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具有远程监控功能的真空退火炉控制系统的研究与开发

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附表索引

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及来源

1.2 课题国内外现状

1.3 课题研究目的及意义

1.4 论文研究内容和结构

1.5 本章小结

第2章 系统工艺流程及控制需求分析

2.1 真空退火工艺流程

2.2 系统控制需求分析

2.3 本章小结

第3章 本地控制系统硬件设计

3.1 硬件系统设计

3.2 进出料系统硬件设计

3.3 真空系统硬件设计

3.4 加热系统硬件设计

3.5 冷却系统硬件设计

3.6 本章小结

第4章 本地控制系统软件核心技术开发

4.1 CJ2M-CPU31 PLC 软件程序开发

4.2 上位监控软件界面设计及功能开发

4.3 数据库系统设计与开发

4.4 报表系统开发

4.5 系统核心通讯模块开发

4.6 本章小结

第5章 真空退火炉远程监控系统开发

5.1 远程监控需求及核心技术分析

5.2 远程监控系统总体方案设计

5.3 远程监控VPN网络构建

5.4 远程监控系统开发

5.5 本章小结

第6章 真空退火炉控制系统调试

6.1 本地端控制系统调试

6.2 远程监控系统调试

6.3 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间发表的学术论文和参与的项目

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摘要

网络技术的进步使得远距离通讯获得迅猛发展,真空退火加热技术作为传统工业重要组成部分,它与新技术的结合是未来工业发展的方向之一。真空退火处理在工业中占有特殊地位,它是实现加工精良器件必不可少的技术。远程监控一直是困扰工业自动化的难题,涉及技术多,如何保证在安全、实时、准确的前提下实现对远程设备的监测、控制、诊断是未来研究的方向之一。
  针对真空退火炉在真空设备自动化中的广泛应用,本地系统分别从硬件和软件两个方面设计了一种基于OMROM CJ2M-CPU31 PLC、先进温控仪与工业以太网的退火炉控制系统。阐述硬件系统基本组成和具体设计实现,对下位机PLC进行软件程序设计,在VS2010、MySQL5.7、Crystal Reports2008平台上采用C#语言自主开发本地上位监控软件,实现现场工况的监控、数据存储、报表打印和曲线显示等功能。智能温控仪表所带的自整定PID模块对不同温区进行控制,采用SYSMAC Compolet+FinsGateway与CJ2M-CPU31进行以太网通讯,与其他仪表采用MODBUS协议通讯,使得控制系统在温控精度方面的性能得到很大提高。
  为解决工业数据信息在远程传输时面临的各种难题,本系统通过采用VPN技术构建虚拟双向通道实现远程监控功能。从成本和安全性角度考虑采用OpenVPN实现远程监控,OpenVPN作为SSL VPN的一种具体实现,性能优秀,同时对SSL VPN的不足做出较大改进。本地控制系统的客户端与远程监控中心的服务器端设计也是在.NET4.0框架上采用C#语言实现,采用 Socket套接字技术实现两地数据实时双向传输,开辟多线程减少数据传输延时,同时服务器将采集的数据存入数据库方便以后查找和诊断。
  本文最后从本地和远程两个方面介绍控制系统的调试,由调试数据得出本套具有远程监控功能的真空退火炉控制系统具有控制精度高、可靠性好、安全性强等优点。

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