基于MODBUS协议宏通信的分布式供能系统的研究和实现

论文摘要

分布式供能系统DES(Decentralised energy system)由于本身的灵活性和较高的能源利用率,得到越来越广泛的使用。然而系统中燃机与余热锅炉的通信和数据交换却由于控制器类型和采用协议的不同有时很难直接进行,这一点也直接影响了分布式供能系统的推广和应用。本论文研究的是基于不同协议控制器间的数据通信,使分布式供能系统中采用该协议燃机系统和余热锅炉系统进行数据交换,实现系统中设备间的联锁控制。MODBUS是一种国际性、开放式、不依赖于设备生产商的通讯协议标准,在各领域得到广泛应用。本论文针对采用MODBUS协议的燃机和使用OMRON PLC控制器的余热锅炉系统间的数据通信交换展开研究工作。首先,结合实际阐述了分布式供能系统的工作原理和发展。其次,在充分地研究和理解MODBUS协议及RS232、RS485总线的基础上,结合一具体分布式供能系统中公用控制系统的设计,对系统的需求分析、网络及体系结构等进行了概述。重点对系统中涉及协议宏的编程、组态、参数设置和调用实现数据交换进行了详细地介绍。最后,总结了采用协议宏进行数据交换时需注意的事项,还对协议宏的仿真调试进行了简单说明,确保系统稳定运行。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 分布式供能系统的优势和现状
• 1.2 分布式供能系统的组成及工作原理
• 1.2.1 分布式供能系统的组成
• 1.2.2 不同的发动机在分布式供能系统中的应用
• 1.2.3 分布式供能系统发展面临的挑战
• 1.3 课题的任务和研究内容
• 1.3.1 课题的任务
• 1.3.2 课题的研究内容
• 1.4 论文的结构
• 第二章 Modbus 通信协议
• 2.1 Modbus 协议简介
• 2.2 两种传输方式
• 2.3 Modbus 消息帧
• 2.4 错误检测方法
• 2.5 本章小结
• 第三章 RS-232、RS-422 及RS-485 标准
• 3.1 RS-232、RS-485 标准简介
• 3.2 RS-232 串行接口标准
• 3.3 RS-422 与RS-485 串行接口标准
• 3.3.1 平衡传输
• 3.3.2 RS-422 电气规定
• 3.3.3 RS-485 电气规定
• 3.4 RS-422 与RS-485 的接地问题
• 3.5 本章小结
• 第四章 公用控制系统的设计
• 4.1 系统的控制功能分析
• 4.1.1 工作范围
• 4.1.2 控制方式
• 4.1.3 控制水平
• 4.1.4 联锁逻辑
• 4.2 系统设计
• 4.2.1 系统的硬件结构设计
• 4.2.2 软件结构设计
• 4.3 协议宏通信程序
• 4.3.1 符号
• 4.3.2 接收区域的指定
• 4.3.3 功能说明
• 4.3.4 协议宏的通信调试
• 4.4 本章小结
• 第五章 控制系统实现
• 5.1 硬件实现
• 5.2 通信地址规划
• 5.3 协议宏编写及调用
• 5.4 通信的测试及仿真
• 5.5 编程软件的联锁实现
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文