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嵌入式远程测控终端设计与应用研究

发布时间:2018-09-03 10:09
【摘要】:远程测控终端(RTU)是一种集远程数据采集及处理、数据通信以及控制为一体的远程测控单元,是数据采集与监控系统(SCADA)的重要组成部分。由于嵌入式处理器具有硬件开发成本低、体积小、功耗低、实时性好以及开发周期短等特点,因而基于嵌入式处理器开发的RTU也就越来越成为研究的热点。本文RTU的研究以秦皇岛市东方房地产开发有限公司科研项目“城市集中供热综合优化监控系统”为应用背景。 首先,根据系统设计的技术要求,所设计的RTU包括中央处理单元、输入输出模块和数据通信模块等。其中,中央处理单元采用嵌入式微控制器STM32F103VET6为控制核心,其充分的资源能够完全满足控制系统的设计要求;输入输出模块由数字量输入/输出、模拟量输入和模拟量输出模块组成,模拟量输入、模拟量输出信号调理均采用线性光电隔离器件,可实现4-20mA电流信号的输入和输出;数据通信模块包括标准的RS232、RS485串行接口和GPRS模块(MC35i),能够实现数据的远程无线传输功能。 其次,采用模块化的设计思想完成了数据输入输出、数据处理、数据通信以及控制算法等模块的程序设计。 最后,采用所设计的嵌入式远程测控终端设计了换热站监控系统,实现了对换热站一次网供回水温度、压力、流量以及二次网供回水温度、压力、流量等参数的检测和远程传输,并完成了对变频器以及电动调节阀等的本地控制。同时,采用基于参考模型的模糊自适应控制算法实现对换热站出口温度的控制,仿真结果表明采用基于模型参考的模糊自适应算法的温度控制,超调量小、精度高、抗干扰能力强。
[Abstract]:Remote measurement and control terminal (RTU) is a remote measurement and control unit which integrates remote data acquisition and processing, data communication and control. It is an important part of data acquisition and monitoring system (SCADA). The RTU based on embedded processor is becoming more and more a research hotspot. The research of RTU in this paper is based on the research project of Qinhuangdao Oriental Real Estate Development Co., Ltd. "Integrated Optimization and Monitoring System for Urban Central Heating".
Firstly, according to the technical requirements of the system design, the RTU includes the central processing unit, the input and output module and the data communication module. Quantity input/output module, analog input and analog output module, analog input and analog output signal conditioning using linear optoelectronic isolation devices, can achieve 4-20 mA current signal input and output; data communication module includes standard RS232, RS485 serial interface and GPRS module (MC35i), can achieve remote data without. Line transmission function.
Secondly, the program design of data input and output, data processing, data communication and control arithmetic is completed by using modular design idea.
Finally, the embedded remote monitoring terminal is used to design the monitoring system of the heat exchanger station, which realizes the detection and remote transmission of the parameters such as the temperature, pressure, flow rate of the primary network and the temperature, pressure and flow rate of the secondary network, and completes the local control of the frequency converter and the electric regulating valve. The fuzzy adaptive control algorithm based on reference model is used to control the exit temperature of heat exchanger station. The simulation results show that the fuzzy adaptive control algorithm based on model reference has the advantages of small overshoot, high precision and strong anti-interference ability.
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TP274

【参考文献】

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本文编号:2219664

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