文档介绍：重庆大学
硕士学位论文
基于ModBus协议的总线系统设计与研究
姓名:孙鸥
申请学位级别:硕士
专业:控制工程
指导教师:谢昭莉;刘渝新
20050901
重庆大学硕士学位论文中文摘要
摘要
随着微电子技术的出现和发展,现场总线技术日益成为国内外仪表界的关注
焦点。ModBus 现场总线作为一种有效支持分布式控制和实时控制的技术,以其稳
定性好、可靠性高、抗干扰能力强、通讯速率高、维护成本低及其独特的设计越
来越受到人们的重视,并被公认为最有前途的现场总线之一。随着现场总线技术
的迅猛发展,传统的自动化仪表受到严重挑战,取而代之的将是具有开放性的现
场总线仪表,基于 ModBus 协议的现场总线仪表的研究与开发具有非常现实的意
义。
基于现场总线技术的控制系统(Field control system,,FCS)最大的优点就
是开放性,与传统控制系统比较,代表着技术发展的潮流。
ModBus 协议最早是应用于电子控制器上的一种通用语言,是一种有效支持分
布式控制和实时控制的串行通信网络。通过此协议,控制器相互之间、控制器经
由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。经过多年的发展,它已经成为
一种通用的工业标准。有了它,不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络,进
行集中监控。
本文在分析了国际上最具影响的几种现场总线协议的基础上,研究了符合自己
产品设计的 ModBus 总线协议,并开发研究了基于 ModBus 现场总线的控制系统
FCS-1000 及智能数据采集仪表。重点研究了基于 ModBus 协议的现场总线控制系统
的体系结构、符合 ModBus 协议的现场总线仪表的设计方法,并对基于 ModBus 现
场总线的控制系统 FCS-1000 及智能数据采集仪表的硬件和软件进行了设计研究。
通过文字、数据、图片等方式展示了 FCS-1000 控制系统在工业工程控制领域的成
功应用。
FCS-1000 现场总线控制系统本质上是一种对生产现场进行控制和管理的网络,
具有很高的实时性、可靠性、数据完整性和可用性,通过专门的接口和设备完成
与上层工厂信息系统的数据交换和传递。因此,统一的控制系统网络模型应设计
有三层结构形式,从底向上依次为:现场智能设备层、现场总线监控层、远程监
控层。
通过实际运行表明,基于 ModBus 协议的现场总线仪表的稳定性、实时性以及
精度都比传统仪表优越;基于 ModBus 现场总线仪表的控制系统在容错处理、数
据交换、系统管理、抗环境干扰等方面都比传统仪表组成的系统功能强。
关键词:开放式自动化控制系统 FCS,ModBus 现场总线,现场控制仪表
I
重庆大学硕士学位论文英文摘要
ABSTRACT
With developing and appearing of micro-electronics technology, Fieldbus
technology has already attracted attention of instrument industry at home and abroad.
ModBus fieldbus is a technology which efficiently supports distributed real time with a
very high level of security, It attracted attention with a very high level of capability and
a very high level of security and a very better of anti-jamming and a very fast of
communication speed and a very low of maintenance cost and a particular design, It was
regarded a fieldbus with expansibility. With repid-developing of fieldbus technology,
the traditional instrument will be affected, and it will be replaced with the instrument
based on fieldbus. It is realistic meaning to research and develop instrument based on
fieldbus.
The field con