基于PROFIBUS现场总线的多种现场总线的接入和共存策略

论文摘要

电子、计算机和网络等技术的快速进步,带动了工业控制系统向智能化、数字化和网络化发展。传统分层的集散型控制系统已慢慢被智能化与网络化的现场总线控制系统所代替。现场总线控制系统是指将各种设备接入到一个完整的封闭现场总线,接入总线的设备可为传感器、控制器、通信设备或计算机,并且设备之间可以直接交换信息。因此,以现场总线为基础的工业控制系统,设备之间能交换信息,设备可以实现自调整,还可以接入到因特网。现场总线系统可以作为企业管理信息系统的终端,它以网络为核心,并且具有控制灵活、信息共享、优化过程以及提高生产率等诸多优点。因此,现场总线系统是自动控制、仪器仪表和网络等技术的综合应用。由于现场总线技术在工业控制系统的技术优势和特点,二十世纪八十年代以来世界著名的企业都推出了不同的工业现场总线及其通信协议,如：PROFIBUS、CAN、FF、 DeviceNet以及WorldFIP等,但是它们技术标准不同,因此大大制约了它在工业控制系统的信息化发展。而其中以西门子公司为主推出的PROFIBUS总线系统,是一种开放的、国际领先的现场总线标准,它具有很大的优势,逐渐成为国际国内用得最广泛的工业现场总线系统。从国内来看,一方面,PROFIBUS现场总线技术应用越来越广泛：我国从国外成套引进采用现场总线技术的生产设备和技术(如汽车、制药等生产线),如西门子工控系统和产品、ABB的PLC和DCS控制系统等；总线上的现场设备也逐渐实现智能化和网络化。另一方面,国际上现存多种工业现场总线、国内现场设备和仪表大多不具有连接PROFIBUS功能。在此多种工业现场总线和现场通信协议共建共存趋势背景下,在国内大多数现场设备和仪表不具有PROFIBUS连接和通讯功能的情况下,我们以PROFIBUS现场总线为基础的多种现场总线的接入和共存策略研究也就具有非常重大的意义。通过研究,我们得出：通过合理规划,基于PROFIBUS现场总线的多种现场总线系统是可以共存的,将不具备PROFIBUS连接和通讯功能的现场仪器、仪表和设备等接入PROFIBUS现场总线系统也是具有可操作性的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 概述
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究方法
• 1.3 现场总线技术发展分析和市场现状分析
• 第二章 现场总线技术基本原理
• 2.1 引言
• 2.2 对现场总线系统的要求
• 2.3 顾客对现场总线技术要求
• 2.3.1 寻址能力和节拍同步性
• 2.3.2 与安全有关的特征（FAIL SAFE）
• 2.3.3 用户可编程的排序（SCHELDULING）
• 2.3.4 对现场总线系统运行的在线支持
• 2.3.5 系统的描述
• 2.4 小结
• 第三章 主流的现场总线技术简介
• 3.1 基金会现场总线FF（FOUNDATION FIELDBUS）
• 3.2 CAN（CONTROLLER AREA NETWORK控制器局域网）
• 3.3 LONWORKS
• 3.4 DEVICENET
• 3.5 HART
• 3.6 CC-LINK
• 3.7 WORLDFIP
• 3.8 INTERBUS
• 3.9 MODBUS
• 3.10 PROFIBUS
• 第四章 多种现场总线的接入和共存策略
• 4.1 PROFIBUS通信接口的开发要点
• 4.2 PROFIBUS总线桥技术
• 4.3 PROFIBUS主站网关的解决方案
• 4.4 PROFIBUS从站网关的解决方案
• 4.5 PROFIBUS总线IO
• 4.6 PROFIBUS集线器HUB
• 4.7 PROFIBUS光纤模块
• 4.8 PROFIBUS连接器
• 4.9 PROFIBUS嵌入式板卡
• 4.10 小结
• 第五章 基于PROFIBUS总线桥的无线解决方案
• 5.1 自动控制系统的硬件选择
• 5.2 自动控制系统的软件选择
• 5.3 总体控制要求及功能
• 5.4 系统结构及其流程
• 5.5 小结
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读学位期间完成的专业学术文章目录