【摘要】：在構建等離子體環(huán)境時,空間等離子體環(huán)境模擬裝置各子系統(tǒng)存在一定的運行風險,為避免人員與裝置出現(xiàn)意外事故,本文針對空間等離子體環(huán)境模擬裝置建立了安全聯(lián)鎖系統(tǒng)。首先,對安全聯(lián)鎖系統(tǒng)控制策略進行研究與設計,分析空間等離子體環(huán)境模擬裝置各子系統(tǒng)的工作原理和各子系統(tǒng)工作時的相互耦合與制約關系,并且分別針對臨近空間等離子體環(huán)境模擬分系統(tǒng)和近地空間等離子體環(huán)境模擬分系統(tǒng)的實驗流程設計相應的安全聯(lián)鎖控制策略,最后給出了安全聯(lián)鎖保護邏輯框圖。其次,分析安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的功能需求,并基于安全聯(lián)鎖的可靠性需求在進行安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的軟硬件設計時采取相應的可靠性設計技術。硬件部分的可靠性設計主要通過基于S7-1500系列PLC的控制系統(tǒng)的硬件組態(tài)來實現(xiàn);軟件部分的可靠性設計則包括基于S7-1500系列PLC控制器的軟件冗余程序設計和安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的軟冗余性能測試。在初步完成安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠性設計后基于可靠性理論對其可靠性指標進行評估,并給出相應的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)可靠性參數(shù)。然后,針對安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信安全需求設計基于工控操作頻率特征的白名單網(wǎng)絡入侵檢測方案。根據(jù)安全聯(lián)鎖系統(tǒng)中網(wǎng)絡通信設備的IP地址、端口和MAC地址相對固定的特點設計基于白名單的網(wǎng)絡入侵檢測模塊。根據(jù)安全聯(lián)鎖系統(tǒng)中任務執(zhí)行的周期性特點,設計以單位時間內(nèi)特定工控操作發(fā)生的頻率作為檢測特征的入侵檢測模塊,采用改進的TCM-KNN算法對工控操作頻率進行異常檢測。同時搭建安全聯(lián)鎖系統(tǒng)仿真通信網(wǎng)絡,模擬通信網(wǎng)絡中的各種異常操作對入侵檢測方案的性能進行評估。最后,基于Win CC設計安全聯(lián)鎖系統(tǒng)上位機監(jiān)控界面,其中監(jiān)控界面包括登錄界面、近地分系統(tǒng)監(jiān)控界面、臨近分系統(tǒng)監(jiān)控界面、聯(lián)鎖邏輯界面、報警界面、用戶管理界面。同時基于FTP傳輸協(xié)議實現(xiàn)了將歷史報警記錄文件備份到其他主機的功能。
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文第 1 章 緒論1.1 課題來源及研究背景與意義本論文的研究來源于“空間環(huán)境地面模擬裝置”（“十二五”國家重大技基礎設施）的分系統(tǒng)——“空間等離子體環(huán)境模擬裝置”。圖 1-1 為空間離子體環(huán)境模擬裝置示意圖，根據(jù)模擬實驗環(huán)境的不同，空間等離子體環(huán)境擬裝置分為近地空間等離子體環(huán)境模擬系統(tǒng)和臨近空間等離子體環(huán)境模擬分統(tǒng)，，以下簡稱近地分系統(tǒng)和臨近分系統(tǒng)。近地分系統(tǒng)主要由真空子系統(tǒng)、磁子系統(tǒng)、磁體電源子系統(tǒng)和等離子體源子系統(tǒng)組成。臨近分系統(tǒng)主要包括真微波暗室、電弧等離子體源、微波傳輸與測量子系統(tǒng)、目標模擬子系統(tǒng)。

全性原則鎖系統(tǒng)應和門禁系統(tǒng)協(xié)同工作，禁止無關人員進入實驗全事故。安全聯(lián)鎖系統(tǒng)應該能夠和真空系統(tǒng)、磁體運動統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、目標模擬系統(tǒng)、各等離子源系統(tǒng)協(xié)同工境模擬裝置實驗設備的安全運行。靠性原則能避免安全聯(lián)鎖系統(tǒng)檢測到設備故障時的不動作的情況原則，即正常邏輯聯(lián)鎖信號為“1”，異常聯(lián)鎖邏輯信統(tǒng)工作原理分析空間等離子環(huán)境模擬分系統(tǒng)-1 所示，近地空間等離子體環(huán)境模擬分系統(tǒng)由以下幾部磁體子系統(tǒng)、磁體電源子系統(tǒng)和等離子源子系統(tǒng)以及與模擬分系統(tǒng)共用的診斷子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與中央控制子
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN915.08

【參考文獻】

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本文編號：2647642