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基于Can总线的煤矿运输“通信、集中、闭合”监控系统设计与实现

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目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题的背景

1.2 课题的研究现状

1.3 课题的研究意义

1.4 课题的研究内容

第2章 系统构架设计

2.1 Can总线

2.1.1 Can总线技术介绍

2.1.2 Can总线技术在系统中应用

2.2 系统概述

2.2.1 系统应用环境与参数

2.2.2 系统功能和特点

2.3 系统结构和配置

2.3.1 系统结构

2.3.2 下位机配置与通讯方式选择

2.3.3 上位机配置与开发工具

2.4 本章小结

第3章 PLC控制系统设计

3.1 PLC应用背景

3.2 PLC控制系统功能

3.3 PLC控制系统实现

3.3.1 主循环程序

3.3.2 PLC与上位机通讯子程序

3.3.3 通讯中断子程序

3.4 本章小结

第4章 上位机软件系统设计

4.1 分布式监控系统结构

4.1.1 分布式对象的主流技术

4.1.2 系统的分布式结构

4.1.3 开发工具选择

4.2 基于OPC的数据采集

4.2.1 0PC介绍

4.2.2 0PC对象与接口

4.2.3 基于OPC的数据采集实现

4.3 实时数据服务器

4.4 实时数据库及其设计与实现

4.4.1 实时数据库介绍

4.4.2 实时数据库的设计思想

4.4.3 实时数据库的事务调度

4.4.4 系统实时数据库的特点

4.4.5 系统实时数据库的设计

4.4.6 系统实时数据库的实现

4.5 基于OPC-XML的分布式监控系统

4.5.1 0PC-XML介绍

4.5.2 SOAP协议介绍

4.5.3 基于OPC-XML的远程数据发布

4.6 本章小结

第5章 监控端软件开发

5.1 软件需求

5.2 数据库设计

5.2.1 数据流设计

5.2.2 数据字典设计(如表5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7所示)

5.3 基于VCL的组件设计

5.3.1 VCL组件介绍

5.3.2 系统定制的VCL组件

5.4 上位机软件主要功能设计

5.4.1 系统介绍

5.4.2 通讯设置

5.4.3 系统复位操作

5.4.4 权限管理

5.4.5 司机代码配置

5.4.6 系统参数设置

5.4.7 地址参数设置

5.4.8 运行模拟演示

5.4.9 信息管理

5.4.10 故障报警及自诊断功能

5.4.11 报表生成

5.4.12 机车运行回放

5.5 机车运行回放的实现

5.6 本章小结

第6章 系统测试

6.1 系统测试介绍

6.2 系统测试用例

6.2.1 测试用例介绍:

6.2.2 系统测试用例

6.3 本章小结

第7章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢

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摘要

以分布式工控网络为核心的机车运输监控和自动调度系统“通信、集中、闭合”监控系统是一种新型的矿用安全监控系统。它具有传输质量稳定可靠、集成度高、成本低等优点,在煤矿企业信息化管理领域应用前景十分广阔。本文分析和探讨了现有煤矿监控系统的主要缺陷和发展方向,用Can总线代替传统的RS485传输,提高了系统的实时性、可靠性和灵活性。用PLC控制器代替继电器等器件设计井下控制系统,进一步提高了整个系统的实时性和稳定性。同时,上位机运用国际流行的OPC协议采集机车运行数据,保证了通讯的稳定性和速度,为了更好地解决信息响应的问题,本系统设计并实现了一个相对简化的实时数据库,满足了用户对监控的要求,解决了上位机与下位机信息同步的问题。
   本系统基于Can总线设计,其多主竞争式的总线结构,具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点。这种设计实现多节点高速、高可靠性的网络互联,对煤矿环境安全参数和设备运行状态进行实时监控,各监控终端可根据优先级别自主通讯,主机对全局参数进行信息融合、综合分析与诊断及预警连锁及辅助决策;同时本系统采用具有高可靠性和高抗干扰性的PLC可编程控制器,保证了自身在煤矿井下恶劣环境中的稳定;使用无线数据传输的方式实现了对机车运行的跟踪功能,提供了煤矿井下机车运行智能管理与报警的完善解决方案;整合安全监控系统,从而更加符合煤矿企业的安全监管实际需求和成本控制要求;在分析了煤矿井下巷道的地理环境后,本系统采用树型网络拓扑结构组网,利用PLC实现了数据的中继和控制功能;本系统上位机监控软件平台在WindowsXP操作系统下采用BCB+SQLServer的开发模式,从而实现了动态图形显示井下机车运行位置信息和报警数据信息等关键功能,并具有强大的后续数据处理功能,方便煤矿企业的信息化管理;本系统按照矿用产品的特殊要求,切实有效地保证了产品的可靠性和防爆性。
   整套“通信、集中、闭合”系统在煤矿现场进行了较长时间的实验,结果表明,系统各方面的功能和性能,已经初步达到了预期的目的和要求,为进一步深入研究奠定了坚实的基础。

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