ACS型综合测流平台关键技术的研究

发布时间：2020-11-12 06:59

　　 吊箱缆道系统是我国现阶段河流流量测验使用最广泛的测流技术,吊箱缆道系统除了最常用的旋桨流速仪外,而且能搭载微波流速仪、电磁流速仪、ADCP等测流设备,然而目前吊箱缆道系统的控制软件都默认测流设备是旋桨流速仪,不能支持多种测流设备,同时控制软件也是封闭的,不能提供数据接口和指令接口。针对上述问题,本课题在结合以往吊箱缆道系统控制软件设计经验和计算机远程通讯技术的基础上,对控制软件通讯过程中的关键技术进行了研究,开发出了ACS型综合测流平台。ACS型综合测流平台不仅能完成传统吊箱缆道系统控制软件控制吊箱缆道系统完成测流工作,还实现了兼容多种测流设备和为上位测流控制软件提供数据接口和控制指令接口的功能,实现了测流软件的平台化。ACS型综合测流平台不仅可以作为测流软件完成测流工作,还能作为平台为其他测流系统的测流控制软件提供必要的数据和运动控制接口。作为上位软件,采用Modbus协议与下位可编程控制器进行信息交换,从而控制吊箱缆道系统。作为下位平台采用TCP/IP套接字(Sockets)协议与上位软件建立通讯。综合测流平台具有调试模式、人工模式、测流模式和平台模式四种工作模式,四种模式分别实现不同的功能。调试模式用于软件的调试和安装;人工模式用于完成传统的测流工作;测流模式用于搭载不用的测流设备完成测流工作;平台模式为上位软件提供接口,又分为受控模式和编程运行模式,受控模式用于配合其他测流设备配套软件完成测流,编程运行模式用于运行编写的全自动测流程序。软件遵循模块化设计原则,在结构上可以分为控制程序、测流程序、调试程序、仪器程序、运行程序和解释程序、数据库。控制程序采用Modbus通讯协议实现对吊箱缆道系统的控制;测流程序针对不同测流设备的特性控制吊箱缆道系统运动;调试程序通过读取PLC中某个数据块的常量完成通讯连接调试,通过对起点距坐标、吊箱坐标、悬杆坐标的进行四则运算处理模拟吊箱缆道系统的运动,通过手动按钮模拟测深的水面信号和水滴信号,通过手动按钮模拟测流设备的流速信号;仪器程序为其他测流设备提供接口;运行程序运用综合测流平台提供的控制指令表完成编程模式运行;解释程序采用字符串分割技术和switch多分支语句解析和执行全自动测流程序;数据库程序采用SQL语句实现对测流数据和设备数据的读取、写入、删除和更改等功能。综合测流平台的成功研制和应用,推动了水文测流智能化和现代化的进一步发展,为各科研单位对测流技术的研究提供了运动控制平台,为水文工作做出了不可代替的贡献。
【学位单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P332.4
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题的背景
    1.2 国内外测流平台概况
        1.2.1 国外测流平台概况
        1.2.2 国内测流平台概况
        1.2.3 测流平台发展趋势
    1.3 选题的研究意义
    1.4 选题的主要研究内容
        1.4.1 选题的总体技术方案
        1.4.2 选题的具体方案
第二章 平台的功能分析和总体设计
    2.1 概述
    2.2 平台的功能和特点
        2.2.1 平台的功能
        2.2.2 平台的特点
    2.3 平台的工作模式
        2.3.1 调试模式
        2.3.2 人工模式
        2.3.3 测流模式
        2.3.4 平台模式
    2.4 智能校验
    2.5 本章小结
第三章 平台的通讯方式
    3.1 概述
    3.2 平台与PLC的通讯
        3.2.1 Modbus通讯协议
        3.2.2 平台与PLC的信息传输协议
        3.2.3 平台与PLC通讯的技术实现
    3.3 平台与测流控制软件的通讯
        3.3.1 套接字（Sockets）
        3.3.2 平台与测流控制软件的信息传输协议
        3.3.3 平台与测流控制软件通讯的技术实现
    3.4 本章小结
第四章 平台的软件系统
    4.1 控制模块
    4.2 测流模块
    4.3 调试模块
    4.4 数据库
    4.5 本章小结
第五章 平台化关键技术
    5.1 指令系统
    5.2 解释程序
    5.3 接口
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 课题研究成果
    6.2 前景展望
参考文献
致谢
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本文编号：2880423