计量泵组的网络监控平台设计及其动态优化研究

摘要

组态软件在工控系统中的作用越发的明显，然而冗余的功能、昂贵的价格，让不少企业望而怯步。对于计量泵的研究目前大多还处于单泵阶段，随着计量泵数量的不断增加，泵组协同工作情况的出现，将泵组作为一个完整的对象，在其综合监控系统的优化和调度的研究是显得非常重要的。因此对于计量泵组专用组态软件的开发，泵组经济运行情况的探索，具有现实的意义。 本文从计量泵这一实际对象入手，根据以太网和现场总线的网络结构，运用Java语言设计计量泵专用的网络监控平台。针对计量泵组的运行情况，将泵组的总能耗最小作为经济运行的优化目标，建立了数学模型，利用动态规划方法，通过优化的流量分布，降低泵组的总功率消耗。本文主要的工作如下: 1.叙述了组态软件的发展和应用情况，提出基于以太网-现场总线技术的计量泵专用网络监控平台解决方案。 2.分析泵组工业流程的数据特点和监控平台的设计需求，在PC机上编码实现。软件采用Java语言开发，运用MVC设计模式和Mina框架，实现了监控主机和现场设备的通信和数据交换，并在图形界面上实现可视化的直观显示，设置软件登录权限，集成员工管理功能。 3.在平台基础上，研究多泵组协同完成一个生产任务的情况，建立数学模型，运用动态规划法求解模型，探索泵组的经济运行情况，力求合理的降低泵组在运行过程中产生的功耗。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题提出的背景

1．2 课题研究的目的和意义

1．2．1 专用组态软件

1．2．2 计量泵组经济运行

1．2．3 课题意义

1．3 研究现状和趋势

1．3．1 组态软件研究现状和趋势

1．3．2 计量泵研究现状和趋势

1．4 本文研究的主要内容

1．4．1 研究内容

1．4．2 论文结构安排

第2章 计量泵组的网络监控平台

2．1 概述

2．2 技术背景及相关原理

2．2．1 计量泵

2．2．2 以太网技术

2．2．3 现场总线技术

2．3 网络监控平台

2．3．1 网络监控平台设计方案

2．3．2 协议转换器

2．2．3 计量泵数字变频器

2．4 功能分析和监控要求

2．5 小结

第3章 软件平台的整体设计框架

3．1 概述

3．2 软件分析

3．3 开发工具选择

3．4 平台总体构架和设计思路

3．4．1 总体构架

3．4．2 图形显示界面的设计要求

3．4．3 后台应用程序的设计要求

3．4．4 数据库设计要求

3．4．5 优化算法的要求

3．5 小结

第4章 计量泵组网络监控平台的软件设计

4．1 概述

4．2 MVC设计模式的选择

4．3 界面显示(View)

4．3．1 界面设计概况

4．3．2 登录启动界面

4．3．3 登录界面

4．3．4 主界面

4．3．5 计量泵监控界面

4．3．6 人事管理和人事登录管理

4．4 业务逻辑模块设计(Model)

4．4．1 网络通信

4．4．2 数据交换管理

4．4．3 数据库管理

4．4．4 配置文件

4．5 小结

第5章 计量泵组动态优化的探索

5．1 概述

5．2 泵组动态优化的数学模型

5．2．1 数学模型的建立

5．2．2 动态规划法求解

5．3 模拟运行例子

5．3．1 流量分配

5．3．2 优化结果

5．3．3 流量分配深入探索

第6章 总结和展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果