基于PROFIBUSDP的现场总线通信系统设计

Profibus-DP

哈尔滨理工大学

硕士学位论文

基于PROFIBUS-DP的现场总线通信系统设计

姓名：毕琳娜

申请学位级别：硕士

专业：模式识别与智能系统

指导教师：宋清昆

20090301

Profibus-DP

哈尔滨理Ｔ人学‘Ｔ学硕．Ｉｊ学位论文

基于ＰＲＯＦＩＢＵＳ．ＤＰ的现场总线通信系统设计

摘要

Ｐｒｏｆｉｂｕｓ是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准，广泛应用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通、电力等领域。其中Ｐｒｏｆｉｂｕｓ．ＤＰ是一种高速低成本通信标准，多用于设备级控制系统与分散式Ｉ／Ｏ的通信，目前在国内ＤＰ总线技术的应用与开发已经比较广泛，但基于ＤＰ总线的智能设备发展比较缓慢，而且多局限于一些智能从站仪表的开发，在主站设计开发方面尚无成功的先例。国内厂家开发设计的ＤＰ智能设备一般是挂接在西门子等国外厂商的ＤＰ主站下方能工作运行。这些都使得国内在ＤＰ技术方面的研究与应用始终落后一步，难以将ＤＰ总线技术的优势最大程度地发挥出来。

本文在研究Ｐｒｏｆｉｂｕｓ．ＤＰ现场总线基本理论和主站工作状态机制的基础上，对Ｐｒｏｆｉｂｕｓ．ＤＰ通信系统的上位机进行了软件设计，利用现有从站及主站，搭建了基本的Ｐｒｏｆｉｂｕｓ．ＤＰ通信系统，并且能够进行Ｊ下常的通信。

在开发过程中，主要完成了两部分的工作：一是完成和从站进行基本的循环通信功能，主要包括对从站的诊断、参数化、配置和再诊断这四个状态的转换；二是具备主站和总线上其它主站的通信功能，即令牌的交换，包括令牌的生成、主站如何加入己经存在的总线、何时允许新的主站加入总线，通过什么方式去掉掉电主站及如何克服干扰恢复令牌间通信。

最后，通过运用ＳＴＥＰ７、ＷＩＮＣＣ和ＳＩＭＡＴＩＣＮＥＴ等组态软件对已有ＤＰ从站进行软件组态，通过简单的主站和从站的Ｐｒｏｆｉｂｕｓ．ＤＰ现场总线控制系统，对开发的通信系统进行了实验验证。关键词现场总线；ＰＲＯＦＩＢＵＳ．ＤＰ；主站；循环通信

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ＤｅｓｉｇｎｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎ

ＰＲＯＦＩＢＵＳ．ＤＰ

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ｐｒｏｆｉｂｕｓ

ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｄ

ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｏｎｉｓａｎｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄａｒｄｆｏｒｆｉｅｌｄｂｕｓｗｈｉｃｈｉｓｏｐｅｎａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ，ｔｈｉｓｐｒｏｔｏｃｏｌｆｌｏｗｉｎｄｕｓｔｒｙｃａｎｂｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，

ａｎａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎａｎｄｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｆｉｅｌｄ．Ｐｒｏｆｉｂｕｓ．ＤＰｉｓ

ｐｒｏｔｏｃｏｌｗｉｔｈ

ｓｙｓｔｅｍａｎｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｈｉ曲ｓｐｅｅｄａｎｄｌｏｗｃｏｓｔ，ｍａｉｎｌｙｕｓｅｄｉｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔｌｅｖｅｌｃｏｎｔｒｏｌｃｏｍｍｕｎｃａｔｔｉｏｎ．ＰｒｅｓｅｎｔｌｙｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｄｅｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄＩ／Ｏ

ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎｏｆＤＰｆｉｅｌｄｂｕｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄ，ｂｕｔｔｈｅｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｌｌｅｃｔｉｖｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎＤＰｉＳｓｌｏｗ，ａｎｄｍｏｓｔｏｆｗｈｉｃｈｉｓｌｉｍｉｔｅｄｉｎｉｎｔｅｌｌｅｃｔｉｖｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｏｆｓｌａｖｅｓｔａｔｉｏｎ．ｔｈｅｍａｓｔｅｒｓｔａｔｉｏｎｏｆＰｒｏｆｉｂｕｓ．ＤＰｈａｓｎｏｔｂｅｅｎｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｄｅｓｉｇｎｅｄｄｏｍｅｓｔｉｃｌｙ．Ｔｈｅｓｌａｖｅｓｔａｔｉｏｎｈａｖｅｔｏｃｏｎｎｅｃｔ

ｆｏｒｅｉｇｎｍａｓｔｅｒ

ｏｆｓｔａｔｉｏｎ１ｉｋｅＳｉｅｍｅｎｓ．ＴｈｉｓｓｉｔｕａｔｉｏｎｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｈｅｗｉｔｈｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＤＰｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄｔｈａｔｍａｋｅｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｔｈｅＤＰ

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃａｎ’ｔｂｅｆｕｌｌｙｕｓｅｄ．

ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆＰｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰｔｈｅｏｒｙａｎｄｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｓｌａｖｅｒ，ｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｎｏｔｏｎｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｏｆＳＯｆｉｗａｒｅｏｆｔｈｅｍａｓｔｅｒｓｔａｔｉｏｎ，ｂｕｔａｌｓｏｂｕｉｌｄｓｔｈｅｔｅｓｔｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｉｌｌｗｉｔｈｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｓｌａｖｅｓｔａｔｉｏｎａｎｄｍａｓｔｅｒｓｔａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｉｎｇｏｏｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ．

Ｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆｔｗｏｐａｒｔｓ．０ｎｅｉｓｔｈｅｃｙｃｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍａｓｔｅｒｓｔａｔｉｏｎｊｏｉｎｉｎｇｉｎｄａｔａｅｘｃｈａｎｇｉｎｇｗｉｔｈｓｌａｖｅｓｔａｔｉｏｎ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ｐａｒａｍｅｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ，ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎａｎｄｒｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｍａｓｔｅｒｓｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｏｔｈｅｒ

ｍａｓｔｅｒｓｔａｔｉｏｎｉｎｏｎｅｉＳｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｍａｓｔｅｒｓｔａｔｉｏｎｗｉｔｈｏｔｈｅｒｉｓｔｈｅｔｏｋｅｎｅｘｃｈａｎｇｉｎｇ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ

ｔｏｔｈｅｂｕｓ，ｈｏｗｔｏｄｅｌｅｔｅｆａｉｌｕｒｅｆｉｅｌｄｂｕｓ．Ｗｈｉｃｈｔｏｏｆｔｏｋｅｎｌｏｏｐ，ｈｏｗｊｏｉｎｔｈｅｍａｓｔｅｒｓｔａｔｉｏｎ

ｍａｓｔｅｒｓｔａｔｉｏｎ，ｗｈｅｎｔｏａｄｄｎｅｗｍａｓｔｅｒｓｔａｔｉｏｎｔｏｂｕｓａｎｄｈｏｗｔｏｏｖｅｒｃｏｍｅｔｈｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｔｏｒｅｓｔｏｒｅｔｈｅｔｏｋｅｎｅｘｃｈａｎｇｉｎｇ．

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Ｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｅｓｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｏｆｔｈｅｍａｓｔｅｒａｎｄｓｌａｖｅｒｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｃｏｎｇｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ

ｏｎｓｏｆｔｗａｒｅｏｆＳＴＥＰ７，ＷｌＮＣＣｉｓａｎｄＳＩＭＡＴＩＣｏｕｔｂｙＮＥＴ Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｃａｒｒｉｅｄｔｈｅ

ｆｉｅｌｄｂｕｓｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｍａｓｔｅｒｓｔａｔｉｏｎａｎｄｓｌａｖｅｓｔａｔｉｏｎ．

ＫｅｙｗｏｒｄｓＳｔａｔｉｏｎ，ＣｙｃｌｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＦｉｅｌｄｂｕｓ，Ｐｒｏｆｉｂｕｓ—ＤＰ，Ｍａｓｔｅｒ

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哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明

本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于ＰＲＯＦＩＢＵＳ．ＤＰ的现场总线通信系统设计》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除己注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果 …… 此处隐藏：11835字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……