、现场总线控制系统中的智能传感器（论文提纲范文）
（1）矿井多水仓智能化排水监测监控系统的开发与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 矿井多水仓智能化排水监测监控系统总体设计 |
| 2.1 总体设计概述 |
| 2.2 井下多水仓排水系统基本概况 |
| 2.2.1 井下多水仓排水系统分布概况 |
| 2.2.2 井下多水仓排水系统硬件配置 |
| 2.2.3 井下多水仓排水系统工作原理 |
| 2.3 总体设计方案 |
| 2.3.1 矿井多水仓排水控制系统硬件布局 |
| 2.3.2 矿井多水仓排水控制系统设计内容 |
| 2.3.3 矿井多水仓排水控制系统管路改造方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 矿井多水仓智能化排水监测监控系统的控制策略 |
| 3.1 基于电流的离心泵正常启动的诊断策略 |
| 3.2 基于多点液位和运行时间的排水机组的智能管控策略 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 矿井多水仓智能化排水监测监控系统硬件设计 |
| 4.1 监测量的整体规划设计 |
| 4.1.1 监测量的总体规划 |
| 4.1.2 监测位置的选定 |
| 4.1.3 传感器的选取 |
| 4.2 井下监控装置的硬件设计 |
| 4.2.1 装置外壳设计 |
| 4.2.2 内部设备布局 |
| 4.2.3 内部CPU及外围设备选型 |
| 4.2.4 内外部电气设计 |
| 4.3 通讯系统硬件设计 |
| 4.3.1 现场总线通讯网络的硬件设计 |
| 4.3.2 远程通讯网络的硬件设计 |
| 4.4 地面监控装置硬件设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 矿井多水仓智能化排水监测监控系统软件设计 |
| 5.1 智能化排水监测监控系统软件总体设计 |
| 5.1.1 系统软件程序开发平台 |
| 5.1.2 系统功能的总体设计 |
| 5.2 智能化排水监测监控系统下位机软件设计 |
| 5.2.1 主程序设计 |
| 5.2.2 数据处理子程序设计 |
| 5.2.3 轮换时间子程序设计 |
| 5.2.4 掉电保持子程序设计 |
| 5.2.5 故障报警子程序设计 |
| 5.2.6 逻辑控制子程序设计 |
| 5.2.7 故障保护子程序 |
| 5.2.8 人机交互程序 |
| 5.3 智能化排水监测监控系统通讯程序设计 |
| 5.3.1 MODBUS通讯程序设计 |
| 5.3.2 MPI通讯程序设计 |
| 5.3.3 TCP/IP通讯程序设计 |
| 5.3.4 OPC通讯程序设计 |
| 5.4 智能化排水监测监控系统上位机软件设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 实验室调试与现场应用 |
| 6.1 系统关键设备实验室调试 |
| 6.1.1 MODBUS传感器通讯稳定性测试 |
| 6.1.2 总线型闸阀控制器通讯稳定性测试 |
| 6.2 系统程序实验室调试 |
| 6.2.1 下位机程序调试 |
| 6.2.2 通讯程序调试 |
| 6.2.3 上位机程序调试 |
| 6.3 现场安装及工业运行测试 |
| 6.3.1 井下监控设备布线 |
| 6.3.2 井下监控设备安装 |
| 6.3.3 地面监控设备安装 |
| 6.3.4 现场调试与应用 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）基于CAN总线的船舶中央智能控制系统设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源、研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景 |
| 1.1.3 研究意义 |
| 1.2 船舶控制系统发展现状和趋势 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 1.4 本文组织架构 |
| 第二章 相关通信协议原理 |
| 2.1 现场总线选型 |
| 2.2 CAN总线协议原理 |
| 2.2.1 CAN总线特点 |
| 2.2.2 CAN总线分层结构 |
| 2.2.3 J1939高层协议 |
| 2.3 NMEA2000协议原理与设计 |
| 2.3.1 NMEA2000协议特征 |
| 2.3.2 NMEA2000协议分层结构 |
| 2.3.3 NMEA2000协议数据帧格式及标识符定义 |
| 2.3.4 NMEA2000协议消息参数群设计 |
| 2.4 网络通信技术原理 |
| 2.4.1 TCP/IP协议 |
| 2.4.2 以太网通信技术原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 系统总体设计 |
| 3.1 系统功能需求分析 |
| 3.2 系统硬件总体设计 |
| 3.2.1 处理器选择 |
| 3.2.2 系统硬件总体设计 |
| 3.3 系统软件总体架构设计 |
| 3.3.1 操作系统选择 |
| 3.3.2 软件总体设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 船舶中央智能控制系统硬件设计 |
| 4.1 A6G2C核心板介绍 |
| 4.2 电源模块设计 |
| 4.3 关键功能模块电路设计 |
| 4.3.1 CAN总线电路设计 |
| 4.3.2 USB电路设计 |
| 4.3.3 以太网电路设计 |
| 4.4 PCB抗干扰设计 |
| 4.5 硬件平台实现 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 船舶中央智能控制系统软件设计 |
| 5.1 Linux环境搭建 |
| 5.2 Linux开发环境配置 |
| 5.2.1 交叉编译环境配置 |
| 5.2.2 相关环境配置 |
| 5.2.3 u-boot移植 |
| 5.2.4 Linux内核移植 |
| 5.2.5 Linux根文件系统移植 |
| 5.2.6 开发软件安装 |
| 5.3 软件设计 |
| 5.3.1 NMEA2000数据传输流程设计 |
| 5.3.2 TCP/IP协议数据传输流程设计 |
| 5.3.3 系统软件主流程设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 系统功能测试 |
| 6.1 以太网通信测试 |
| 6.1.1 网口配置与测试 |
| 6.1.2 告警阈值设置测试 |
| 6.2 NMEA2000通信测试 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文清单 |
（3）实时以太网总线式控制系统的同步与安全设计问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景与意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景与意义 |
| 1.2 总线式控制系统发展现状 |
| 1.2.1 国外发展现状 |
| 1.2.2 国内发展现状 |
| 1.3 工业现场总线发展现状 |
| 1.3.1 国外发展现状 |
| 1.3.2 国内发展现状 |
| 1.4 总线式控制系统的关键问题研究现状 |
| 1.4.1 系统实时性问题研究 |
| 1.4.2 系统同步方法研究 |
| 1.4.3 系统安全设计问题研究 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第二章 总线式控制系统总体方案设计 |
| 2.1 系统整体架构设计 |
| 2.2 系统功能模块设计 |
| 2.2.1 主站模块 |
| 2.2.2 从站模块 |
| 2.2.3 系统总线通信模块及架构设计 |
| 2.2.4 软件集成开发环境 |
| 2.2.5 监控组态软件 |
| 2.3 需求分析与关键指标设计 |
| 2.3.1 系统实时性指标 |
| 2.3.2 系统外设控制的同步指标 |
| 2.3.3 系统安全设计指标 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 任务调度与实时通信模块设计 |
| 3.1 系统实时性能影响分析 |
| 3.2 系统任务优化调度方法设计 |
| 3.2.1 系统控制回路任务图构建 |
| 3.2.2 系统任务的时间约束分析与推导 |
| 3.2.3 系统任务的优先级设置 |
| 3.2.4 任务优化时间参数求解 |
| 3.3 主站实时网络通信模块设计 |
| 3.3.1 主站系统内核实时化改造 |
| 3.3.2 主站网络实时通信模块设计 |
| 3.4 系统任务调度与通信性能测试 |
| 3.4.1 实验系统任务调度设计 |
| 3.4.2 通信性能测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 总线式控制系统的高精度同步方法研究 |
| 4.1 系统同步的影响因素分析 |
| 4.1.1 系统软件体系架构 |
| 4.1.2 系统通信与控制任务 |
| 4.1.3 影响同步的关键因素分析 |
| 4.2 总线式控制系统同步方法研究 |
| 4.2.1 实时以太网总线同步方法 |
| 4.2.2 实时以太网总线运行 CANopen 协议的机制设计 |
| 4.2.3 通信和控制的时间同步方法 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总线式控制系统的通信安全设计 |
| 5.1 系统安全问题分析 |
| 5.1.1 总线控制系统的安全问题 |
| 5.1.2 基于实时以太网的通信安全分析 |
| 5.2 基于SESAMO方法论的系统通信安全设计 |
| 5.2.1 SESAMO和形式化建模相结合的系统设计方法 |
| 5.2.2 操作概念阶段 |
| 5.2.3 系统设计阶段 |
| 5.2.4 系统的安全集成 |
| 5.2.5 系统安全的形式化建模与验证 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总线式控制系统软硬件实现 |
| 6.1 实验系统整体说明 |
| 6.2 系统功能模块设计说明 |
| 6.2.1 主站模块 |
| 6.2.2 从站模块 |
| 6.2.3 软件集成开发环境 |
| 6.2.4 监控组态软件 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 实验验证与仿真 |
| 7.1 系统实时性能测试 |
| 7.2 系统同步性能测试 |
| 7.3 系统安全通信体系性能测试与仿真 |
| 7.3.1 主从站总线通信性能测试 |
| 7.3.2 功能安全与信息安全验证 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 全文工作总结 |
| 8.2 研究工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
| 1.学术论文 |
| 2.科研项目 |
| 3.专利申请 |
| 4.科技奖项 |
（4）基于PLC的锂电池极片轧机控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景 |
| 1.1.1 锂离子电池生产工艺及轧制的作用 |
| 1.1.2 锂电池极片轧机控制系统发展趋势 |
| 1.2 课题的研究内容的现状 |
| 1.2.1 锂电池极片轧机及其控制系统国内外现状 |
| 1.3 课题的提出及研究意义 |
| 1.4 课题研究的主要内容 |
| 第二章 控制系统需求分析与总体方案设计 |
| 2.1 控制系统需求分析与原则 |
| 2.1.1 锂电池极片轧机工作原理分析 |
| 2.1.2 锂电池极片轧机控制系统需求分析 |
| 2.1.3 控制系统设计遵循的原则 |
| 2.2 控制系统总体方案设计 |
| 2.2.1 总体设计方案及功能概述 |
| 2.2.2 系统硬件组成方案 |
| 2.2.3 软件系统总体方案设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 控制系统控制网络设计与实现 |
| 3.1 控制网络类型选择 |
| 3.1.1 控制网络选型依据 |
| 3.1.2 Modbus总线协议 |
| 3.1.3 工业以太网 |
| 3.2 控制系统PLC控制器 |
| 3.3 控制系统HMI控制器 |
| 3.4 下位PLC+HMI控制网络设计 |
| 3.4.1 下位PLC+HMI控制网络总体方案概述 |
| 3.4.2 下位PLC+HMI控制网络方案设计 |
| 3.4.3 PLC+HMI控制网络的系统组态 |
| 3.5 远程控制网络设计 |
| 3.5.1 远程控制网络平台设计 |
| 3.5.2 远程控制网络软件设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 控制系统控制功能的设计与实现 |
| 4.1 系统控制功能设计概述 |
| 4.2 控制系统功能方案分析与设计 |
| 4.2.1 轧机主体控制功能方案设计与实现 |
| 4.2.2 轧机收放卷控制功能设计与实现 |
| 4.2.3 辅助控制功能设计与实现 |
| 4.3 电气控制系统分析与设计 |
| 4.3.1 低压电器选型原则 |
| 4.3.2 电气控制系统设计基本路线 |
| 4.3.3 电源模块设计 |
| 4.3.4 主回路模块设计 |
| 4.3.5 控制回路模块设计 |
| 4.4 控制系统软件分析与设计 |
| 4.4.1 控制程序设计 |
| 4.4.2 锂电池极片轧机多轴控制策略 |
| 4.4.3 人机界面设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 控制系统实验与调试 |
| 5.1 控制系统硬件实验与调试 |
| 5.1.1 控制柜上电测试 |
| 5.2 控制系统软件调试与实验 |
| 5.3 控制系统现场调试 |
| 5.3.1 设备开关量调试 |
| 5.3.2 设备模拟量调试 |
| 5.3.3 系统多轴控制调试 |
| 5.3.4 控制网络调试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 附录 B |
| 攻读学位期间所取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（5）基于Lonworks总线的空调智能控制网络的设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究发展现状 |
| 1.2.1 楼宇空调自控系统发展简介 |
| 1.2.2 国内楼宇空调自控系统发展现状 |
| 1.3 课题来源和本文主要内容 |
| 第二章 楼宇空调自控的组成与工作原理 |
| 2.1 空调系统的组成与工作原理 |
| 2.1.1 空调系统的组成 |
| 2.1.2 空调系统工作原理 |
| 2.1.3 空调系统两种风量控制方法的特点 |
| 2.2 楼宇空调自控网络架构的组成 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于LONWORKS总线技术的空调控制网络 |
| 3.1 现场总线 |
| 3.2 LONWORKS总线技术 |
| 3.3 基于LONWORKS总线的空调控制网络架构 |
| 3.4 LONWORKS控制网络构建 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 空调自控网络的硬件设计 |
| 4.1 自控网络架构及其硬件配置 |
| 4.1.1 自控网络的架构设计 |
| 4.1.2 自动控制层DDC控制器的选型和配置 |
| 4.2 电气控制回路的设计 |
| 4.2.1 空调机组的电气控制回路设计 |
| 4.2.2 冷水机组辅助设备的电气控制回路设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 空调监控软件的设计与实现 |
| 5.1 空调系统集中远程监控的实现 |
| 5.1.1 空调自控监控软件 |
| 5.1.2 空调自控网络通讯集成 |
| 5.1.3 监控画面组态开发 |
| 5.2 空调自控的主控程序设计 |
| 5.2.1 空调机组控制程序 |
| 5.2.2 冷水机组控制程序 |
| 5.3 空调系统的控制策略和方法 |
| 5.3.1 空调机组控制策略和方法 |
| 5.3.2 冷水组控制策略和方法 |
| 5.4 变风量空调自动控制方法 |
| 5.4.1 控制特性分析 |
| 5.4.2 变风量空调的控制策略 |
| 5.4.3 温湿度优化控制方法 |
| 5.4.4 温湿度优化控制方法实验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 空调系统的智能控制方法 |
| 6.1 模糊控制理论和模糊控制器 |
| 6.1.1 模糊控制理论 |
| 6.1.2 模糊控制器 |
| 6.2 空调系统温度智能模糊控制方法 |
| 6.2.1 空调温度模糊控制器设计 |
| 6.2.2 实现温度模糊控制的程序和方法 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 温度模糊控制仿真与分析 |
| 7.1 MATLAB模糊工具应用 |
| 7.2 MATLAB仿真分析 |
| 7.2.1 建立空调房间的数学模型 |
| 7.2.2 空调模糊温度控制仿真分析 |
| 7.3 本章小结 |
| 第八章 结论 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 学位期间本人出版或公开发表的论着、论文 |
| 致谢 |
| 附录 |
（6）基于现场总线的大跨空间结构健康监测系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 Abstract 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源与研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外结构健康监测系统研究现状及分析 |
| 1.2.1 深圳市民中心屋顶网架结构健康监测系统 |
| 1.2.2 润扬大桥结构健康监测系统 |
| 1.2.3 苏通大桥结构健康监测系统 |
| 1.2.4 韩国永宗大桥结构健康监测系统 |
| 1.2.5 美国科莫多尔巴里桥结构健康监测系统 |
| 1.2.6 结构健康监测系统存在的不足及改进的方法 |
| 1.3 国内外结构健康监测方法研究现状及分析 |
| 1.3.1 传感器的优化及其可靠性 |
| 1.3.2 结构整体信息获取及损伤识别 |
| 1.3.3 数据融合方法及神经网络方法 |
| 1.3.4 结构健康监测方法存在的不足及改进的方法 |
| 1.4 本文主要研究内容 第2章 基于现场总线的结构健康监测系统 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 现场总线控制系统 |
| 2.3 基于现场总线的结构健康监测系统的目标与构成 |
| 2.3.1 系统的目标 |
| 2.3.2 系统的组成部分及其构成形式 |
| 2.4 结构健康监测系统的可靠性分析 |
| 2.4.1 串联系统 |
| 2.4.2 并联系统 |
| 2.4.3 系统的可靠性模型 |
| 2.5 深圳万科中心结构健康监测系统 |
| 2.5.1 系统的功能与目标 |
| 2.5.2 系统的传感器布置 |
| 2.5.3 原系统可靠性分析 |
| 2.5.4 改进系统的可靠性分析 |
| 2.5.5 已实施系统与改进系统的对比 |
| 2.6 三层结构健康监测系统示例 |
| 2.7 本章小结 第3章 基于有限实测值的结构整体信息获取方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 子结构的划分 |
| 3.3 传感器的优化布置 |
| 3.3.1 主成分分析方法 |
| 3.3.2 聚类分析方法 |
| 3.3.3 传感器的优化布置 |
| 3.4 子结构与结构整体的信息获取 |
| 3.4.1 基准子结构的信息获取 |
| 3.4.2 结构整体的信息获取 |
| 3.5 深圳福田交通枢纽主结构的应力信息获取 |
| 3.5.1 结构有限元模型及荷载工况 |
| 3.5.2 分析数据 |
| 3.5.3 结构的划分与基准子结构的选取 |
| 3.5.4 应变传感器的优化布置 |
| 3.5.5 结构应力分布获取 |
| 3.6 本章小结 第4章 基于数据融合的传感器优化及故障诊断方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 传感器信息的数据融合 |
| 4.2.1 距离测度和距离测度矩阵 |
| 4.2.2 支持度矩阵 |
| 4.2.3 综合支持度 |
| 4.2.4 融合方法 |
| 4.3 加速度传感器的优化布置方法 |
| 4.3.1 虚拟测点测量信息的生成 |
| 4.3.2 待选测点测量信息的生成 |
| 4.3.3 分析数据的生成 |
| 4.3.4 基于支持度的传感器优化布置方法 |
| 4.4 加速度传感器的失效故障诊断 |
| 4.4.1 加速度传感器的失效检测 |
| 4.4.2 加速度传感器个数的确定 |
| 4.4.3 加速度传感器的信息补偿 |
| 4.5 方法的论证 |
| 4.5.1 平板网架结构自振频率监测的传感器优化布置 |
| 4.5.2 加速度传感器失效故障诊断 |
| 4.6 本章小结 第5章 基于多类型传感器信息的结构损伤识别方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 损伤参数指标的灵敏度分析 |
| 5.3 损伤参数向量的确定 |
| 5.4 基于单种类型传感器的损伤识别方法 |
| 5.5 基于D-S 证据理论的损伤识别方法 |
| 5.6 基于神经网络的损伤识别方法 |
| 5.7 国家游泳中心钢屋盖结构的损伤识别 |
| 5.7.1 有限元模型及分析 |
| 5.7.2 损伤模型及损伤参数向量的确定 |
| 5.7.3 损伤程度识别 |
| 5.8 本章小结 结论 参考文献 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 致谢 个人简历 |
（7）基于ARM的智能瓦斯传感器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 概述 |
| 1.1 智能瓦斯传感器的研究背景与意义 |
| 1.2 智能传感器技术在国内外的研究现状. |
| 1.2.1 智能传感器组成系统. |
| 1.2.2 智能传感器国内外研究现状 |
| 1.3 研究的问题 |
| 1.3.1 智能传感器技术 |
| 1.3.2 CAN 总线技术 |
| 1.3.3 本文的主要工作 |
| 1.4 小结 |
| 2 FCS 系统及CAN 总线技术 |
| 2.1 FCS 系统与DCS 系统的比较 |
| 2.2 常用的FCS 架构及性能比较 |
| 2.3 CAN 总线技术 |
| 2.3.1 CAN 总线的发展历程 |
| 2.3.2 CAN 总线技术规范 |
| 2.3.3 CAN 总线的物理层 |
| 2.3.4 CAN 总线网络 |
| 2.4 小结 |
| 3 基于CAN 总线的智能瓦斯传感器系统的设计 |
| 3.1 基于CAN 总线的智能瓦斯传感器的设计原则 |
| 3.1.1 CAN 总线网络设计原则. |
| 3.1.2 基于ARM 的智能瓦斯传感器的软硬件设计原则 |
| 3.2 基于CAN 总线的智能瓦斯传感器的系统组成 |
| 3.2.1 CAN 总线网络的组成 |
| 3.2.2 智能瓦斯传感器的组成 |
| 3.3 基于CAN 总线的智能瓦斯传感器系统的硬件设计. |
| 3.3.1 气体检测电桥电路 |
| 3.3.2 A/D 电路 |
| 3.3.3 系统控制电路 |
| 3.3.4 键盘电路 |
| 3.3.5 液晶显示电路 |
| 3.3.6 超限报警电路 |
| 3.3.7 信号输出电路 |
| 3.3.8 风、电、瓦斯闭锁电路 |
| 3.3.9 EasyJTAG 电路 |
| 3.3.10 CAN 控制器电路 |
| 3.3.11 prote1995E 及电路板设计 |
| 3.4 基于CAN 总线的智能瓦斯传感器系统的软件设计. |
| 3.4.1 AD51.2 简介 |
| 3.4.2 系统启动程序 |
| 3.4.3 系统主程序 |
| 3.4.4 A/D 转换子程序 |
| 3.4.5 LCD 显示子程序 |
| 3.4.6 超限报警子程序 |
| 3.4.7 CAN 总线通信程序 |
| 3.5 小结 |
| 4 系统调试及实现 |
| 4.1 硬件测试 |
| 4.2 软件调试 |
| 4.3 小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（8）网络控制系统的控制器与通信协议的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的目的与意义 |
| 1.2 网络控制系统的基本问题 |
| 1.2.1 网络诱导时延 |
| 1.2.2 通信模式 |
| 1.2.3 数据包 |
| 1.2.4 信息技术与企业网 |
| 1.2.5 QoC 和QoS |
| 1.3 网络控制系统的研究现状 |
| 1.3.1 网络控制系统的控制算法研究与控制器设计 |
| 1.3.2 网络控制系统的通信协议的设计与规划调度 |
| 1.3.3 网络控制系统的仿真与实验技术 |
| 1.3.4 NCS 研究现状小结 |
| 1.4 本文的主要内容 |
| 第二章 网络控制系统的分析与控制器设计 |
| 2.1 工业控制网络与控制器设计概述 |
| 2.1.1 网络控制系统的控制器设计概述 |
| 2.1.2 工业控制网络与国际规范（IEC61158） |
| 2.1.3 确定性时延NCS 和不确定时延NCS |
| 2.1.4 NCS 的节点触发方式 |
| 2.1.5 NCS 的时钟同步与时戳问题 |
| 2.1.6 NCS 智能控制概述 |
| 2.2 确定性时延NCS 的分析与控制器设计 |
| 2.2.1 确定性时延网络的时序分析 |
| 2.2.2 网络控制系统的等效采样方法 |
| 2.2.3 确定性网络控制系统的稳定性分析 |
| 2.2.4 确定性时延网络控制系统的算法设计 |
| 2.2.5 仿真实例 |
| 2.3 不确定NCS 的分析与控制器设计 |
| 2.3.1 不确定短时延与长时延NCS |
| 2.3.2 不确定短时延NCS 的时延分析 |
| 2.3.3 不确定短时延NCS 的模型 |
| 2.3.4 短时延NCS 的稳定性分析与控制器设计 |
| 2.4 网络控制系统的模糊PID 控制算法设计 |
| 2.4.1 网络控制系统的模糊PID 控制概述 |
| 2.4.2 NCS 模糊控制系统组成、模糊控制原理和算法 |
| 2.4.3 NCS 的模糊PID 控制 |
| 2.4.4 仿真实例与分析 |
| 2.5 网络控制系统的SMITH 预估控制算法 |
| 2.5.1 Smith 预估控制算法原理 |
| 2.5.2 网络控制系统与Smith 预估控制算法 |
| 2.5.3 仿真实例与分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于EIA485 的工业通信协议研究和设计 |
| 3.1 现场总线通信协议设计基础 |
| 3.1.1 现场总线协议的设计概述 |
| 3.1.2 EIA485 电气规范 |
| 3.1.3 OSI 模型与现场总线协议模型 |
| 3.1.4 面向字符的现场总线通信协议 |
| 3.1.5 本章工作与商用协议的关系 |
| 3.2 主从方式的现场总线协议研究与设计 |
| 3.2.1 主从方式现场总线协议概述 |
| 3.2.2 MSFB 应用层设计 |
| 3.2.3 MSFB 数据链路层设计 |
| 3.2.4 MSFB 延时分析与性能评价 |
| 3.3 基于令牌管理的现场总线通信研究与设计 |
| 3.3.1 令牌方式现场总线协议概述 |
| 3.3.2 TRFB 应用层研究与设计 |
| 3.3.3 TRFB 数据链路层设计 |
| 3.3.4 TRFB 延时分析与性能评价 |
| 3.4 载波监听多路访问总线控制机制研究与协议设计 |
| 3.4.1 载波监听多路访问现场总线协议概述 |
| 3.4.2 CSMA-FB 应用层设计 |
| 3.4.3 CSMA-FB 数据链路层设计 |
| 3.4.4 CSMA-FB 延时分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于以太网的工业通信协议的研究与设计 |
| 4.1 工业以太网通信协议的设计概述 |
| 4.1.1 工业以太网通信协议的设计 |
| 4.1.2 工业以太网协议体系 |
| 4.1.3 控制算法的要求 |
| 4.1.4 通信协议性能的评价 |
| 4.2 TCP/IP 工业以太网通信协议的研究与设计 |
| 4.2.1 基于TCP/IP 的工业以太网通信协议模型 |
| 4.2.2 工业以太网通信协议（IEPT）设计 |
| 4.2.3 网络性能评价 |
| 4.3 UDP/IP 的工业以太网通信协议的研究与设计 |
| 4.3.1 基于UDP/IP 的工业以太网通信协议模型 |
| 4.3.2 基于UDP/IP 的工业以太网通信协议的设计 |
| 4.3.3 网络性能评价 |
| 4.4 工业以太网逻辑主从通信协议的设计 |
| 4.4.1 逻辑主从网络协议设计原理 |
| 4.4.2 逻辑主从网络协议的设计过程 |
| 4.4.3 网络性能评价指标 |
| 4.5 工业控制网络智能传感器的设计 |
| 4.5.1 TCP/IP 模型的协议复用与跨层设计原理 |
| 4.5.2 智能传感器的硬件系统设计 |
| 4.5.3 智能传感器的软件系统设计 |
| 4.5.4 系统实现与性能测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 网络控制系统的实验平台设计与实验研究 |
| 5.1 网络控制系统的控制器性能测试实验 |
| 5.1.1 控制器性能测试实验概述 |
| 5.1.2 Profibus 和 Profinet 控制网络 |
| 5.1.3 OPC 技术与PC 站 |
| 5.1.4 现场总线Profibus 的硬件在线仿真实验平台 |
| 5.1.5 工业以太网Profinet 的的硬件在线仿真实验平台 |
| 5.1.6 确定性NCS 控制器性能测试 |
| 5.1.7 NCS 的模糊PID 控制性能测试 |
| 5.2 基于硬件在线仿真的NCS 的联合设计 |
| 5.2.1 基于硬件在线仿真的NCS 的联合设计概述 |
| 5.2.2 网络控制系统的时延与平均时延分析 |
| 5.2.3 网络控制系统的硬件在线仿真联合设计方法 |
| 5.2.4 硬件在线仿真的平台 |
| 5.2.5 网络控制系统的硬件在线仿真应用举例 |
| 5.3 网络控制系统的通信协议性能的测试实验 |
| 5.3.1 基于EIA485 工业通信协议的性能测试与比较 |
| 5.3.2 工业以太网通信协议的性能测试与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 多层网络模型与数据关系研究 |
| 6.1 网络控制系统的多层网络模型 |
| 6.1.1 NCS 在企业网络体系中的地位 |
| 6.1.2 NCS 多层网络模型 |
| 6.1.3 NCS 与网络层次模型的关系 |
| 6.2 多层网络的数据关系研究 |
| 6.2.1 工业网络中的数据 |
| 6.2.2 数据关系的概念 |
| 6.2.3 多层网络中数据的自下而上的映射关系 |
| 6.2.4 多层网络中数据的自上而下的控制关系 |
| 6.3 多层网络与数据关系应用实例 |
| 6.3.1 多节点除湿机监控系统概述 |
| 6.3.2 除湿机监控系统网络结构规划 |
| 6.3.3 除湿机监控系统的数据关系分析与设计 |
| 6.3.4 除湿机监控系统的组态与实现 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（9）基于现场总线技术的数字化智能仪表系统（论文提纲范文）
| 1 概 述 |
| 2 数字化智能仪表系统构成 |
| 2.1 基于现场总线技术的三级网络系统 |
| 2.2 智能传感器 |
| 2.3 数字化智能阀门定位器和智能电动执行机构 |
| 2.3.1 数字化智能阀门定位器 |
| 2.3.2 数字化智能电动执行机构 |
| 2.4 双现场总线 (CAN) 冗余智能接口卡 |
| 2.5 网桥 |
| 2.6 监控计算机 |
| 3 结 论 |
（10）基于现场总线技术的数字化智能仪表系统（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的意义与背景 |
| 1.2 智能传感器系统及其研究现状 |
| 1.3 智能传感器网络技术及其研究现状 |
| 1.4 本文所做的主要工作 |
| 第二章 基于现场总线技术的智能传感器系统方案制定 |
| 2.1 数字化智能仪表网络系统方案 |
| 2.2 智能传感器模型 |
| 2.3 现场总线选择 |
| 2.4 CAN 的特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 智能仪表系统元件实现 |
| 3.1 基于现场总线技术的数字化智能温度、压力传感器 |
| 3.2 基于现场总线技术的数字化智能阀门定位器和智能电动执行机构 |
| 3.3 三级网络系统 |
| 3.4 监控计算机及双总线智能接口卡 |
| 3.5 网桥 |
| 3.6 异形现场总线网络的联接 |
| 3.7 CAN 现场总线 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 基于现场总线技术的数字化智能仪表系统样机 |
| 4.1 功能样机的操作演示 |
| 4.2 本章小结 |
| 第五章 全文总结 |
| 5.1 本文的主要成果 |
| 5.2 今后要做的工作 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
四、现场总线控制系统中的智能传感器（论文参考文献）
- [1]矿井多水仓智能化排水监测监控系统的开发与应用[D]. 戎思阳. 太原理工大学, 2020(07)
- [2]基于CAN总线的船舶中央智能控制系统设计与实现[D]. 张富超. 青海师范大学, 2020
- [3]实时以太网总线式控制系统的同步与安全设计问题研究[D]. 黄征宇. 国防科技大学, 2019(01)
- [4]基于PLC的锂电池极片轧机控制系统研究[D]. 李振宇. 河北工业大学, 2018(07)
- [5]基于Lonworks总线的空调智能控制网络的设计[D]. 方新. 苏州大学, 2016(05)
- [6]基于现场总线的大跨空间结构健康监测系统研究[D]. 卢伟. 哈尔滨工业大学, 2010(04)
- [7]基于ARM的智能瓦斯传感器的研究[D]. 张婷婷. 西安科技大学, 2010(05)
- [8]网络控制系统的控制器与通信协议的研究与设计[D]. 吉顺平. 南京航空航天大学, 2009(07)
- [9]基于现场总线技术的数字化智能仪表系统[J]. 宋大为. 柴油机, 2009(01)
- [10]基于现场总线技术的数字化智能仪表系统[D]. 宋大为. 上海交通大学, 2008(04)
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