文档介绍：湖南师范大学
硕士学位论文
现场总线通信适配器的设计与实现
姓名:陈岚岚
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:戴瑜兴
20050301
摘要现低压配电系统的网络化具有非常重要的意义。通过现场总线实现断路器的网络化是目前国际上最先进的方法,其中最关键的就是开发出两者之间的通信适配器。这方面,我差距很信断路器与殖∽芟叩挠τ媒辛松钊胙芯浚杓瓶7⒘断路器现场总线通信适配器,给出了设计和实现的方法。殖∽芟叩墓谕庋芯肯肿醇胺⒄骨魇疲爬ㄗ芙崃为主控制器,实现对整个硬件电路的控制功能,通信适配器的软件的设计及实现方法,包括韵竽P偷慕立、通信连接的实现、ㄎ牡姆⑺陀虢邮盏氖迪帧⑹莩度大于纸诘男畔⒎⑺秃徒邮展痰氖迪帧F渌模隽薉应用层协议的⋯致性测试的方法和结果分析,并对设备最终运行的结殖∽芟咄ㄐ攀逝淦鞯难芽7⑼瓿桑⑼度胗τ谩断路器在殖∽芟呱系耐ㄐ牛倍允迪制渌麯智能设备的通信也具有借鉴意义。断路器作为低压配电系统中最基本的单元之一,它的网络化对实大。窍殖∽芟咧屑际踝畛墒斓囊恢郑诠诘谝桓鋈〉了国家标准。为了解决断路器在现场总线中的通信问题,本文对可通首先论述了现场总线控制技术、现场总线在断路器中的应用、殖∽芟呒际跆氐恪网络、璞该枋及一致性说明。其二,给出了殖∽芟咄ㄐ攀逝淦鞯挠布电路的设计及实现方法,通信适配器的硬件电路采用位单片机应用层协议即建立在其基础之上。其三,给出了殖∽芟果进行了分析。设备运行情况表明:设计开发的断路器现场总线通信适配器已经达到了设计要求,符合娣叮迪至薉应用层协议及关键词:殖∽芟通信适配器一致性测试
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第一章绪论术已成为当今自动化控制领域发展的热点,∽芟呖刂萍际传统的工业自动化网络是集中式控制系统或集散控制系统线为基础的开放式网络集成分布控制系统随着计算机网络技术和现场总线技术的迅速发展和应用,具有通信功能的智能化、高性能、新型的低压电器元件己经成为电气技术的发展方向。在这种背景下,低压配电系统的网络化成为一种必然趋断路器的检测能够得到低压配电系统的电压、电流、功率因素、有功功率、报警状态等参数,从而实现通过控制断路器的动作来控制整个低压配电系统。因此,断路器作为低压配电系统的最基本元件之一,现场总线技术产生于世纪年代,它的形成和发展与微型计算机的发展,特别是嵌入式系统的高速发展是分不开的,现场总线技根据国际电工委员会的标准定义,现场总线是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间数字式、串行、多点通信的数据总线。由于现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间的串行通信系统,也被称为开放式、数字传统的控制系统难于实现设备之间以及系统与外界之间的信息捎贒缺乏统一的规范和标准,且且簧衲D馐中藕诺幕旌舷低常扛錾痰牟分不能实现互相操作。现场总线技术的出现将单个的分散控制设备连接势,而低压配电系统的检测、控制部件往往和断路器相结合,通过对它的网络化对实现低压配电系统的网络化具有非常重要的意义。局域网之称。式、多点通信的底层控制网络。交换,是一个“信息孤岛”,难以满足自动控制技术现代化的要求,为可以相互交换信息的网络,使现代工业自动化网络过渡到以现场总第一章绪沧
现场总线系统打破了传统控制系统的结构形式,传统模拟控制系的设备级网络。它具有开放、高效、低价等特点,特别适合于制造业、程变量【。由于现场总线对现场环境的适应性,工作在生产现场前抗干扰能力,能采用两线制实现供电与通信,并可满足本质安全防爆殖∽芟呖刂葡低臣仁且桓隹7磐ㄐ磐纾质且种全分布式控制系统,它作为智能设备的联系纽带,把挂接在总线上、统,实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化及控管一体化的综合自动化功能。这是一项集嵌入式系统、控制、计算机、数字通信、网络为一体的综合技术。统采用一对一的设备连接,按控制回路分别进行连接。现场总线系统位于现场的测量变送器与控制室的控制器之间,控制器与位于现场的执行器、开关、电机之间均为一对一的物理连接挪目前得到应用的现场总线已达数十种之多,其中有十多种已被纳昕7⒌摹⒒贑总线技术的一种开放式现场总线技术。且恢钟糜诠ひ底远煊虻木哂惺澜缌煜人工业控制、电力系统等行业的自动化,∽芟咴诙下菲髦械挠τ在工业生产现场设备的通信应用中使用现场总线,可以增强设备之间的互连性、互操作性,具有现场总线通信接口的设备也很容易与其他厂商的设备一起构成系统,这可以极大地促进可通信低压电器的发展。断路器作为低压配电系统中最基本的单元之一,它的网络化对实现低压配电系统的网络化具有非常重要的意义。在工业自动化控制领域,采用现场总线的最