学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

PROFIBUS-DP典型应用系统研究

作　者: 韩辰
导　师: 刘勇
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 电气工程
关键词: 现场总线 PROFIBUS-DP 典型应用系统 从站 SPC3
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 232次
引　用: 6次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


PROFIBUS现场总线属于IEC61158国际标准的类型3,同时也是中国国家标准,以其权威性已经成为当前最流行的现场总线技术之一。其中PROFIBUS-DP用于现场层的高速数据传输,应用最为广泛且市场占有率最高。但是我国对于PROFIBUS-DP的应用和研究主要以SIEMENS等外国公司的成套设备为主,自主研究开发却很少。本课题正是为了提高国内的自主开发能力,进行的PROFIBUS-DP典型应用系统研究。本课题从PROFIBUS-DP协议结构出发,详细阐述了主/从站通信过程,并对涉及到的通信报文做了详解。通过对PROFIBUS-DP的实时性研究,计算出了典型应用系统的实时响应时间,以此来保证系统能够满足实时性要求。对当前主流的几种PROFIBUS-DP系统构建方案进行了分析比较。根据实际要求和实验室软硬件条件,确定了“PC+CP5611通信卡”的主站方案和SPC3通信控制器的从站设计方案。在理论分析的基础上,设计出了以单片机C8051F020和SPC3通信控制器为核心的8路离散量输入/输出从站和4通道A/D采集/2通道D/A波形输出从站。接着编写了从站的GSD文件,利用SIMATIC NET、OPC Scout和RSWiew32构建了完整的Profibu-DP系统。最后通过监听总线报文,直观地反映了PROFIBUS-DP的通信过程。本文设计的从站可以实现离散量和模拟量的输入/输出功能,且性能稳定,工作可靠,可以广泛地应用于工业控制现场。采用的主站成本低廉,且能完全实现PROFIBUS-DP1类和2类主站功能。两者相结合构建的PROFIBUS-DP主/从系统具有典型的应用价值,能够广泛应用于各种自动化控制领域。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章 绪论  7-11
  1.1 课题研究的目的和意义  7-8
  1.2 PROFIBUS发展概况  8-9
  1.3 PROFIBUS-DP研究现状  9-10
  1.4 本文主要研究内容  10-11
第2章 PROFIBUS-DP协议分析  11-25
  2.1 PROFIBUS-DP协议结构  11-16
    2.1.1 PROFIBUS-DP物理层  11-13
    2.1.2 PROFIBUS-DP数据链路层  13-15
    2.1.3 现场总线第1/2 层管理  15-16
    2.1.4 PROFIBUS-DP用户层  16
  2.2 PROFIBUS-DP主/从通信模型分析  16-23
    2.2.1 PROFIBUS-DP的设备类型及系统结构  16-17
    2.2.2 主/从通信过程分析  17-18
    2.2.3 通信报文解析  18-23
  2.3 PROFIBUS-DP实时性研究  23-24
  2.4 本章小结  24-25
第3章 典型应用系统构建方案研究  25-34
  3.1 PROFIBUS-DP主站构建方案  25-27
    3.1.1 以PLC为核心的方案  25-26
    3.1.2 以PC+PROFIBUS-DP通信卡为核心的方案  26-27
  3.2 PROFIBUS-DP从站设计方案  27-32
    3.2.1 单片机+软件的解决方案  27
    3.2.2 单片机+ PROFIBUS通信控制器的解决方案  27-32
    3.2.3 PACKAGE 4 开发方案  32
  3.3 本课题方案选择  32-33
  3.4 本章小结  33-34
第4章 典型应用从站软硬件设计  34-53
  4.1 从站硬件整体结构  34-35
  4.2 从站的硬件设计  35-46
    4.2.1 供电电源电路  35-36
    4.2.2 SPC3 工作电路  36-37
    4.2.3 通信接口电路  37-39
    4.2.4 单片机及外围电路  39-41
    4.2.5 从站各功能电路  41-45
    4.2.6 地址分配电路  45-46
  4.3 从站软件设计  46-52
    4.3.1 从站软件设计基本框架  46-47
    4.3.2 单片机和SPC3 的初始化  47-48
    4.3.3 输入/输出数据及中断处理  48-50
    4.3.4 从站功能实现  50-52
  4.4 本章总结  52-53
第5章 系统组态及上位机软件设计  53-63
  5.1 GSD（电子设备数据库）文件的编写  53-55
  5.2 利用SIMATIC NET对系统进行组态  55-57
  5.3 上位机软件设计  57-60
    5.3.1 OPC Scout通信测试  57-58
    5.3.2 RSView32 操作界面  58-60
    5.3.3 界面使用说明  60
  5.4 主/从通信测试  60-62
  5.5 本章小结  62-63
结论  63-64
参考文献  64-67
攻读学位期间发表的学术论文  67-69
致谢  69

相似论文

  1. 基于气体还原法的钢丝镀锌自动化生产线关键技术的研究,TQ153.15
  2. 基于HART协议智能压力变送器的研究,TP212.6
  3. 城市轨道交通环境与设备监控系统的研究与探索,TP277
  4. SUPMAX800D系统HART通信卡的研究与设计,TP273.5
  5. NCUC-Bus现场总线技术研究及实现,TP273.5
  6. 现场总线技术及工业以太网在多节点控制系统中的研究与应用,TP273
  7. 汕头电信CDMA无线基站动力环境监控系统的设计和实现,TP277
  8. 基于FDT/DTM技术设备管理系统的研究与开发,TP311.52
  9. 风力发电中变桨系统的设计与应用,TM315
  10. 反应釜自动控制系统开发,TP273
  11. 公路隧道人工照明控制与节能研究,U453.7
  12. 基于PROFIBUS-DP总线的柔性制造系统的设计与研究,TH165
  13. 造币生产自动化物流系统的开发研制,TP273
  14. 基于CAN总线的全自动双端子数控压接机数控系统开发与研究,TG659
  15. 高压容性设备绝缘在线监测系统的研究与设计,TM934.3
  16. 基于LonWorks和L-PLC技术的楼宇自动化系统研究与设计,TU855
  17. 基于灰色理论的液压站故障预测与诊断系统研究,TH165.3
  18. 基于以太网的PROFIBUS-DP通信平台的研究,TP273
  19. 基于S7-300的螺旋焊管生产线递送自动控制系统的设计,TP273
  20. 600MW机组国产控制系统的研究与应用,TP273

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
© 2012 www.xueweilunwen.com