文档介绍：南京航空航天大学
硕士学位论文
PROFIBUS-DP现场总线通信研究及智能从站设计
姓名:周益明
申请学位级别:硕士
专业:测试计量技术及仪器
指导教师:赵敏
20050201
摘要现场总线综合了数字通信技术、计算机技术、自动控制技术、网络技术和智能仪表技术等多种技术手段,构成了一种全分散、全数字、智能、双向、互连、多变量、多接点的通信与控制系统,成为自动控制发展的趋势。在现有的各种现场总线标准中,总线是一种比较流行的现场总线标准,用于设各级控制系统与分散式疧通信的是市场占有率绝对领先的总线技术。目前,我国对于—的应用和研究主要以西门子等公司的成套设备为主,而自主研究开发通信接口的却比较少。如何为仪表或电气设备开发—通信接口,使国产设备能连接到总线中,以推动我国仪表业的智能化进程和现场总线在我国的应用就显得尤为重要。本文正是针对现场总线在我国的应用和发展现状,在研究~现场总线基本理论饕0ㄏ低匙槌伞⑿榻峁埂⑹荽嫒』啤⑼ㄐ旁的基础上,提出了—智能从站接口的软硬件设计和实现方法,利用—协议芯片和单片机开发出具有—接口的数字量输入输出智能化从站接口模块,接着由作为主站,结合开发的从站接口模块组成单主站单从站的—现场总线最小系统,对开发的从站接口模块进行了实验验证。最后本文对课题的研究工作进行了总结,并对—智能从站接口开发和系统集成方面提出了进一步的研究方向和方法。关键词:现场总线,—,,智能从站,通信协议,通信接口南京航空航天大学硕士学位论文
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注释表符号注释蜕明过程现场总线分散外设电子设备数据文件丌放式系统互联网络现场总线控制系统现场总线数据链路现场总线通信研究及智能从站设计
第一章绪论研究背景和选题依据”贰薄盎卜“信息技术的迅猛发展,导致了自动控制领域的深刻变革。随着控制技术、计算机技术、通信技术、网络技术的发展,信息交换沟通的领域正在迅速覆盖从现场设备到控制、管理的各个层次,覆盖工段、车间、工厂、企业乃至世界各地的市场,逐步形成以网络集成自动化系统为基础的企业信息系统。现场总线正是这场变革中的关键技术。什么是现场总线莨实绻の被酙拖殖∽芟呋鸹酕亩义,现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统,也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。现场总线的意义不仅仅在于用数字仪表代替模拟仪表,更重要的是它对整个控制系统的结构产生了根本性的变革。现场总线技术在制造业、流程工业、交通和楼宇等领域的自动化系统中具有广阔的应用前景。结构上,现场总线控制系统打破了传统控制系统的结构形式,采用智能现场设备,使得控制系统功能能够直接在现场完成,实现彻底的分散控制。由于采用数字信号替代模拟信号,可实现一对电线上传输多个信号ǘ喔鲈诵参数值、多个没备状态、故障信息庇治6喔錾璞柑峁┑缭础U饩臀<化系统结构、节约硬件设备、减少连接电缆与各种安装、维护费用创造了条件。技术上,系统具有开放性、互可操作性与互用性;现场设备实现了智能化和功能自治:系统结构高度分散,现场总线已构成了新的全分散性控制系统的体系结构。由于现场总线的以~氐悖乇鹗窍殖∽芟呦低辰峁沟募蚧箍刂葡低从设计、安装到『I诵屑凹煨尬ぃ季哂杏旁叫浴O殖∽芟呦低车挠点主要体现在以下几个方面:⒔谑∮布坑胪蹲剩、节省安装费用;节省维护开销;⒂没Ь哂懈叨鹊南低臣勺灾魅ǎ、提高了系统的准确性与可靠性。此外,由于现场总线设备标准化、功能模块化,还具有设计简单,南京航空航天大学硕士学位论文
国内外研究现状及前景。”叫”¨”¨小易于重构的优点。在现有的各种现场总线标准中,现场总线是一种比较流行的现场总线标准,它由三个兼容部分组成,即—、—、—渲杏糜谏璞讣犊刂葡低秤敕稚⑹絀/ㄐ诺腜狣市场占有率绝对领先的总线技术。已经应用于我国的制造业、流程工业、冶金、电力、石油、化工、楼宇和铁路等自动化领域,但是目前我国对于—的应用和研究主要以系统集成和工程应用为主,许多具有—接口的底层设备和智能仪表都是国外大公司直接提供的,这些公司在仪表和设备的价格上