某海上采油平台生产过程控制系统的设计与实现
这是一篇关于海上采油平台,DeltaV,DCS,冗余的论文, 主要内容为伴随着我国大型工业产业的不断发展,对石油天然气的需求也大幅提高。近年来我国的原油对外依存度已临近危险值,同时化工生产对原油的需求量大幅增加。其中海洋油气开发具有高风险、高难度等特点,特殊的工作环境与复杂的工艺流程对仪控系统提出了更加苛刻的要求。中控系统作为平台安全生产的核心和指挥中枢,其可靠性、快速性和稳定性是否能够得到保证关系到整个采油平台生产流程的安全稳定和海上员工的安全状态,其重要性可想而知。本次设计以海洋石油平台的控制系统为出发点,进行深入的分析和搭建,并对其需求进行了分析。通过对PLC、DCS、FCS等三种主流控制体系进行了比较,根据当前海洋石油平台的工作环境和条件,从各方面原因进行分析,美国艾默生公司出品的Delta V DCS控制系统更适用于海上采油平台的特殊工况。其程序可通过卡件在相应卡槽安装自动达到冗余效果,操作便利可靠。为了达到安全生产的要求,本设计采用了24V冗余电源,并自主设计了硬件接线图并完成了硬件安装和接线。根据工艺控制要求采用Delta V设计了DCS控制程序,实现了压力、温度、液位的PID控制、开关控制,报警回路控制,蒸汽加热锅炉的串级控制等功能。并介绍了本设计所实现的功能,如对系统进行监控,对现场大型设备数据的远传,人机交互界面动画数据源的选择。最后通过对硬件、软件、通讯等多方面的检查调试后,经诊断软件后没有问题出现。最后,对控制系统进行了软硬件调试,整定了PID控制参数,达到了海上采油平台的控制要求。
基于ATCA平台下通用设备管理系统的设计与实现
这是一篇关于ATCA,电讯中间件,冗余,用户接口,故障检测的论文, 主要内容为电信行业进入3G时代后,数据处理量骤增。为保障系统数据处理的高性能,采用了电讯级操作系统和符合ATCA(Advanced Telecom Computing Architecture,先进电讯计算架构)规范的硬件平台。如何设计一个面向ATCA平台的电讯中间件设备管理系统,已成为电讯中间件开发的一个紧迫课题。 论文在研究了支持模块化通信平台的标准和规范后,提出了电讯中间件的部署方案。从电讯中间件的构成中归纳出设备管理模块的功能需求。作为电讯中间件的核心子系统之一,设备管理模块协同其他模块,实现了对符合ATCA标准的通用设备的管理。 论文的主要工作如下: 1.使用冗余技术保障高可用性。采用双机热备模式,活动结点对外提供服务,备份结点具有平滑接管活动结点的能力,分析了热切换和结点状态的迁移过程。利用ARP欺骗的方法实现了热切换时的IP接管。讨论了热切换前后冗余结点间应如何实现数据同步,并使用共有磁盘的解决方案,同时使用RAID来保障共有磁盘的安全性和可靠性。 2.设计了两种用户接口模式,即命令行模式和RPC模式。命令行模式设计查询和修改两类命令,RPC模式实现了其他系统通过远程过程调用的方法对整个机架设备的管理。 3.为及时监测到设备故障,采用了两种方法。第一种是周期轮询,即管理系统定期对所有设备发出一次健康询问。第二种是SNMP自陷方法,即利用SNMP将设备故障信息实时发回管理系统。并探讨了故障解析和处理过程。 通过对系统的测试,证明系统能够满足ATCA平台下通用设备管理的需求,并且有效提高了电讯中间件的可用性。
基于XML直接映射和间接映射的RDF构建方法研究
这是一篇关于RDF构建,XML元素分类和聚合,直接映射,间接映射,冗余,X2RML的论文, 主要内容为语义Web是基于图和“链接”的组织方式,但是所链接的不再是网页而是客观世界中的实体,实体之间的链接也被增加了语义描述。RDF是语义Web中用于组织语义化数据的数据模型,RDF Schema通过定义RDF使用的词汇为其赋予语义。知识图谱作为语义Web发展的产物成为了研究的热点,知识图谱中将三元组称作为知识。RDF通过聚合大量的知识实现快速响应和推理,已经被广泛地应用到智能领域作为数据组织的方式。Web中存在大量不同结构形态且没有语义信息的数据,基于这些数据构建RDF或知识图谱已经成为了一个重要的研究方向。XML是Web中统一的数据存储和交换格式,以XML描述的数据广泛存在于Web中,已经有一些工作致力于研究基于XML构建RDF的方法,但构建效果不甚理想,综合分析现有方法发现有以下几点不足:映射规则不合理,不能真正反映数据蕴含的语义信息;可处理的XML类型单一,方法的通用性和可移植性较差;未能有效识别等价元素,无法避免所构建的RDF出现冗余。本文基于已有方法的不足提出基于XML直接映射和间接映射的RDF构建方法,并在实验的基础上验证两种映射方法相较于已有方法的优势。具体研究内容如下:⑴提出对XML中的元素进行分类和聚合的概念。按照XML元素的嵌套结构定义其对应的三种子模型。XML中每个元素都可以视作是对现实世界中具体对象的描述,将标签名称相同的元素聚合为同一聚合类。对聚合类中元素的嵌套结构进行聚合获得该聚合类的抽象结构模型。⑵在XML元素分类和聚合的基础上设计基于XML直接映射构建RDF的映射规则和映射算法。该方法从两个层面进行RDF的构建:第一层基于XML元素的分类和聚合构建RDF Schema;第二层基于第一层实现XML向RDF的直接映射。在每一层中都设计了相应的映射规则和算法,在第二层中对XML中的等价元素作标记,等价元素在RDF构建过程中只映射一次,从而避免所构建的RDF出现冗余。在公开数据集上测试所设计的原型系统,通过分析实验结果验证该映射方法相较于已有方法的优势。⑶基于所设计的映射语言X2RML提出基于XML间接映射的构建RDF的算法,所设计的X2RML是对R2RML的继承与发展,相对于R2RML中的逻辑表,X2RML中使用XQuery查询获得的XML元素集被定义为逻辑树。对X2RML映射文档解析并对其中的不同的组件设计相应算法模块将逻辑树的相应部分映射为RDF三元组的不同组成部分。依据映射算法设计原型系统,使用相关实例对算法进行测试,验证算法的有效性。
某海上采油平台生产过程控制系统的设计与实现
这是一篇关于海上采油平台,DeltaV,DCS,冗余的论文, 主要内容为伴随着我国大型工业产业的不断发展,对石油天然气的需求也大幅提高。近年来我国的原油对外依存度已临近危险值,同时化工生产对原油的需求量大幅增加。其中海洋油气开发具有高风险、高难度等特点,特殊的工作环境与复杂的工艺流程对仪控系统提出了更加苛刻的要求。中控系统作为平台安全生产的核心和指挥中枢,其可靠性、快速性和稳定性是否能够得到保证关系到整个采油平台生产流程的安全稳定和海上员工的安全状态,其重要性可想而知。本次设计以海洋石油平台的控制系统为出发点,进行深入的分析和搭建,并对其需求进行了分析。通过对PLC、DCS、FCS等三种主流控制体系进行了比较,根据当前海洋石油平台的工作环境和条件,从各方面原因进行分析,美国艾默生公司出品的Delta V DCS控制系统更适用于海上采油平台的特殊工况。其程序可通过卡件在相应卡槽安装自动达到冗余效果,操作便利可靠。为了达到安全生产的要求,本设计采用了24V冗余电源,并自主设计了硬件接线图并完成了硬件安装和接线。根据工艺控制要求采用Delta V设计了DCS控制程序,实现了压力、温度、液位的PID控制、开关控制,报警回路控制,蒸汽加热锅炉的串级控制等功能。并介绍了本设计所实现的功能,如对系统进行监控,对现场大型设备数据的远传,人机交互界面动画数据源的选择。最后通过对硬件、软件、通讯等多方面的检查调试后,经诊断软件后没有问题出现。最后,对控制系统进行了软硬件调试,整定了PID控制参数,达到了海上采油平台的控制要求。
基于CAN总线的船舶机舱监控系统的设计与实现
这是一篇关于船舶机舱监控,CAN总线,以太网,冗余,ST32的论文, 主要内容为随着船舶工业的发展,舰船测控技术不断提高,各种智能传感器被广泛应用于机舱监控领域。以现场总线为基础的分布式监控系统已成为船舶自动控制领域的发展方向。本文使用以太网和CAN总线设计了一套船舶机舱监控系统,包括从站监控节点、CAN总线接口转换器、主站监控节点三部分。船舶机舱监控系统实现机舱动力设备运行参数的采集与传输、数据分析、故障报警和参数的动态显示等功能。主站监控单元使用工业控制计算机,包括用户数据库、图像监控模块、数据分析模块等多种软件模块,实现对机舱环境参数、主机工作状况以及机舱视频图像的监控。系统通过对监控信息的融合实现机舱火灾报警、轮机工作状态监测等功能。 文章首先介绍了船舶机舱监控系统的发展历程及现场总线在船舶监控领域的应用,通过对多总线冗余模型的分析,提出基于双CAN总线和以太网综合冗余的监控数据传输方案。接着对通信系统常用数据传输模型进行比较,制定监控系统的通信协议,详细地介绍了从站节点的软硬件设计、CAN接口转换器设计。在工控计算机上开发监控主站软件,介绍主站各个功能模块的实现,并着重分析了总线状态检测与冗余传输模块的设计流程,使用.NET Winfrom框架开发客户端图形监控界面,简要介绍了界面功能与实现方法。最后对本文所做的工作进行了总结与展望,指出设计的不足之处和需要进一步研究的内容。 设计的船舶监控系统具有以下特点:(1)为保证监控节点数据传输的可靠性,设计采用两条CAN总线、一条以太网的多总线冗余设计,实现从物理层到数据链路层的全面冗余,通过通信协议栈屏蔽底层传输差异,向应用层提供统一接口,协议栈能自动检测总线状态,根据传输数据的流量自动选择总线,实现从站路由实时切换。(2)设计的CAN接口转换器使用USB接口实现CAN总线与主站计算机之间数据交互,具有数据传输带宽大、传输延迟小等特点,使用转换器接口函数库对CAN报文传输细节作了抽象,方便用户二次开发。(3)主站节点采用客户端/服务器(C/S)设计模式,将数据的采集与处理过程相分离,使用应用程序间通信接口实现两者间数据交互,提高了设计灵活性。(4)在Windows操作系统上使用C# Winfrom框架开发客户端监控程序,具有界面友好、直观等优点。 本文设计的船舶监控系统,结合了CAN和以太网综合冗余技术,解决了监控数据的传输可靠性问题,实现机舱设备的远程监控,具有很大的发展与应用前景。该项目的来源是浙江省重大科技攻关项目“基于CAN总线冗余的船舶机舱监控系统”。
基于ATCA平台下通用设备管理系统的设计与实现
这是一篇关于ATCA,电讯中间件,冗余,用户接口,故障检测的论文, 主要内容为电信行业进入3G时代后,数据处理量骤增。为保障系统数据处理的高性能,采用了电讯级操作系统和符合ATCA(Advanced Telecom Computing Architecture,先进电讯计算架构)规范的硬件平台。如何设计一个面向ATCA平台的电讯中间件设备管理系统,已成为电讯中间件开发的一个紧迫课题。 论文在研究了支持模块化通信平台的标准和规范后,提出了电讯中间件的部署方案。从电讯中间件的构成中归纳出设备管理模块的功能需求。作为电讯中间件的核心子系统之一,设备管理模块协同其他模块,实现了对符合ATCA标准的通用设备的管理。 论文的主要工作如下: 1.使用冗余技术保障高可用性。采用双机热备模式,活动结点对外提供服务,备份结点具有平滑接管活动结点的能力,分析了热切换和结点状态的迁移过程。利用ARP欺骗的方法实现了热切换时的IP接管。讨论了热切换前后冗余结点间应如何实现数据同步,并使用共有磁盘的解决方案,同时使用RAID来保障共有磁盘的安全性和可靠性。 2.设计了两种用户接口模式,即命令行模式和RPC模式。命令行模式设计查询和修改两类命令,RPC模式实现了其他系统通过远程过程调用的方法对整个机架设备的管理。 3.为及时监测到设备故障,采用了两种方法。第一种是周期轮询,即管理系统定期对所有设备发出一次健康询问。第二种是SNMP自陷方法,即利用SNMP将设备故障信息实时发回管理系统。并探讨了故障解析和处理过程。 通过对系统的测试,证明系统能够满足ATCA平台下通用设备管理的需求,并且有效提高了电讯中间件的可用性。
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