發(fā)布時間：2018-03-03 07:17

  本文選題：ARM　切入點(diǎn)：i.MX　出處：《山東大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：傳統(tǒng)的基于PLC實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控的系統(tǒng)具有信號電纜多,施工成本高,故障維護(hù)難度大的弊端,所以本文介紹基于嵌入式模塊的數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)。在嵌入式模塊信號采集的基礎(chǔ)上,利用網(wǎng)絡(luò)通信代替現(xiàn)場信號電纜傳遞數(shù)據(jù),有效解決了現(xiàn)場信號電纜多、故障維護(hù)難度大、施工成本高等一系列現(xiàn)實(shí)問題,目標(biāo)是利用嵌入式模塊采集信號,并選用一種通訊方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控,從而提高數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的科學(xué)化水平。除了信號采集功能,論文有兩處創(chuàng)新點(diǎn),一是利用嵌入式模塊通訊功能與上位機(jī)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的大量信號電纜;二是支持多種協(xié)議通訊,使用方便。論文的主要工作包括嵌入式模塊開發(fā)和數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩大部分。其中,嵌入式模塊實(shí)現(xiàn)信號采集、Modbus和TCP/IP通訊以及GUI顯示功能。本人在論文中主要負(fù)責(zé)嵌入式模塊軟件開發(fā)和數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),嵌入式模塊硬件開發(fā)由公司其他同事負(fù)責(zé)。首先,在討論了工業(yè)PLC數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施中,現(xiàn)場施工難度大、成本高的基礎(chǔ)上,分析了嵌入式模塊和數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能需求和非功能性需求。在需求分析基礎(chǔ)上,論文進(jìn)行嵌入式模塊(以下稱"模塊")和數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)(以下稱"系統(tǒng)")架構(gòu)的設(shè)計,提出模塊和系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)和原則,然后分別對模塊和系統(tǒng)功能架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。再一步,進(jìn)行模塊的詳細(xì)設(shè)計和實(shí)現(xiàn)。首先,該部分按照由底層到應(yīng)用層的順序設(shè)計軟件系統(tǒng),對各層的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行描述。在模塊設(shè)計中,為了充分的理解模塊的設(shè)計,論文簡單介紹了模塊內(nèi)核移植過程,對移植過程中涉及模塊需求功能的部分做出講解。然后,針對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行底層驅(qū)動配置和移植。在底層環(huán)境搭建完成后,根據(jù)需求分析中模塊功能進(jìn)行相應(yīng)模塊詳細(xì)設(shè)計和實(shí)現(xiàn),包括Modbus通訊、TCP/IP通訊及模塊GUI界面。第五部分,論文在模塊實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用在兗礦集團(tuán)煤業(yè)公司濟(jì)三煤礦井下降溫項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)。首先對整個數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件組成進(jìn)行簡單介紹,給出系統(tǒng)整體硬件組建圖。其次為采集的信號分配嵌入式模塊,并完成信號采集的物理接線,并在工業(yè)組態(tài)軟件WinCC進(jìn)行通信網(wǎng)絡(luò)配置,這一步主要實(shí)現(xiàn)WinCC與嵌入式模塊的驅(qū)動連接。然后對系統(tǒng)各功能實(shí)現(xiàn)情況介紹,并給出實(shí)現(xiàn)效果圖。最后,簡單分析了系統(tǒng)測試,并對壓力測試的環(huán)境搭建和測試過程給出了詳細(xì)分析。最后,本文對基于嵌入式模塊數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用情況作了簡單介紹,并對系統(tǒng)進(jìn)一步改進(jìn)提出了建議。目前系統(tǒng)已在兗礦集團(tuán)煤業(yè)公司濟(jì)三煤礦井下降溫項(xiàng)目上成功運(yùn)行,并取得了良好的運(yùn)行效果,提高了煤礦科學(xué)化管理水平,并降低了現(xiàn)場故障的維護(hù)難度。
[Abstract]:The traditional data monitoring system based on PLC has the disadvantages of many signal cables, high construction cost and difficulty in fault maintenance, so this paper introduces a data monitoring system based on embedded module. By using network communication instead of field signal cable to transmit data, a series of practical problems, such as more signal cables, more difficulty in fault maintenance and high construction cost, are effectively solved. The goal is to use embedded modules to collect signals. In addition to the function of signal acquisition, there are two innovations in the paper. One is to use the communication function of embedded module to realize the data transmission with the monitor of the host computer, and then to improve the scientific level of the data monitoring system. Instead of a large number of traditional signal cables, the second is to support a variety of protocols communication, easy to use. The main work of this paper includes two parts: embedded module development and data monitoring system implementation. In this paper, I am mainly responsible for the development of embedded module software and the implementation of data monitoring system. The hardware development of embedded module is the responsibility of other colleagues of the company. On the basis of discussing the difficulty and high cost of field construction in the implementation of industrial PLC data monitoring system, the functional and non-functional requirements of embedded module and data monitoring system are analyzed. The paper designs the architecture of embedded module (hereinafter referred to as "module") and data monitoring system (hereinafter referred to as "system"), puts forward the goal and principle of module and system design, and then designs the module and system function architecture separately. First of all, the software system is designed according to the sequence from the bottom layer to the application layer, the design and implementation of each layer are described. In the module design, in order to fully understand the design of the module, This paper briefly introduces the process of module kernel transplantation, and explains the part of module requirement function in the process of transplantation. Then, the bottom driver configuration and transplanting for network device are carried out. According to the requirement analysis, the module function is designed and implemented in detail, including Modbus communication, TCP / IP communication and module GUI interface. 5th part. The paper is based on the implementation of the module. In order to realize the data monitoring system, the paper introduces the hardware composition of the whole data monitoring system, which is applied in the cooling project of Jin3 Coal Mine of Yankuang Coal Group Company. The whole hardware structure diagram of the system is given. Secondly, the embedded module is allocated to the collected signal, and the physical connection of the signal acquisition is completed, and the communication network is configured in the industrial configuration software WinCC. This step mainly realizes the driver connection between WinCC and embedded module. Then the realization of each function of the system is introduced, and the effect diagram is given. Finally, the system test is simply analyzed. Finally, the application of data acquisition system based on embedded module is briefly introduced. Suggestions for further improvement of the system are put forward. At present, the system has been successfully run on the cooling project of Jin3 Coal Mine of Yankuang Coal Group Company, and has achieved good operation results and improved the level of scientific management of coal mines. It also reduces the difficulty of maintenance.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP277

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本文編號：1560041