文档介绍：北方交通大学
硕士学位论文
工业控制系统及HART通信协议研究
姓名:陈洁
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:李哲英
19990101
\,可、—一关键词:工业控制系∥现场总疐工业控制系统及通信协议研究“现代化的工业生产控制,本论文就是从王些逗壅控制中的通信出北方交通大学级硕士学位论文摘要通信协议孀诺苯窦扑慊际酢⑹滞ㄐ偶际酢⑼缂际鹾妥远际入工业生产控制领域。通信技术,尤其是数字通信技术在工业过程控制中显示了越来越重要的蚱用。可以认为,没有通信就不可能有散控制系统刂葡低呈且桓隹刂乒δ芊稚⒒墓獭而今,现场智能化仪表的不断发展使现场控制系统刂葡低车靡蕴分散到现场一级韭畚亩訤基金会现场总线殖∽芟呒际进行了研究,并将现场总线技术与低辰辛硕员妊芯俊比较研究的结果表明,现场总线技术是一种基于信息处理的控制系统在以上对工业控制系统的深入探讨的基础上√本论文还重点研电子与信息工程学院硕士研究生陈沽变送器安全的迅猛发展,工业生产过程的控制方式也发生了巨大的变化。从原始的手工控制发展到自动化控制,而且控制中的自动化程度在不断的提高。自动化控制水平的提高促使先进的数字通信技术更快地进发,从通信的基本技术和实现结构这两个角度对工业控制系统进行了研究。首先,工业生产的现场环境和工业生产自身的安全要求对工业过程控制中的通信技术提出了特殊要求。那就是通信的实时性和可靠性。这也是工业过程控制系统的重要指标。其次,论文从通信结构出发研究工业过程控制系统结构。工业过程控制系统结构从直动式控制刂葡低撤⒄沟紻出。依赖现场仪器仪表的智能特点,低车目刂乒δ芙徊结构,为控制系统提供的是网络化和智能化信息处理能力,而系统与现场总线技术相比,只具备集中式信息处理和信号处理的功能。究了ㄐ判椤托浇煌ù笱凳垦宦劢
究尹一后应加大这方面的研究力度。卜一题。箔关安全问题是从本质安全、现场设备可靠工作和信息安全三仪表的互操作性和互交换性提供了可能广—~、通信功能的智能差压变送器。般计中采用单片机作ㄐ判樽魑R桓黾虻サ氖滞ㄐ判椋洳荒艹莆O殖∽线,但它在实现数字通信的同时兼容原模拟信号,对目前较落后的尚存在大量模拟信号传输的工业生产控制现状有着现实的意义。另外,通信协议的璞该枋为实现现场仪器在对通信协议进行研究之后,作者设计实现了带为中央处理芯片,使用芯片和酒迪中藕攀淙通信协议协议的数据链路层和应用层。但由于研究条件的限制没有实现通信协议的设备描述。在这方面也缺乏深入研。论文最后初步探讨了工业控制系统中现场总线系统的安全问个方面进行研究的。由于现代的生产过程控制系统将与企业网相连以实现企业的系统优化管理,所以,现场总线的信息安全将是一个重要的问题。而目前有关现场总线的信息安全研究还不是很多。今托舞交通大学硬士学位论文
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序言过程控制体系结构的发展概况和趋势随着工业过程控制技术的发展,工业生产的过程控制系统结构也在不断的发展变化着。过程控制系统中各设各能否协调工作,主要取决于设备间必要的信号传输。特别是当计算机引入到过程控制系统之后,通信技术与过程控制系统结构更是密切相关,而成为了过程自动化技术中的重要组成部分。所以,要研究过程控制系统的结构,就必须了解自动化技术中的通信系统结构。过程测控技术中信号传输方式的变化与生产过程控制系统结构的发展有着密切的联系,是一个从局部到全局,从模拟到数字,从近距离到远程的发展过程。随着工业自动化技术的发展,过程控制系统结构,测控信号传输大致经历了三个发展阶段薄年代以前可以归结为基于钠藕疟曜嫉牡谝淮过程控制体系结构倍交騊T诖私锥危ひ底远鑫局部自动化,采用经典控制理论实现单输入单输出控制系统,自动化水平处于低级阶段,控制仪表从基地式发展到单元组合式,对测控信号的传输要求相对较低。到年代,大多采用模拟信号作为控制信号传输标准,形成第二代过程控制体系结构D馐交駻庖灰皇逼冢现代自动控制理论已经产生,并已在某些尖端技术领域取得惊人成就。现代控制理沦以状态空问分析方法为基础,内容包括了以最小二乘法为基础的系统辨识,以极大值原理和动态规划为主要方法的最优控制和以卡尔曼滤波理论为核,淖罴压兰频热糠帧O执制理论在综合和分析系统时,已经从外部现象深入到揭示系统内在的规律性,从局部控制进入到在一定意义下的全局最优。而且在结构上已从单环扩展到适应环、学习环等。可以说,现代控制理论是人们对控制技术在认识上的一次质的飞跃,为实现高水平的生产过程自动化奠定了理论基础。与此同时,计算机的发展为现代控制理论的应用提供了解决工程问题的新思路和新的控制系统结构。在年代中期,出现了如图