电厂锅炉燃烧控制系统主站控制层的设计与实现

摘要

针对火力发电厂原锅炉燃烧控制系统数据采集实时性不强，通信速率太慢，系统稳定性差、可靠性不高等问题，本文设计并实现电厂锅炉燃烧控制系统主站控制层软件系统。控制系统基于分布式系统架构设计的思想，由主站、从站及操作员站组成。由操作员站发送工程师下达的指令，主站负责闭环过程控制所有锅炉系统，从站负责在现场数据采集；操作员站与主站之间使用工业以太网做为通信网络，主站和从站主从通信网络是Profibus总线。本系统是针对控制系统主站控制层研究设计的，采用冗余容错设计，包括热备份的双主站结构和双冗余通信网络；将本软件系统嵌入到芯片并应用于锅炉燃烧控制中，与控制算法进程间通信，实现闭环控制流程，可以更好的控制电厂锅炉，提升整个控制系统的实时性和可靠性。
　　在本文中，为达到锅炉燃烧控制系统的控制目的，设计并实现了系统主控层软件系统。根据系统的硬件组成及软件需求，提出了主站控制层软件系统的设计方案，方案包括软件总体设计、功能模块设计及数据交互设计，其中还介绍了软件系统涉及的技术方案设计。根据软件系统的总体设计，介绍每个模块的详细设计及具体实现，以及站与站之间通信的设计与实现，其中包括模块处理流程及关键技术运用。最后，从功能和性能两方面分别测试。通过主站控制层软件系统的测试，覆盖锅炉燃烧控制系统的整体通信测试和功能测试，包括操作员站与主站之间通信测试，主站与从站之间通信测试，系统流程测试。
　　本文设计的锅炉燃烧控制系统主站控制层软件系统，符合系统的需求规定，应用于电厂中，在系统通信速率及响应时间上都能达到要求，可以做到故障发生时，双冗余主站的无缝切换无数据丢失，在稳定性和可靠性方面都满足系统的需要。

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第1章 绪论

1.1课题背景及研究的目的和意义

1.2与本课题有关的国内外研究状况

1.3本论文研究的主要内容

1.4本文结构介绍

第2章 主站控制层软件系统需求分析

2.1锅炉燃烧控制系统介绍

2.2需求分析

2.3本章小结

第3章 主站控制层软件系统概要设计

3.1总体设计

3.2功能模块设计

3.3数据交互设计

3.4容错设计

3.5网络设计

3.6心跳线设计

3.7存储器设计

3.8环境设计

3.9本章小结

第4章 主站控制层软件系统详细设计

4.1以太网通信模块的详细设计

4.2主控模块的详细设计

4.3前端网通信模块的详细设计

4.4进程间通信的详细设计

4.5通信接口的详细设计

4.6心跳线的详细设计

4.7本章小结

第5章 主站控制层软件系统实现

5.1以太网通信模块的实现

5.2主控模块的实现

5.3前端网通信模块的实现

5.4进程间通信的实现

5.5通信接口的实现

5.6心跳线的实现

5.7本章小结

第6章 主站控制层软件系统测试

6.1测试环境

6.2功能性测试

6.3非功能性测试

6.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢

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