基于二分K-Means方法的DCS系统I/O分配

发布时间：2023-04-02 18:20

　　分布式控制系统(DCS)是目前主流的工业仪控系统主要选择方案之一。本文对DCS系统在大型工业设施如核电站中的工程应用中,出现的由于信号点过多导致的I/O分配较难开展的问题进行了研究,内容包括I/O分配的主要原则,手动分配过程及其缺陷,包括工作量大、效率低、易错、结果不够优化等问题。在此过程中,可以发现通过以软件算法对I/O进行分配,能有效提高系统安全性、降低工程成本的同时保证尽量高的系统可维护性。本文参考聚类算法的模型对I/O分配问题进行了建模,建立了各分配目标的评价函数。随后使用二分K-Means算法对I/O分配问题进行求解,并针对分配问题中出现的过分配问题和K-Means初值选择问题进行了优化改进,最后将其在实际工程中进行了运用,与手工分配的结果进行了对比,取得了令人满意的效果。

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题背景
        1.1.1 分布式控制系统简介
        1.1.2 分布式控制系统在大型工业设施中的应用
    1.2 DCS系统I/O分配问题
    1.3 本课题研究现状
    1.4 本章小结
第二章 DCS系统I/O分配介绍及其原则
    2.1 分配相关对象要素
        2.1.1 现场设备
        2.1.2 现场设备接口
        2.1.3 信号
        2.1.4 卡件
        2.1.5 机柜
        2.1.6 信号分配
    2.2 DCS系统I/O分配典型工作流程
        2.2.1 整理设备与设备接口清单
        2.2.2 生成I/O清单
        2.2.3 整理硬件信息
        2.2.4 控制器/机柜分配
        2.2.5 卡件分配
        2.2.6 DCS系统I/O分配典型工作流程总结
    2.3 分配优化目标
        2.3.1 安全性优化目标
        2.3.2 经济性优化目标
        2.3.3 可维护性优化目标
    2.4 分配基本原则
        2.4.1 安全分级原则
        2.4.2 设备位置原则
        2.4.3 设备冗余原则
        2.4.4 设备成组原则
        2.4.5 功能分区原则
        2.4.6 电源分区原则
        2.4.7 分批发货原则
        2.4.8 裕量原则
    2.5 本章小结
第三章 自动I/O分配算法原理
    3.1 I/O分配算法设计思路
        3.1.1 I/O分配问题定义
        3.1.2 I/O 分配问题定义
    3.2 可行算法
        3.2.1 匈牙利算法
        3.2.2 神经网络
        3.2.3 聚类算法
    3.3 聚类算法介绍
        3.3.1 层次聚类算法
        3.3.2 分割聚类算法
        3.3.3 其他聚类算法
    3.4 K-Means算法介绍
    3.5 二分K-Means算法介绍
    3.6 本章小结
第四章 自动I/O分配算法实践与验证
    4.1 I/O自动分配问题建模
        4.1.1 相似度模型
        4.1.2 评价模型
        4.1.3 参数表
    4.2 K-Means算法实现
    4.3 二分K-Means算法实现
    4.4 卡件至机柜分配
    4.5 算法优化
        4.5.1 K-Means初始化策略
        4.5.2 后处理
    4.6 算法验证
    4.7 本章小结
第五章 全文总结
    5.1 主要结论
    5.2 研究展望
参考文献
致谢
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本文编号：3779712