摘要：工业实时操作系统(RTOS)广泛应用于工业自动化、军事、电力、新能源等重要场景中,发挥着中枢神经系统的关键作用。当前,我国工业实时操作系统产业规模持续提升,但整体水平仍落后于发达国家,关键领域国产化率较低,缺乏完善的生态系统建设。本文阐述了工业实时操作系统的概念及关键作用,分析了国内外整体市场现状及代表性产品,梳理了工业实时操作系统内核、中间件、辅助设计工具等关键技术及相关现有研究基础,并进一步指出其轻量化、虚拟化、跨平台等发展趋势,为国产工业实时操作系统加速发展应用提供参考。

摘要：工业仿真软件是对工业产品进行计算分析、模拟仿真与优化设计的工程软件。随着工业仿真软件功能和性能的不断提升,仿真模型的复杂度与计算精度不断增大,其模拟仿真过程需要基于强大算力加速建模分析过程,超级计算赋能工业仿真效果显著。本文分析总结了超级计算技术与工业仿真软件融合发展的优势,以及目前在应用方面存在的问题,并对如何更好发挥超算价值,助力工业仿真软件创新发展提出相关建议。

摘要：在工业4.0时代,OPC统一架构(OPC UA)在各种工业系统中的应用为数据的交互提供了基础技术支撑,具有关键性作用.工业数据在传输时需要考虑到差异化服务的问题,但目前现有的OPC UA通信模式无法满足上述要求,基于这个问题,本文研究了OPC UA消息发布机制,并提出了一种面向OPC UA消息通信的多优先级动态调度算法.在该算法中,不同时实性的消息利用最早时限优先主动队列管理算法进行调度和区分,通信上下文环境消息通过多级反馈队列调度算法进行调度,这两种方式共同用于OPC UA消息调度以改善服务质量.经实验证明,在差异化优先级消息的调度和处理上,利用该算法改进的OPC UA通信组件表现良好,并且在OPC UA服务器高负载的情况下,高实时性消息的响应的优先性和次数明显高于其他类型消息,其接收量达58.6%,服务质量相比改进前有了较大程度的提升.该算法在OPC UA通信栈中的应用可以满足OPC UA服务器在工业生产中的需求.

摘要：测试国产高性能处理器,充分掌握国产处理器性能,对发挥国产CPU在我国重要工控领域的核心作用具有极其重要的作用.本文依托"核高基"国家科技重大专项,针对当前国产CPU软件库支持欠缺,各类基准测试集无法对国产处理器实现更为精准的性能评估的问题,提出一种基于收敛策略的国产CPU性能测试模型,设计起始运算规模评估模块,并采用三种模块综合评估处理器浮点运算性能,提高测试指标的准确性,运用模型良好的可移植性与测试方法的收敛性,在不同指令集架构的国产处理器下,实现CPU浮点运算、整数运算等多种性能的综合评估.本文选取龙芯2H1000和北大众志PKUnity-3-HD65分别进行模型验证,实验结果表明,该模型在评估国产CPU性能方面具备全面性与高效性,尤其在浮点性能评估方面优势明显,测试结果能够客观反映两款处理器性能,确保了嵌入式处理器在项目应用中的可预测性,对于数控及工控装置国产化具有重要意义.

摘要：针对传统的PLC控制系统在实际应用中缺少全面、先进的集成安全机制等问题以及PLC控制系统对于安全可靠控制的要求,本文提出了一种异构处理架构的PLC集成安全控制结构,在传统使用单一处理器的PLC控制系统中,增加一个设计在FPGA芯片上的RISC辅助处理器,构成非对称冗余结构的集成安全架构,实现了PLC集成安全控制系统基于异构处理的逻辑指令控制处理功能,满足了设备和人员对于PLC控制系统的安全要求.实验表明,PLC集成安全控制系统任务管理周期的范围在7. 924ms至8. 059ms,抖动数值的范围在-0. 076ms至0. 059ms,实时逻辑执行时间的范围在1. 255ms至2. 007ms,可以满足安全可靠控制的要求.

摘要：本文以SAMP(中科院仪器设备共享管理平台)为依托,针对传统实验室平台存在的仪器设备故障无法主动预测、网络传输状态不稳定、不便于日常维护等问题,将数字孪生技术应用于仪器设备共享实验室,设计并构建了依托中科院SAMP平台的数字孪生实验室模型,详细设计了数字孪生实验室运行机制、工作流程及实施方案.本文提出的数字孪生实验室模型主要包括物理实验室、虚拟实验室、实验室孪生数据及数字孪生实验室服务平台四部分,可以有效实现目前基于中科院SAMP平台的仪器共享实验室在系统虚拟化及数据动态分析等方面的改进要求,可以有效分析实验室数字孪生数据并预测可能发生的风险,从而满足了在保证实验室物理平台正常运行的情况下,对真实系统进行预测、维护和改进.经过分析论证,依托中科院SAMP的数字孪生实验室模型可以使得实验室运行故障预测准确率到达70%,有效提高了实验室运行稳定性,降低了实验室的整体维护成本.

摘要：以某PTA RPF鼓风机为例,分析和研究离心鼓风机机壳的强度及其变形。采用有限元法对焊接机壳进行分析,从而得到鼓风机机壳的受力情况和在外载荷作用下机壳变形,并重点分析了机械密封联接法兰处的轴向变形量,为改进设计提供了可靠的理论依据。

摘要：传统的PLC系统由于自身系统结构和处理器性能等问题,在执行工业控制的过程中往往在执行了一定时间后系统就会发生惯性停机,影响工业生产.提出了基于ARM+FPGA高性能双处理器的嵌入式安全PLC结构模型,可以大幅降低系统失效的概率,提高工业控制可靠性.本系统分为硬件结构和软件系统两大部分.硬件部分采用了1oo2D双通道异构冗余安全体系结构,两条通道配备有安全电路,两个处理器之间设计有安全诊断电路,通过交叉检测判断系统运行是否正常.软件部分主要包括编译系统和执行系统,编译系统将编写的PLC程序转换成机器可执行的代码也叫做目标代码,再由执行系统进行目标代码的执行.

摘要：工业物联网传统的单路传输方式无法有效保证信息传递的机密性与完整性,在通信过程中容易发生信息传输错误进而产生安全风险.本文针对工业物联网环境下智能化生产线设备间感知信息的安全通信需求,构建了一种多重冗余的工业物联网智能产线安全通信模型,提出了一种工业物联网辅助路径多重冗余传输方法,有效防止因通信节点失效而造成数据传输失败,降低了初始通信数据被整体捕获的概率,提高了通信的安全性.此外,针对安全通信模型由于特殊因素造成通信数据周期性丢失的特殊情况,本文进一步提出了一种智能产线通信缺失数据预测方法.该方法对于25个周期温度预测目标的多周期预测结果误差控制在0.15℃之内,在安全通信模型失效的特殊情况下有效预测填充了连续周期缺失通信数据,满足了工业物联网智能产线对于通信数据的完整性要求.

摘要：主要考察了四氯化碳气相、液相催化加氢反应中载体的选择和活性组分的选择,在液相反应中活性炭是较佳载体,钯是合适的活性组分;而在气相反应中,三氧化二铝是较佳载体,铂是合适的活性组分。同时考察了铜和银的加入构成双金属催化剂在四氯化碳加氢反应中的性能,在液相反应中银的加入提高了氯仿的选择性,而在气相反应中铜的加入提高了四氯乙烯的选择性。