基于PXI总线的过程控制实验系统的开发

摘要

集散型控制系统（DCS）在过程控制领域应用十分广泛，但在数据通讯接口方面没有一个统一的总线标准而且组态软件也纷繁复杂。用PXI这种标准的通用线接口取代该过程控制实验装置的数据通讯接口，用LabWindows/CVI这种针对PXI总线模块仪器等虚拟仪器设计的软件开发平台取代其组态软件，提高了系统的精度及其稳定性和灵活性。
　　本文在深入研究PXI总线技术基础上，提出了基于PXI总线的过程控制实验系统的开发方案。该方案是采用了PXI总线技术，利用LabWindows/CVI软件平台将过程制实验系统“THJ-2型过程控制实验装置”各种信号采集到上位机进行实时显示，并对其进行控制。
　　本文详细地阐述了基于PXI总线的过程控制实验系统硬件和软件的设计过程。硬件电路部分主要由PXI接口电路和功能电路两大部分组成，本文首先从PXI总线接口开发步骤、PXI总线命令和数据传输过程、PXI总线接口方案的实现，热插拔电路的实现几个方面介绍了PXI接口电路部分；然后介绍了系统的功能部分；接着本文从仪器驱动程序的开发、用户界面设计过程和PID控制算法几个方面对软件设计做了详细介绍；最后给出了基于PXI总线的过程控制系统设计的与教学紧密结合的实验。
　　理论分析和现场调试结果表明，本文研制的基于PXI总线的过程控制实验系统无论是在实时性、稳定性、灵活性还是在系统精度等方面都有很大的提高。友好的人机交互界面让用户使用起来更加方便快捷。

目录

基于PXI总线的过程控制实验系统的开发

THE DEVELOPMENT OF PROCESS CONTROL EXPERIMENT SYSTEM BASED ON PXI BUS

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景、目的意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本课题来源及主要研究内容

第2章 系统总体概述

2.1 PXI规范

2.2 THJ-2型过程控制系统的简介

2.3 需求分析

2.4 主要技术指标

2.5 系统总体方案设计

2.6 PXI总线接口方案

2.7 本章小结

第3章 系统硬件设计

3.1 PXI总线接口

3.2 功能电路部分

3.3 本章小结

第4章 软件设计

4.1 概述

4.2 PXI模块仪器驱动程序的开发和软面板的设计

4.3 控制算法的设计

4.4 本章小结

第5章 实验设计

5.1 被控对象特性测试

5.2 单回路控制系统实验

5.3 本章小结

结论

参考文献

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攻读学位期间发表的学术论文

致谢