基于以太网的PROFIBUS测试平台的研究

论文摘要

现场总线技术凭借着其开放性、交互性、分散性、适应性的优点,在工业控制领域迅速的发展起来,并产生了重要的影响。PROFIBUS现场总线是面向工厂自动化、流程自动化的一种国际性现场总线标准,是使用最广泛的现场总线之一。近些年由于市场需求,国内企业纷纷开展了关于PROFIBUS智能产品的开发。但PORFIBUS产品在允许上市销售使用之前,必须通过授权组织的产品一致性测试,以保证所开发的产品符合协议规范。目前,国内外市场上没有简单的针对PROFIBUS产品的一致性测试商用辅助测试工具,导致企业无法在产品开发的早期阶段及时地发现问题,这些都增加了企业的开发难度和开发周期。本课题通过对实际应用中存在的问题进行了分析研究,提出了符合PROFIBUS-DP通信协议和DP行规的测试平台,该平台与PROFIBUS通信平台结合,实现对PROFIBUS产品的早期测试。通过对PROFIBUS现场总线技术的深入了解,在分析协议的基础上,大胆地提出了基于以太网的PROFIBUS设备测试新方案。在明确系统要求,进行系统结构和功能分析后,设计实现了PROFIBUS测试平台。本文重点阐述了测试平台软件模块的设计思路及实现过程,给出了流程图、部分代码和运行结果。在系统验证阶段,将该基于以太网的PROFIBUS测试系统应用到一个实际测试案例中,将测试结果与实验室的标准化测试结果进行对比,验证了系统的正确性。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 序
• 1 综述
• 1.1 工业通信网络概述
• 1.2 现场总线及其研究现状
• 1.2.1 现场总线的产生背景
• 1.2.2 现场总线的特点与优点
• 1.2.3 现场总线的发展趋势
• 1.2.4 几种重要的现场总线技术
• 1.2.5 现场总线的协议测试
• 1.3 课题研究背景与研究意义
• 1.4 研究的主要内容
• 2 PROFIBUS概述
• 2.1 PROFIBUS的发展历程
• 2.2 PROFIBUS的家族成员及应用
• 2.3 PROFIBUS的协议结构
• 2.4 PROFIBUS-DP
• 2.4.1 PROFIBUS-DP的基本参数
• 2.4.2 DP各站的功能及工作过程
• 2.4.3 DP-V0报文
• 2.4.4 PROFIBUS总线时序关系
• 2.5 PROFIBUS的GSD文件
• 2.6 PROFIBUS行规
• 2.7 本章小结
• 3 PROFIBUS测试系统的设计
• 3.1 PROFIBUS测试系统的构建目的
• 3.2 PROFIBUS测试系统的设计思想
• 3.3 PROFIBUS测试平台的系统结构及功能分析
• 3.3.1 系统结构及功能划分
• 3.3.2 以太网转换模块的设计
• 3.3.3 报文解析模块的设计
• 3.3.4 简单报文命令模块的设计
• 3.3.5 GSD文件解析模块的设计
• 3.4 PROFIBUS通信平台的设计
• 3.4.1 通信平台概述
• 3.4.2 通信平台的功能分析及设计
• 3.5 本章小结
• 4 PROFIBUS测试系统的实现
• 4.1 测试平台的系统实现
• 4.1.1 以太网转换模块的实现
• 4.1.2 报文解析模块的实现
• 4.1.3 简单报文命令模块的实现
• 4.1.4 GSD文件解析模块的实现
• 4.2 通信平台的系统实现
• 4.2.1 主控制器模块的实现
• 4.2.2 以太网通信模块的实现
• 4.2.3 PROFIBUS-DP通信模块的实现
• 4.3 本章小结
• 5 PROFIBUS测试系统的验证
• 5.1 测试环境
• 5.2 测试流程
• 5.3 测试过程
• 5.4 结果分析
• 5.5 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集