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1、 开 题 时 间: 2012年3月28日 一、课题研究的目的和意义 化学工业生产在国民生产中占有重要的地位，与机械、电子、钢铁、纺织等行业相比，由于使用大量的易燃、易爆、有毒、有腐蚀性的物质，所以引起火灾、爆炸或者中毒的危险性很大。化工生产中使用的设备、生产操作条件也存在着高温、高压，例如石油化工中的脱硫装置压力为15mp，乙烯裂解温度为800-900，也给化工厂带来了极大的危险性。由于以上各种不安全因素的的存在，化工生产一旦发生火灾、爆炸或者中毒等事故，就会给社会造成巨大的伤害，给企业带来不可弥补的经济损失。所以，化工生产必须将安全放在第一位，贯彻执行“安全第一，预防为主”的方针，强化安全管

2、理，保护人民财产，保证经济效益的提高。鉴于以上情况，急需设计一种适合国内化工厂实际情况的一种安全监控设施，满足国内化工生产“安全第一，预防为主”的化工生产车间安全监测节点的设计来增强我国化工生产安全的监测。 化工厂安全指标监测系统是集光电子技术，现场采集技术、微电子技术与计算机技术为一体的高科技产品。化工厂安全指标检测系统是一套监测化工厂内各生产点位的工业参数实时值的完整系统。通过对关键参数（压力、温度、液位、流量、功率、频率、各类可燃气体、有毒有害气体、氧气的浓度）的有效监控达到安全生产和保障产品品质的目的。现场监控电子看板实现参数的采集和显示，并将数据传到服务器。服务器存储和分析数据，在综

3、合看板上集中显示，并根据预先的配置与设定向相应的设备或部门发出控制或报警提示信号。服务器还提供数据的查询与分析功能，生成报表，供用户使用。而采用can总线技术对化工厂内每个车间的各个节点的湿度、温度及可燃气体浓度的变化情况都能自动测试，一旦出现异常现象能及时报警，实现对化工车间的生产安全进行监测，减少危险事故的发生。 把can总线技术应用于化工生产车间安全监测系统的设计作为毕业设计的内容，不仅可以检查自己所学的知识的综合能力，还能对所学知识在社会中的应用有一个深刻的了解和准确的定位，具有十分重要的意义。 二、文献综述（课题研究现状及分析） 1. 国内在该领域的研究现状 化工厂安全指标检测系统是

4、一套监测化工厂内各生产点位的工业参数实时值的完整系统。服务器存储和分析数据，在综合看板上集中显示，并根据预先的配置与设定向相应的设备或部门发出控制或报 警提示信号。 从我国石油和化工企业的安全建设和管理上看，可将企业分为4个档次。第一档是国际跨国大公司以独资或合资形式新建的大型企业，它们设备和工艺技术先进，有先进的安全理念和管理方式；第二档次即三大公司（中石油、中石化、中海油），这三大公司都有一整套企业安全卫生标准和安全管理制度。注意汲取发达国家的经验和做法以改善安全管理，职工素质相对比较高，设备设施状况比较好，工艺技术也比较先进，所以三大公司的事故相对较少；第三档次是化工系统县级以上6000

5、多家国有企业，这些企业执行原化学工业部的管理制度，有安全机构和专职安全管理和技术人员，管理有一定基础。但在市场经济体制下，相当部分企业的安全管理机构和人员逐渐削弱，职工素质也呈下降趋势，设备更新和维护跟不上安全生产的要求，隐患较多，事故也相对较多；第四档是乡及乡以下个体/集体化企业，这部分企业绝大多数管理没章法，法律法规意识淡薄，隐患多，事故也多。 国内三家典型dcs企业特点 国电智深在多年dcs应用实践经验的基础上 ，在技术引进的基础上，形成了具有自主知识产权的edpf-nt、edpf-nt+和edpf-ba的edpf系列产品。其中edpf-ba在传统的dcs框架下进一步融合plc的特点。

6、和利时：自90年代以来，历经了hs-dcs-1000、hs-2000、macs直至现今主推的hollias系统，在大型火电厂中主要使用hollias-macs-s，有符合汽轮机控制要求的holliasdeh（汽轮机数字式电液控制系统）和ets（汽轮机紧急跳闸系统），和hollias-macs构成一体，满足大型电厂控制和安全保护的要求。管控一体化方面 ，hollias具有mes功能，在开放的实时/关系数据库基础上，有子系统模块，可以满足电站信息化的需求。 上自仪：上海自动化仪表股份有限公司经历了100年的历史积淀和16年的创新发展，成为国内首家自动化仪表行业的上市公司，而且成为上海电气集团的一部

7、分。与国家核电共同组建了国核自仪系统工程有限公司，逐步做到具备核电工程仪控系统设计、控制系统集成、核电仪控设备成套供应等的能力，并拥有自主知识产权，形成较大规模批量化建设中国品牌核电站的能力。 2. 国外在该领域的研究现状 数据采集、信息处理和计算机技术的发展，使设备状态的现代化监测和诊断系统进入新的领域。采样数据采集系统与状态诊断专家系统相结合，可利用计算机做出数据分析和解释。美国人工智能技术公司推出了设备在线状态诊断专家（简称mids），可为化工大型设备提供在线诊断，mids可直接与dcs（分散型控制系统）或plc（可 编程控制器）系统相连，可诊断高速转动设备、临界状态阀门、仪表、dcs和

8、plc硬件和工艺设备，已在美国获得相应的应用。为进一步提高计算机控制系统的安全可靠性，采用双冗余甚至三冗余技术近年得到迅速的推行。 国外三家典型dcs企业特点: abb在“industrialit”的架构下，由abb贝利infi90open形成的symphony系统基础上，进一步开发了800系列的新产品，推出industrialitsymphony最新的dcs系统。其中，800xa系统通过了现场总线基金会的互可操作性测试（在扩大范围的程序下的hist测试）。800xa已有用于大型电厂的业绩。在最新微电子技术基础上，开发了采用mcf5407cpu芯片的新一代在线控制与管理模件brc300。abb

9、贝利在中国电力方面用户多达200多个，新系统和老系统兼容，这有利于以后的设备改造更新。 西门子在全世界已有超过1500套控制系统装置，是成功的电力和i&c系统供应商。在我国电站中采用西门子的teleperm系统较多。近年在“全集成自动化”的架构下，西门子推出sppa-t3000系统，已经在国内电厂项目陆续使用。 sppa-t3000通过基于对象的设计及嵌入式组件服务（ecs），实现了全新的集成系统体系结构。使用xml和java技术，其应用不受任何操作系统或硬件平台兼容性的限制，信息从最底层的现场设备直达控制室、办公室或企业层 ，无需通过不同网关或软件接口，消除映射数据交换和子系统通讯，

10、避免了额外的处理时间、管理负荷及多重软件版本而导致的多重故障点和更多的维护工作。其软件体系结构的主要优势总结为：全集成（任何时间的一致性视图，无子系统界定，集成汽轮机控制系统）、硬件平台无关性、开放性。硬件体系结构方面，有如下四项组件层构成：用户接口（站）、电力服务（器）、网络（包括工业以太网及profibus-dp）、过程接口。 艾默生在并购基础上形成的艾默生过程控制公用事业部发表了“plantweb数字化工厂管控网”，它涵盖了deltav和ovation。ovation是其前身西屋过程控制公司于1997年推出，是wdpf的更新换代产品，在电厂获得了广泛的应用。 化工生产的高度自动化、连续化

11、、复杂化，使化工生产的安全监测系统不断的更新与发展。 3. can总线技术简介 can是controller area net的缩写，即控制器局域网，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。can是由德国bosch公司为汽车的监测、控制系统而设计的，例如：控制发动车点火，注油及复杂的加速、刹车、抗锁定刹车系统等等。can已被用于“奔驰”等各种汽车上。由于can卓越的特性及极高的可靠性，故而非 常适合工业过程监控设备互连。can已经成为一种国际标准（iso-11898），并已被公认为几种最有前途的现场总线之一。目前在国内的力、石化、航天、冶金、空调等不同行业均有应用。文献八中介绍用c

12、anbus做工程最大的特点就是启动成本低。 can总线为多主式工作，网络上任一节点可在任意时刻主动向其他节点发送信息，不分主从。在报文标识符上，can上的节点可分为不同的优先级，满足不同的实时要求。can节点可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种数据传输方式，通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。报文采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，通信速率最高可达1mbp/s，直线通信距离可达10km（5kbps）。实际上，在节点采用网关技术，通信距离几乎可以不受限制。can的每帧信息都有crc校验和其他检错措施，节点在错误严重的情况下具有自动关闭的功能，以使总线上的其他节点不受影响。 文献

13、十二结合小范围示范工程的情况,分别从can总线概述、总线通信协议、can总线网络软件硬件设计几方面,叙述了智能温室信息采集系统的can总线设计。该设计将工业现场较先进can总线技术应用到农业背景的智能温室远距离信息采集系统,为相关技术应用做了新的尝试。 三、基本内容、拟解决的主要问题 1. 基本内容 （1）在校图书馆查阅、收集国内外化工生产安全管理、化工厂生产安全监测系统、can总线的应用及发展情况相关资料。can总线技术在化工生产安全管理方法的基本原理：温湿度监测系统由上位管理主机、can通信接口卡和多个智能节点组成。分布在各个生产车间节点下位机节点通过一定时间间隔把含有地址、温度、湿度、浓

14、度等数据以报文的形式向can总线发送，通过每个节点的报文滤波和地址设置，上位机can接口能够实现上传报文的接收。上位机接收到报文信息后，经过pc机系统的实时处理，化工车间监测管理人员通过计算机可以了解到化工车间的各个节点温湿度与可燃气体的浓度。 （2）can总线驱动方案设计； （3）温湿度测量、气体浓度测量、采集模块设计； （4）显示电路方案设计； （5）系统整体方案的设计和绘制； （6）系统软件程序设计； 2. 拟解决的主要问题 对化工生产车间管理监控拟解决的主要问题如下：对化工车间的温度、湿度、浓篇二：开题报告,can控制系统 毕业设计开题报告 学生姓名： 董克龙 课题名称： 基于can总

15、线的灌溉控制系统设计 学 号： 学 院： 机械电气工程学院 指导教师： 李江全 职 称： 副教授 毕业论文（设计）起止时间： 2006年3月-6月 专业、年级： 02级电气工程及其自动化 篇三：can总线硬件设计开题报告 毕业设计开题报告 一、题目背景和意义 1.题目：单片机can总线系统的通信硬件设计 2.题目背景和意义：can是控制器局域网（controller area network）的缩写，它是由德国bosch公司为汽车应用而开发的多主机局部网络。主要应用在汽车的监测和控制方面。最初的开发只是为了解决汽车上数量众多的电子设备之间的通信问题，减少电子设备之间繁多的信号线问题。于是设计了一个单一的网络总线，使所有的外围器件可以被挂接在该总线上。 现在它已经成为了一种技术先进、可靠性高、功能完善、成本较低的网络通信控制方式，can总