文档介绍：A Dissertation Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering A Fast Axial Flow CO 2Laser ControlSystem Based on PROFIBUS-DP Field Bus Candidate: Zuo Gang Major : Optical Engineering Supervisor: Huazhong University of Science & Technology Wuhan 430074, P. R. China May, 2014 万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名: 日期: 年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□, 在年解密后适用本授权书。不保密□。(请在以上方框内打“√”) 学位论文作者签名: 指导教师签名: 日期: 年月日日期: 年月日本论文属于万方数据华中科技大学硕士学位论文 I 摘要作为工业气体激光器主流的轴快流CO 2激光器,以其高功率、运行稳定和光束质量高等优点,越来越受到加工行业的欢迎,在许多行业都有广泛的应用。随着激光技术的发展,工业气体激光器也朝着智能化、便捷化的方向发展。本文的研究是基于目前CP4000系列轴快流CO 2激光器的控制系统。随着工业规模的扩大,以PLC为核心的控制系统已渐渐显露其不足,因此便提出基于PROFIBUS-DP总线技术的激光器控制系统。论文主要阐述了基于PROFIBUS-DP总线的控制系统的总体方案,其DP智能从站的软、硬件设计和激光器上位机与下位机通信的实现。首先,轴快流CO 2激光器的控制系统是以PLC为核心控制。本文以PROFIBUS-DP 的通信协议为基础,结合激光器的工作原理和结构单元,提出了用PROFIBUS-DP现场总线来替代PLC的具体实施方案,即:用SPC3与FPGA设计出智能从站的接口, 组态软件设计出激光器的上位机界面以及利用SOFTPLC模拟系统主站。其次,完成了DP现场总线系统的智能从站的软、硬件设计。以SPC3+FPGA为核心的硬件电路设计,利用Verilog硬件描述语言编写软件模块,驱动协议芯片正常工作, 摒弃了一贯利用SPC3+MCU的智能从站方案,充分利用FPGA处理速度快、扩展性强以及通信速率快等特点,设计出针对本系统智能从站的开发。最后,针对轴快流CO 2激光器的各个工作单元,组态软件作为开发平台,设计出激光器的上位机界面,同时利用串口调试助手进行系统调试实验,用它模拟激光器RS232设备通过PROFIBUS-DP通信系统与另一台运行的上位机界面进行数据交换。本论文的成果即智能从站接口可以使激光器各工作单元接入PROFIBUS-DP总线系统中。这样使得激光器的控制系统更为简便,运行更为高效以及降低了成本。激光器的上位机界面提供了很好的人机交互平台。论文的研究工作对激光器的发展具有长远意义。关键词:轴快流CO 2激光器 PROFIBUS-DP 万方数据华中科技大学硕士学位论文 II Abstract The fast axial flow (FAF) CO 2laser is the mainstream industrial gas laser, because of its high power, stable operation and beam quality advantages, the FAF CO 2laser is increasingly being ed in the processing industry, and has wide applications in many industries. With the development of laser technology, industrial gas laser has toward intelligent, easy-oriented