PROFIBUS-DP智能从站研究及在数控系统中的应用

论文摘要

现场总线控制系统已逐渐发展成为继集散控制系统（DCS）之后的新一代控制系统,成为当前控制领域内的热点之一。在众多的现场总线标准中,过程现场总线（PROFIBUS）标准以其国际化、开放式、不依赖于设备生产商的种种优势,成为当前世界及国内争相研究的对象。本文详细阐述了PROFIBUS现场总线的产生与发展、协议结构及传输方式。针对我国目前的应用和发展现状,着重对PROFIBUS-DP现场总线的功能特点及其在数控系统中的应用进行分析。在智能从站接口模块开发方面,采用PROFIBUS-DP协议芯片SPC3与单片机开发出PROFIBUS-DP智能从站接口模块,并对所开发的智能从站接口模块进行了实验验证。最后,本文对课题的研究工作进行总结,在PROFIBUS-DP智能从站接口模块开发及系统集成方面提出进一步研究的方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的背景
• 1.2 课题研究的意义
• 1.3 课题主要研究内容和论文结构
• 第2章 现场总线
• 2.1 现场总线技术概述
• 2.2 现场总线的技术特点
• 2.3 主流现场总线简介
• 2.3.1 FF现场总线
• 2.3.2 PROFIBUS现场总线
• 2.3.3 CAN现场总线
• 2.3.4 LonWorks现场总线
• 2.3.5 WorldFIP现场总线
• 2.3.6 HART现场总线
• 2.3.7 Interbus现场总线
• 2.3.8 SwiftNET现场总线
• 2.3.9 P-NET现场总线
• 2.4 现场总线的发展趋势
• 2.5 本章小结
• 第3章 PROFIBUS总线
• 3.1 PROFIBUS总线概述
• 3.2 PROFIBUS协议结构
• 3.3 PROFIBUS-DP总线的技术要点
• 3.3.1 PROFIBUS-DP总线协议结构
• 3.3.2 PROFIBUS-DP的物理层
• 3.3.3 PROFIBUS-DP的数据链路层
• 3.3.4 数据链路层提供的服务
• 3.4 PROFIBUS-DP扩展功能
• 3.4.1 DPM1 与PROFIBUS-DP从站间的扩展数据（非循环数据）传输
• 3.4.2 DPM2 与DP从站间的扩展数据（非循环数据）传输
• 3.5 本章小结
• 第4章 数控系统
• 4.1 数控机床的概念
• 4.1.1 数控机床
• 4.1.2 数控技术的发展历史
• 4.1.3 数控机床的基本特点
• 4.1.4 数控机床的组成
• 4.2 数控技术的发展现状
• 4.2.1 数控技术的国外发展现状
• 4.2.2 数控系统的我国发展现状
• 4.3 本章小结
• 第5章 PROFIBUS-DP总线数控系统从站硬件设计
• 5.1 基于PROFIBUS-DP总线数控系统整体概述
• 5.2 数控系统硬件选型与设计
• 5.3 智能从站开发方式
• 5.3.1 单片机+软件的开发方案
• 5.3.2 MCU+专用协议芯片
• 5.4 PROFIBUS-DP通信协议芯片SPC3
• 5.4.1 协议芯片SPC3 简介
• 5.4.2 SPC3 芯片内部结构
• 5.5 PROFIBUS-DP总线智能从站接口电路设计
• 5.5.1 AT89C52 与SPC3 的接口电路
• 5.5.2 DP硬件接口通讯电路
• 5.6 设备数据库（GSD）文件
• 5.7 本章小结
• 第6章 PROFIBUS-DP总线数控系统从站软件设计
• 6.1 概述
• 6.2 PROFIBUS-DP从站的状态机制
• 6.3 PROF18US－DP系统工作过程
• 6.4 系统软件设计
• 6.4.1 PROFIBUS-DP从站的程序流程
• 6.4.2 中断程序设计
• 6.4.3 数据输入和输出处理模块设计
• 6.5 系统调试
• 6.6 本章小结
• 第7章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文