一、HART协议在分析仪表中的应用（论文文献综述）
朱天亮[1]（2020）在《回波信号处理方法研究及其在远程工业密度计中的应用》文中进行了进一步梳理随着我国化工工业技术的快速发展,化工生产线智能化的需求不断增加,相应的在线工业智能仪表应运而生。其中超声波密度测量仪表在工作过程中,由于对回波信号的采集精度较低,且采集后的信号中含有大量干扰噪声,使其测量精度不理想。为提高超声波密度计测量精度,本课题通过优化超声波回波采集模块及改进回波信号处理方法,以提高超声波回波信号信噪比,从而改善测量结果。另一方面,目前现有的大多数超声波密度测量仪表仍需进行现场操作,且可与原有生产设备相兼容的仪表种类较少。针对此问题本课题采用HART协议作为远程工业密度计通信部分的解决方案,不但解决了传统420mA电流回路中只能传输单一信号的问题,而且兼顾了对原有集散控制系统（DCS）中420mA电流回路的兼容性,最终完成相关软硬件设计,研制出一套高精度的远程工业超声波密度计,并适用于国内大多数的化工生产企业。论文的工作内容主要体现在以下几个方面:（1）根据对超声波密度计在测量过程中的回波信号传播特点及其采样需求的分析,设计了基于随机等效采样原理的回波信号采集模块。并通过缩短步进脉冲的发射时间间隔,来提高随机等效采样精度,从而将高频回波信号转换为可采集的低频信号,完成对超声波回波信号的采集与重构。（2）针对超声波回波信号中的各种噪声干扰,提出了基于广义S变换的奇异值分解去噪方法。通过对采集得到的超声波回波信号进行广义S变换得到二维时频系数矩阵,随后对该矩阵进行奇异值分解,根据分解后的分量信号与原始信号之间的相关系数来确定重构矩阵的阶数并进行重构,最终将重构后的时频系数矩阵S逆变换为回波信号序列,从而实现对超声波回波信号的有效去噪。通过MATLAB平台进行仿真实验,结果表明改进后的奇异值分解噪算法去噪性能有着显着提高。（3）设计并完成一套远程工业超声波密度计。采用基于ARM7的STM32微处理器作为整个系统的核心处理控制器,在KEIL5软件环境下使用C语言进行了模块化编程。利用基于HART协议的A5191型芯片、AD5421转换芯片及相关外围电路实现密度计的远程通信功能,使仪表数据可在现有的420mA电流回路中稳定传输。并在LabWindows/CVI软件下开发了相应的PC端上位机软件,实现远程参数查询、设置和运行数据监控等功能。实验与现场测试表明:所设计的远程工业密度计测量精度最高可达到2.21%F.S。所提出的基于广义S变换的奇异值分解去噪方法与现有常用去噪方法相比,可较好地保留回波信号的奇异性特征,并提高信号信噪比,从而可较准确地拟合出回波信号包络。改进后的工业密度计测量精度有着显着提升,且已应用于实际生产之中。
陈阿辉[2]（2017）在《FMCW雷达物位测量系统的研究与设计》文中指出物位测量是对容器中物料存储量的度量,是调节物料平衡、确定产品产量的有效手段,在自动化工业生产过程中物位测量占有非常重要的地位。随着我国工业发展水平的不断提高,高精度、高可靠性的物位测量技术得到了快速的发展,FMCW雷达以其结构简单、发射功率低、测距精度高、抗干扰能力强等优点,被广泛应用于物位测量领域。因此,对FMCW雷达物位测量系统的研究与设计具有非常重要的意义和价值。本文首先对FMCW雷达物位测量系统的相关技术原理进行介绍,阐述了锯齿波FMCW雷达的测距原理以及基于HART协议的通信技术,在此基础上提出了物位测量系统的整体框架。物位测量系统由五个部分组成,分别是信号处理与控制模块、HART通信模块、电源模块、红外输入与LCD显示模块以及雷达收发模块。信号处理与控制模块选用基于ARM Cortex-M4内核的STM32F407处理器作为信号处理和外设控制的核心,并设计了对雷达收发模块、HART通信模块、红外输入与LCD显示模块的控制接口;HART通信模块采用AD5421和AD5700-1芯片搭建,实现了该模块的硬件设计;电源模块为系统的各个模块供电,由于AD采样电路和雷达收发模块的微波电路对电源的要求很高,电源模块的输出电压必须稳定且低噪声;红外输入与LCD显示模块实现了系统的人机交互功能,方便测量数据的读取以及调试参数的设置。其次,研究了 FMCW雷达的差频信号处理算法。使用雷达进行物位测量时,回波信号中经常会混有大量的杂波和噪声干扰,为了从这些干扰中识别出目标回波,并判断目标的准确距离,本文选用FFT+Chirp-Z和OS-CFAR相结合的信号处理算法,经验证,该算法可以很好地从差频信号的频谱中检测出目标,并实现对目标频率的估计。然后本文对物位测量系统的软件进行设计。通过对软件需求的分析,将软件设计分成了两部分,信号处理与控制软件主要负责信号处理算法的实现以及相关的外设控制,HART上位机软件则实现与物位测量系统的HART协议通信。最后,本文对系统各个模块的功能进行测试,测试结果表明本文设计的FMCW雷达物位测量系统可以正常工作,测距精度±15mm,满足工业现场的物位测量需求。
高鹏[3]（2016）在《DeltaV自动控制系统在多晶硅工厂中的应用》文中提出近年来,微电子芯片制造及太阳能发电行业在我国迅猛发展,它们的上游原材料——多晶硅的消耗量也呈现逐年快速递增趋势。随着下游行业对多晶硅的产量和纯度要求越来越高,对多晶硅生产关系紧密的自动化控制系统的要求也愈来愈高。集散控制系统（DCS）是目前精细化工行业在控制系统中的主流产品,它的广泛应用使得工艺人员能够更加准确的掌控产品的成产过程。针对多晶硅生产行业特点,本论文主要研究了艾默生公司开发的DeltaV集散控制系统的实际应用,完成对针对多晶硅生产工厂的控制系统的设计和组态。论文首先介绍了工程项目背景,多晶硅的生产工艺流程,包括工业硅粉的准备、三氯氢硅制备及精馏提纯,多晶硅的还原工艺,同时对生产过程用到的中大型成套设备进行了介绍。结合多晶硅制造的实际情况,提出了对控制系统的控制目标要求。其次,从控制系统的实际硬件组态方式开始,介绍DeltaV DCS系统功能特点,包括通讯卡件的物理参数、系统画面的开发过程、软件逻辑的组态流程以及远程通讯功能等等。其中详细介绍了几种典型控制回路的控制原理及开发过程,以及顺序控制的开发思想与编写过程。再次,控制系统开发完成以后,对项目的所有功能进行了调试,包括人机界面,软硬件系统测试与修改。最终,试生产过程中系统控制的功能达到了预期效果,完全满足工艺操作人员对自控系统功能的使用需求。
席建华[4]（2015）在《基于FF总线技术工厂管控网的应用与分析》文中指出作为自动化技术发展热点之一,现场总线技术近年来发展迅速,变得日益成熟,被广泛地应用于对长周期和可靠性有很高要求的连续性化工生产领域。在过程控制点数规模较大的大型化、一体化的联合化工生产企业,现场总线技术通过数字信号取代模拟信号,使工艺变量测量和控制信息实现了就地采样、就地计算、就地控制,控制功能从DCS系统下放到现场仪表设备,以满足大型化工装置分散控制,集中管理、规模可变的要求。因此,越来越多的大型联合化工厂广泛采用以现场总线技术与集散控制系统集成的方式应用于工厂的过程控制。本文以拜耳材料科技一体化基地电解盐酸制氯装置控制系统的设计应用为例,深入分析并探讨了基于基金会现场总线技术工厂管控网自动控制系统应用的全过程。为构建一个生产经营管理一体化、高效率、低单位能耗和降低装置施工建设和生产维护成本的“数字化智能工厂”,选用合适的自动化过程控制系统显得尤为重要。其必须以满足几个基本要求:保证长周期运行的可靠性、低成本系统规模扩展、系统开放性和强大的系统集成功能。本文以实际工程应用为例,首先阐述了现场总线的概念、通信方式、网络架构,以及应用现场总线技术所具有的优势和特点。列举了当前几种比较典型的现场总线技术。结合电解盐酸制氯工艺特点,提出了基于基金会现场总线的工厂管控网控制设计方案,详细阐述了控制系统总体方案实施的过程,并提出一些具有建设性的现场总线应用技术措施,对系统硬件配置、软件组态、总线网络布局和资源的管理进行了深入的分析。利用FF总线仪表设备的数字化和智能化的特点,实现通过DeltaV内嵌的资源管理系统（AMS,Asset Management System）对FF、Profibus、Hart等现场总线设备运行状况实时监控,并对监控数据进行管理,及时了解现场总线设备的健康状态,预判现场总线设备的是否需要维护,实现真正意义上的仪表设备预防维护功能。电解盐酸制氯是较成熟的制氯工艺过程,它的特点是腐蚀性强、电能消耗大、要求连续长周期生产、辅助系统多、现场仪表设备易受电磁干扰严重等等。针对盐酸电解制氯生产过程控制的特点,重点分析传统PID控制器作为该装置控制回路主要算法的计算原理、参数整定及算法实现过程。列举了一个利用智能现场总线设备实现氯气分配控制策略优化的实例。详细地阐述了如何通过改进的前馈+PID控制器解决对长期困扰装置运行的氯气分配总管压力控制的问题。新方案投用后,对比了单纯使用传统PID控制器和前馈+PID控制器方案的实际应用结果后得出结论,新的前馈+PID控制器的改进方案控制效果优化明显,能有效地克服了下游装置非计划停工或下游某个装置生产负荷大幅波动,导致氯气总管压力波动得难题。并列举利用FF总线仪表PID控制功能实现盐酸浓度配比控制的优化过程。
方燕[5]（2015）在《HART温度变送器的设计与实现》文中研究表明HART协议是一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议,它以FSK方式在4-20mA模拟信号上叠加一个数字信号,实现模拟信号和数字信号的兼容传输,可直接接入现有的DCS系统中。本课题的主要任务是将HART技术和微处理技术引入到温度变送器中,通过微处理器实现参数设置、信号补偿、自诊断等功能,运用HART技术实现远程组态、远程监控、远程校正等功能,制造全输入、双通道、能接受传感器二线制、三线制、四线制接入模式的温度变送器,从而使其在功能上更具有竞争优势。本文首先研究了HART技术,包括物理层、数据链路层和应用层,在此基础上,采用低功耗MSP430F169单片机作为控制芯片,确定了仪表的总体架构。硬件方面,主要由传感器模块、控制模块、数据采集和处理模块、]HART通信模块、复位模块、电源模块等组成；软件方面,采用低功耗设计,包括主程序、信号采样和处理程序和上位机通信信号中断处理；在结构上,也设计了适用于此电路板的外壳。在完成智能变送器的设计后,本文还对仪表进行了一些改进,包括降低温漂、加快采样速度、设置报警模式等,并通过监控组态软件对相关功能进行了测试,经试验证明,仪表已达到设计要求。
杨沐鑫,王萍[6]（2014）在《HART协议在粉尘仪中的应用》文中提出传统粉尘仪的维护管理与故障排除效率较低,给生产带来了一定的影响。为改善这一现状,文中提出了采用HART协议作为粉尘仪与上位机的通讯协议,通过对现有的粉尘浓度变送器加以改进,实现HART协议通讯功能。实验证明,改进后的粉尘仪在维护管理和故障诊断方面的效率均有所提高。
何之栋[7]（2014）在《工业无线网络路由及通信调度的实现与优化》文中研究表明与有线工业通信网络相比,工业无线网络具有布线成本低、组网灵活、易于安装和维护的优点,因此在国内外工业自动化监测及控制领域得到了越来越多的重视和应用。本文以WirelessHART为主要研究对象,分析工业无线网络的应用需求,研究其中的关键技术,包括路由管理方法及通信调度方法,进而设计具体方案并进行相关仿真测试及实验分析。本文主要内容包括：针对工业无线网络的可靠性需求,设计了一种基于网络状态的多路径图路由方法。根据不同阶段的网络状态采用相应路由算法：在网络拓扑变化阶段采用一种网络局部调整的路由算法,只针对变更链路做出调整,不影响网络其他设备,从而避免全局网络频繁调整,加快网络收敛；在网络拓扑稳定时采用一种均衡路由算法,即根据网络及设备状态,针对实时性及负载均衡需求进行全局优化。仿真结果表明,基于网络状态的多路径图路由方法保证了网络路由可靠性并实现了负载均衡。针对工业无线网络通信调度的应用需求,设计了基于信道优先搜索的通信调度方法。其中,为了保证优先级较高任务的实时性,设计了预留时隙调度策略,对网络管理及控制任务能保障通信资源的优先分配,避免被连续多个时隙被优先级较低的数据上传任务所挤占而导致的调度延迟；其次为使定长超帧兼容不同数据刷新率,设计了超帧循环拼接策略,简化超帧管理,提高网络及设备兼容性。仿真分析表明,预留时隙策略可以保证重要管理任务调度的实时性。此外,本文在嵌入式平台实现了所设计的通信调度方法,对相关通信调度服务进行测试,结果验证了本文方法的可行性。研究了工业无线网络路由及调度联合优化方法,运用极值动力学方法优化网络路由及通信调度问题。以网络实时性及网络寿命为优化目标,建立符合工业无线网络特性和需求的整数规划问题模型。基于极值优化方法,设计优化算法步骤、选取适值函数并设计变异规则,并将其应用于求解无线网络通信调度问题。数值算例结果表明,使用本文算法能快速有效地达到优化目标,即延长网络寿命,降低数据延时；并通过仿真分析了两个优化目标的权衡关系,在工程应用中可根据具体需求灵活配置。
蔡营[8]（2013）在《WIA-PA工业无线网络多信道MAC机制研究》文中研究说明目前,在信息技术的推动下,工业现场设备得到升级,已经逐渐实现系统化、智能化和网络化。在控制系统中,由这些现场设备组成的控制网络是核心,而控制网络在网络技术的带动下,逐渐向工业无线网络发展,并取得了较多的成果,如SP100、Wireless Hart等无线网络工业无线网络在传统无线传感器网络上得到继承和发展,它不仅继承了无线传感器网络的低成本、泛在感知、低功耗和易维护等特性,还在此基础上增加了网络的实时通信和抗干扰特点,它在工业过程自动化的实时监测和流程控制等领域得到广泛应用。WIA-PA（Wireless Networks for Industrial Automation-Process Automation）主要由中科院沈阳自动化研究所、重庆邮电大学、西南大学等10余家单位,在国家863重点课题支持下共同研究开发的。WIA-PA是应用于过程自动化的工业无线网络协议标准。它把无线通信技术引入工业过程控制领域,其网络通信具有实时通信、高可靠、低能耗等特性。WIA-PA网络采用了网状和星型双层网络体系结构,其网络资源采取了集中式和分布式相结合的管理方式,具有良好的性能。MAC协议处于传感器网络协议的底层部分,对网络的性能有较大的影响,是保证无线传感器网络高效通信的关键网络协议之一。MAC协议决定了各通信链路如何使用无线信道,它为传感器节点之间数据传输分配有限的通信资源。传统的单信道MAC协议在进行数据传输时存在较大的数据冲突,多信道MAC协议在充分利用信道资源的基础上,能够增大网络吞吐量,减小时延。目前并没有针对WIA-PA网络提出有效的多信道MAC机制,而现有的多信道MAC机制不能直接应用于WIA-PA网络。本文在参与WIA-PA网络的研究工作基础上,针对该网络的特性和工业控制的要求,结合现有的媒质访问控制机制,提出了一种适合WIA-PA网络的多信道MAC机制。本文在分析工业无线网络发展背景和课题研究意义的基础上,首先对WIA-PA工业无线网络的网络体系结构、技术特点、资源管理、关键技术等方面进行了概述。其次,本文还对并对媒质访问控制原理进行阐述,分析了典型的单信道的MAC协议以及现有的多信道MAC协议特点,指出其应用在WIA-PA网络中存在的问题。最后,根据WIA-PA网络特点,本文提出了一种高性能的多信道MAC机制,该机制主要包括多信道MAC机制信道分配算法设计和多信道MAC通信设计。在信道分配上,本文采用了动态、静态相结合的信道分配算法,提高信道分配效率,、减少由于工业现场环境中的干扰给网络性能带来的影响。在簇间通信设计中采用虚拟链路,并结合Multi-Radio机制,有效地降低了SINK节点高数据传输造成的冲突；在簇内通信阶段,采用基于轮询的通信机制,有效降低簇首信道切换频率,减小网络开销和时延。最后,通过NS2网络仿真平台,对本文提出的多信道MAC协议从网络吞吐量、接包速率和时延上与传统的单信道MAC协议进行比较,仿真结果表明,本文提出的多信道MAC机制在提高网络的吞吐量、减低时延、增强网络可靠性和实时性等方面有着较好的效果。
宋春颖[9]（2013）在《基于ARM的定量装车监控装置开发》文中进行了进一步梳理随着我国社会经济的持续发展，对油品的需求量不断增加，现有的定量装车水平会影响经济效益。因此对油库的自动化程度提出了越来越高的要求，付油技术和生产设备必须满足高效性、精确性、实时性、可靠性的需求。本文将微处理计算机技术、自动化控制技术、鹤臂管装车技术和通信技术等结合起来，开发出一套适用于易燃易爆环境下的，能够解决大流量快速定量装车的监控装置。该装置的开发将产生良好的社会效应和客观的经济效益。本文在详细分析了国内主要定量装车系统的组成及特点的基础上，设计出基于ARM的定量装车监控装置的总体结构及装车工艺流程。本文研究的基于ARM的定量装车监控装置，以S3C2440A微处理器为核心，结合质量流量计、电液阀等装车单元，组成各功能模块，完成了各模块（数据采集模块、显示模块和通信模块等）及输入输出接口的硬件电路设计，支持HART协议和Modbus协议等多种通信接口。本文采用嵌入式Linux作为该装置的操作系统，完成了交叉编译环境的搭建及嵌入式Linux系统的移植；采用多段电液阀进行装车控制，达到防止水击和精确计量的目的；利用Qt Creator软件完成付油界面设计。
陈有源[10]（2013）在《HART通讯协议在现场仪表远程通讯中的实现》文中认为在工业控制的领域范围内,现场总线过渡标准的HART协议已经得到广泛的认可但是,目前的许多技术还处于一个上升阶段,HART协议通信卡在HART中是一个非常关键的组件。接下来,我们就共同探讨一下HART通讯协议在现场仪表远程通讯中的实现。
二、HART协议在分析仪表中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、HART协议在分析仪表中的应用（论文提纲范文）
（1）回波信号处理方法研究及其在远程工业密度计中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 超声波密度计及回波处理技术现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 1.4 论文的结构安排 |
| 2 超声波密度计测量原理及回波信号采集 |
| 2.1 基于声阻抗法的密度测量 |
| 2.1.1 超声波传播特性 |
| 2.1.2 基于声阻抗法的密度测量原理 |
| 2.2 超声波回波信号采集 |
| 2.2.1 差拍等效采样 |
| 2.2.2 顺序等效采样 |
| 2.2.3 随机等效采样 |
| 2.2.4 随机等效采样实现 |
| 2.3 超声波回波时间间隔测量 |
| 3 基于改进奇异值分解的回波信号处理方法 |
| 3.1 奇异值分解原理 |
| 3.2 奇异值分解去噪原理 |
| 3.3 基于广义S变换的奇异值分解输入矩阵 |
| 3.3.1 S变换 |
| 3.3.2 广义S变换 |
| 3.4 奇异值分解重构矩阵阶数的确定 |
| 3.4.1 基于相关性的重构矩阵阶数确定方法 |
| 3.4.2 基于相关性的奇异值分解去噪仿真 |
| 3.5 基于广义S变换的奇异值分解去噪仿真 |
| 3.5.1 超声波回波模型 |
| 3.5.2 超声波回波模型去噪仿真 |
| 3.5.3 实际超声波回波信号去噪仿真 |
| 4 远程工业密度计软硬件设计 |
| 4.1 核心处理模块设计 |
| 4.1.1 单片机模块电路 |
| 4.1.2 电源模块电路 |
| 4.1.3 存储模块电路 |
| 4.1.4 调试接口电路 |
| 4.1.5 485通讯电路 |
| 4.2 信号采集模块电路设计 |
| 4.2.1 回波信号整形电路 |
| 4.2.2 回波信号采样门电路 |
| 4.2.3 步进脉冲信号发生电路 |
| 4.3 HART 通讯电路设计 |
| 4.3.1 HART协议构成 |
| 4.3.2 HART通讯电路 |
| 4.4 软件实现及上位机设计 |
| 4.4.1 总体设计流程 |
| 4.4.2 上位机软件设计 |
| 5 现场测试结果验证与参数对比分析 |
| 5.1 整体调试及实验 |
| 5.2 现场测量实验验证 |
| 5.2.1 定量测试结果与对比分析 |
| 5.2.2 分组测试结果与对比分析 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（2）FMCW雷达物位测量系统的研究与设计（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 FMCW雷达研究现状 |
| 1.3 论文的主要工作和章节安排 |
| 第二章 相关技术介绍与系统方案 |
| 2.1 雷达物位测量概述 |
| 2.2 FMCW雷达测距基本理论 |
| 2.2.1 FMCW雷达测距原理 |
| 2.2.2 FMCW雷达的结构 |
| 2.3 基于HART协议的通信技术 |
| 2.4 雷达物位测量的系统方案 |
| 2.4.1 系统需求分析 |
| 2.4.2 系统架构设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 系统硬件电路设计 |
| 3.1 信号处理与控制模块硬件设计 |
| 3.1.1 STM32F407主电路设计 |
| 3.1.2 ADC参考电源 |
| 3.1.3 串口通信电路 |
| 3.1.4 SRAM外部存储电路 |
| 3.2 雷达收发模块控制接口 |
| 3.3 HART通信模块 |
| 3.4 电源模块 |
| 3.5 红外输入与LCD显示模块 |
| 3.6 系统的硬件实物图 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 信号处理算法的设计 |
| 4.1 AD采集和FFT处理 |
| 4.2 Chirp-Z频谱细化处理 |
| 4.2.1 Chirp-Z算法的原理 |
| 4.2.2 Chirp-Z算法的仿真验证 |
| 4.3 OS-CFAR目标检测 |
| 4.4 信号处理实例分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 系统软件设计 |
| 5.1 信号处理与控制软件设计 |
| 5.1.1 STM32F407主程序设计 |
| 5.1.2 雷达收发模块的控制程序 |
| 5.1.3 差频信号AD采集程序 |
| 5.1.4 信号处理算法的实现 |
| 5.1.5 温度采集程序 |
| 5.1.6 FFT频谱数据输出 |
| 5.1.7 红外输入与LCD显示控制程序 |
| 5.1.8 HART从机控制程序 |
| 5.2 HART上位机软件设计 |
| 5.2.1 上位机软件结构 |
| 5.2.2 上位机界面设计 |
| 5.2.3 串口控件的设置 |
| 5.2.4 事件处理程序设计 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 系统测试 |
| 6.1 电源模块测试 |
| 6.2 HART通信测试 |
| 6.3 信号处理算法的运行时间测试 |
| 6.4 系统的测距实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（3）DeltaV自动控制系统在多晶硅工厂中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的意义与工程项目背景 |
| 1.2 集散控制系统研究现状 |
| 1.3 论文研究的主要内容 |
| 1.4 小结 |
| 2 多晶硅的生产过程及控制要求 |
| 2.1 多晶硅生产工艺流程 |
| 2.2 主要单体设备 |
| 2.3 多晶硅生产控制系统的总体需求 |
| 2.4 小结 |
| 3 DELTAV DCS系统设计 |
| 3.1 DELTAV DCS系统概述 |
| 3.2 DELTAV DCS系统硬件构成 |
| 3.2.1 DeltaV DCS系统网络结构 |
| 3.2.2 DeltaV卡件功能 |
| 3.2.3 FF总线标准 |
| 3.2.4 FF总线仪表的组态 |
| 3.3 仪表的选型 |
| 3.4 PI系统 |
| 3.5 DELTAV系统冗余功能 |
| 3.6 小结 |
| 4 多晶硅控制系统的设计与实现 |
| 4.1 多晶硅控制系统的主要内容 |
| 4.2 DELTAV人机界面HMI组态 |
| 4.3 基本控制回路的研究与组态实现 |
| 4.3.1 PID技术的基本原理 |
| 4.3.2 复杂控制系统的应用 |
| 4.4 顺序控制SFC |
| 4.4.1 硅粉的风送系统流程 |
| 4.4.2 顺控PLM模块的组态 |
| 4.4.3 顺控EQM模块的组态 |
| 4.5 小结 |
| 5 DCS的系统调试 |
| 5.1 进行FAT的前提条件 |
| 5.1.1 硬件FAT的前提条件 |
| 5.1.2 软件FAT的前提条件 |
| 5.2 系统FAT步骤 |
| 5.2.1 系统硬件FAT |
| 5.2.2 控制系统工厂测试FAT |
| 5.2.3 控制系统现场测试SAT |
| 5.3 小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 研究与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在读期间的研究成果 |
（4）基于FF总线技术工厂管控网的应用与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的背景及应用分析的目的和意义 |
| 1.1.1 课题背景和应用分析的目的 |
| 1.1.2 应用分析的意义 |
| 1.2 盐酸电解制氯的工艺发展趋势及控制要求 |
| 1.2.1 盐酸电解制氯装置工艺发展趋势 |
| 1.2.2 盐酸电解的控制特点 |
| 1.3 本文概要和内容 |
| 第二章 基金会现场总线技术 |
| 2.1 现场总线介绍 |
| 2.1.1 现场总线的技术特点 |
| 2.1.2 现场总线的技术优点 |
| 2.1.3 主流现场总线技术介绍 |
| 2.2 基金会现场总线 |
| 2.2.1 基金会现场总线体系结构 |
| 2.2.2 基金会现场总线技术的优越性 |
| 2.3 基金会现场总线仪表 |
| 2.3.1 发展背景 |
| 2.3.2 基金会现场总线仪表发展现状和优点 |
| 2.3.4 智能化的现场仪表设备 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 电解盐酸制氯装置工艺及自动控制方案 |
| 3.1 生产工艺及工段主要控制 |
| 3.2 装置自动化系统要实现的设计目标及系统选型 |
| 3.2.1 自动化控制系统设计目标 |
| 3.2.2 控制系统选型及控制单元 |
| 3.3 装置自动化系统网络架构设计 |
| 3.3.1 HCL电解装置的控制要求及控制网架构 |
| 3.3.2 工厂局域网络构造 |
| 3.3.3 工厂数据的管理和应用 |
| 3.4 系统的安全策略管理 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于FF总线管控网软硬件设计 |
| 4.1 盐酸电解装置总线控制系统硬件设计 |
| 4.1.1 基于基金会现场总线标准的管控网结构设计 |
| 4.1.2 总线控制系统的拓扑结构 |
| 4.1.3 网段的设计及安装规范 |
| 4.2 盐酸电解装置控制系统软件设计 |
| 4.2.1 监控画面的组态 |
| 4.2.2 过程控制的组态 |
| 4.2.3 辅助系统的应用 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 过程控制计算在总线设备中的应用 |
| 5.1 电解盐酸制氯主要控制算法的运用 |
| 5.1.1 PID控制器的概念 |
| 5.1.2 增量型PID控制器在总线设备中的应用 |
| 5.1.3 控制系统中PID参数整定 |
| 5.2 控制回路优化计算在智能仪表中的实施 |
| 5.2.1 氯气分配系统控制策略的改进 |
| 5.2.2 盐酸浓度配比控制器的改进 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要工作与创新点 |
| 6.2 后续工作方向 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（5）HART温度变送器的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 现场总线技术 |
| 1.2.1 主流现场总线 |
| 1.2.2 现场总线技术的应用 |
| 1.3 温度变送器相关技术 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 第2章 HART协议 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 HART协议结构模型 |
| 2.2.1 物理层 |
| 2.2.2 数据链路层 |
| 2.2.3 应用层 |
| 2.3 设备描述语言 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 HART温度变送器硬件设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 仪表整体设计 |
| 3.3 硬件模块分析 |
| 3.3.1 控制模块 |
| 3.3.2 传感器模块 |
| 3.3.3 数据采集和处理模块 |
| 3.3.4 HART通信模块 |
| 3.3.5 复位模块 |
| 3.3.6 电源模块 |
| 3.4 PCB设计及绘制 |
| 3.4.1 原理图设计 |
| 3.4.2 PCB设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 HART温度变送器软件设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 软件整体设计 |
| 4.3 主程序 |
| 4.4 信号采样和处理程序 |
| 4.4.1 驱动程序 |
| 4.4.2 A/D转换及信号处理程序 |
| 4.5 上位机通信信号中断处理 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 产品测试与技术改进 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 仪表标定 |
| 5.2.1 地址测试 |
| 5.2.2 配置仪表属性 |
| 5.2.3 量程标定 |
| 5.3 通信测试 |
| 5.4 EMC性能测试测试 |
| 5.5 技术改进 |
| 5.5.1 降低温漂 |
| 5.5.2 设置报警电流 |
| 5.5.3 加速采样处理 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）HART协议在粉尘仪中的应用（论文提纲范文）
| 1 HART协议 |
| 2 HART通讯的实现 |
| 2.1 HART通讯模块的硬件设计 |
| 2.2 HART通讯模块的软件设计 |
| 3 基于HART协议的粉尘仪优势分析 |
| 4 结束语 |
（7）工业无线网络路由及通信调度的实现与优化（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 图目录 |
| 表目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 工业无线网络应用及发展现状 |
| 1.3 工业无线网络技术特点及通信调度性能指标 |
| 1.4 工业无线网络研究现状及本文贡献 |
| 1.5 论文主要内容及组织结构 |
| 第2章 工业无线网络体系及通信资源管理方案 |
| 2.1 工业无线网络拓扑及基本设备 |
| 2.2 工业无线网络通信协议栈 |
| 2.3 网络通信资源管理方案架构设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 工业无线网络路由管理方法设计 |
| 3.1 工业无线网络路由管理特性 |
| 3.2 基于网络状态的多路径路由方法设计 |
| 3.2.1 路由管理流程设计 |
| 3.2.2 网络局部调整的路由算法 |
| 3.2.3 网络全局优化的均衡路由算法 |
| 3.2.4 基于网络状态的多路径路由方法 |
| 3.3 路由方法特性分析与仿真测试 |
| 3.3.1 网络通信可靠性分析 |
| 3.3.2 路由调整效率仿真分析 |
| 3.3.3 路由负载均衡仿真测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 工业无线网络通信调度方法设计 |
| 4.1 网络通信调度管理特性 |
| 4.2 基于信道优先搜索的网络链路调度方法 |
| 4.2.1 预留时隙策略 |
| 4.2.2 超帧循环拼接策略 |
| 4.2.3 基于信道优先搜索的网络链路调度方法 |
| 4.3 通信调度方法特性分析与功能验证 |
| 4.3.1 调度方法实时性仿真与分析 |
| 4.3.2 通信调度方法功能验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 工业无线网络通信调度联合优化研究 |
| 5.1 无线网络跨层联合优化 |
| 5.2 动力学极值优化方法及其应用 |
| 5.3 系统模型及问题描述 |
| 5.3.1 系统模型特点及基本定义 |
| 5.3.2 问题描述及约束条件 |
| 5.4 路由及调度联合问题极值优化方法 |
| 5.4.1 适值函数 |
| 5.4.2 变异操作 |
| 5.4.3 极值优化算法流程 |
| 5.5 优化性能仿真与分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（8）WIA-PA工业无线网络多信道MAC机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 工业无线网络技术基本介绍 |
| 1.2.1 工业无线网络标准概述 |
| 1.2.2 应用前景概述 |
| 1.3 课题研究的目的及意义 |
| 1.4 论文研究内容及组织结构 |
| 1.4.1 论文研究内容 |
| 1.4.2 论文组织结构 |
| 第2章 工业无线网络WIA-PA协议概述 |
| 2.1 WIA-PA网络体系结构 |
| 2.1.1 WIA-PA网络拓扑结构 |
| 2.1.2 WIA-AP协议体系 |
| 2.1.3 WIA-PA网络数据流 |
| 2.1.4 WIA-PA系统管理 |
| 2.1.5 WIA-PA网络关键技术特征 |
| 2.2 WIA-PA无线网络的特殊性 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 无线传感网络多信道MAC协议概述 |
| 3.1 媒质访问控制概述 |
| 3.2 几种典型的MAC协议概述 |
| 3.2.1 基于竞争机制的MAC协议概述 |
| 3.2.2 基于时分复用的MAC协议概述 |
| 3.3 多信道MAC协议概述 |
| 3.4 现有多信道MAC机制应用到WIA-PA中的不足 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 WIA-PA多信道MAC机制设计 |
| 4.1 WIA-PA多信道MAC机制设计方案 |
| 4.2 WIA-PA工业无线网络通信资源分析 |
| 4.3 WIA-PA多信道MAC信道分配算法设计 |
| 4.3.1 多信道MAC机制静态信道分配设计 |
| 4.3.2 多信道MAC机制动态信道分配设计 |
| 4.4 WIA-PA多信道MAC协议的通信设计 |
| 4.4.1 WIA-PA多信道MAC机制簇间通信设计 |
| 4.4.2 WIA-PA多信道MAC机制簇内通信设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 性能分析与仿真实验 |
| 5.1 NS2网络仿真软件介绍 |
| 5.2 NS2仿真流程 |
| 5.3 仿真实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间参加项目和发表文章 |
（9）基于ARM的定量装车监控装置开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 项目来源及研究的意义 |
| 1.1.1 项目来源 |
| 1.1.2 课题研究的意义 |
| 1.2 定量装车系统发展现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 定量装车监控系统及其工艺 |
| 2.1 基于 ARM 的定量装车监控系统 |
| 2.1.1 系统构成及性能特点 |
| 2.1.2 系统的工作流程 |
| 2.2 安全性与可靠性设计措施 |
| 2.2.1 安全性设计 |
| 2.2.2 可靠性设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 定量装车监控系统与控制装置硬件设计 |
| 3.1 系统硬件总体设计 |
| 3.2 基于 ARM 的定量装车监控装置的硬件设计 |
| 3.2.1 控制器设计 |
| 3.2.2 S3C2440A 的地址分配空间 |
| 3.3 数据采集模块设计 |
| 3.3.1 质量流量计 |
| 3.3.2 与控制器接口电路设计 |
| 3.4 输入输出接口设计 |
| 3.4.1 电液阀 |
| 3.4.2 静电接地控制器 |
| 3.5 装置其它模块及接口设计 |
| 3.5.1 RS232 接口 |
| 3.5.2 存储模块 |
| 3.5.3 显示模块 |
| 3.5.4 网络接口电路 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 定量装车监控装置软件平台设计 |
| 4.1 定量装车监控装置软件平台的组成 |
| 4.2 搭建交叉编译环境 |
| 4.3 嵌入式 Linux 内核的定制安装 |
| 4.3.1 Linux 内核源码结构 |
| 4.3.2 Linux 内核移植过程 |
| 4.4 文件系统移植 |
| 4.4.1 建立根文件系统 |
| 4.4.2 连接网络文件系统 |
| 4.5 系统支持的协议及通信模式 |
| 4.5.1 基于 HART 协议的通信模式 |
| 4.5.2 基于 Modbus 协议的通信模式 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 系统应用软件与界面设计 |
| 5.1 监控主程序设计 |
| 5.2 通信过程设计 |
| 5.2.1 基于 HART 协议的通信过程 |
| 5.2.2 基于 Modbus 协议的通信过程 |
| 5.3 付油过程设计 |
| 5.4 系统界面设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
| 致谢 |
（10）HART通讯协议在现场仪表远程通讯中的实现（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 HART协议 |
| 1.1 物理层 |
| 1.2 数据链路层 |
| 1.3 应用层 |
| 2 HART通讯协议在现场仪表中的实现 |
| 3 通信的软件设计 |
| 4 结语 |
四、HART协议在分析仪表中的应用（论文参考文献）
- [1]回波信号处理方法研究及其在远程工业密度计中的应用[D]. 朱天亮. 兰州交通大学, 2020(01)
- [2]FMCW雷达物位测量系统的研究与设计[D]. 陈阿辉. 福州大学, 2017(05)
- [3]DeltaV自动控制系统在多晶硅工厂中的应用[D]. 高鹏. 西安建筑科技大学, 2016(01)
- [4]基于FF总线技术工厂管控网的应用与分析[D]. 席建华. 上海交通大学, 2015(03)
- [5]HART温度变送器的设计与实现[D]. 方燕. 华东理工大学, 2015(12)
- [6]HART协议在粉尘仪中的应用[J]. 杨沐鑫,王萍. 电子科技, 2014(07)
- [7]工业无线网络路由及通信调度的实现与优化[D]. 何之栋. 浙江大学, 2014(08)
- [8]WIA-PA工业无线网络多信道MAC机制研究[D]. 蔡营. 西南大学, 2013(12)
- [9]基于ARM的定量装车监控装置开发[D]. 宋春颖. 哈尔滨理工大学, 2013(05)
- [10]HART通讯协议在现场仪表远程通讯中的实现[J]. 陈有源. 硅谷, 2013(01)