HSE功能块应用进程的研究

论文摘要

现场总线是目前自动化控制技术发展的趋势。由现场总线基金会组织(Fieldbus Foundation)制定的基于高速以太网的基金会现场总线(HSE)把商用以太网引入过程控制领域，为过程控制提供了一个低成本，高速、高带宽、时钟同步、支持多种协议的通信网络。HSE功能块应用进程则是HSE成为技术上最先进、最完备、具有互操作性的现场总线而必不可少的重要组成部分。 本论文选择HSE功能块应用进程为研究对象，结合HSE协议开发项目的开展，对HSE功能块应用进程的内部组件、数据读写过程、警报处理过程、算法实现等方面进行了深入研究；给出了HSE功能块应用进程的具体设计，并在HSE系统中对所开发的HSE功能块应用进程进行了测试。对HSE功能块应用进程的研究有助于开发面向仪器、仪表等控制设备的应用，促进我国自控技术的数字化、智能化进程。对控制设备制造商和HSE系统用户更具有非常重要的意义。 本论文首先介绍了HSE现场总线的体系结构，接着在介绍HSE功能块应用进程的内部组成，剖析其各个组件的作用和原理的基础上，分析了HSE功能块应用进程的数据读写过程。然后文中介绍了功能块的主要参数，包括模式和状态以及它们之间的关系，并在介绍警报参数的基础上对HSE功能块的警报处理过程做了详细描述。接下来分别以AI、PlD、AO三个典型的功能块为例，着重阐述了HSE功能块内部算法的机理和实现。再以协议为蓝本，对实现的HSE功能块应用进程的读写服务、算法功能进行了软件测试，得到了满意的结果。论文的最后对项目的工作进行了总结，并对后期工作进行了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题的研究背景
• 1.1.1 现场总线技术和工业以太网技术的发展
• 1.1.2 HSE现场总线简介及其研究现状
• 1.2 HSE功能块应用进程的研究现状和研究意义
• 1.3 本章小结
• 第二章 HSE功能块应用进程的内部架构
• 2.1 功能块应用进程组成
• 2.1.1 功能块应用对象
• 2.1.2 资源块
• 2.1.3 功能块
• 2.1.4 转换块
• 2.1.5 链接对象
• 2.1.6 视图对象
• 2.1.7 趋势对象
• 2.1.8 行为对象
• 2.1.9 域对象
• 2.1.10 程序调用对象
• 2.1.11 对象字典
• 2.2 功能块的服务
• 2.2.1 功能块读写服务的具体实现
• 2.3 本章小结
• 第三章 HSE功能块的参数状态和模式
• 3.1 HSE功能块参数分类
• 3.2 功能块参数的状态和模式
• 3.2.1 功能块参数的状态介绍
• 3.2.2 功能块的模式
• 3.2.3 参数状态传播和模式切换的一般规则
• 3.2.4 功能块目标模式保留
• 3.2.5 功能块模式蜕变
• 3.2.6 功能块参数状态的主要作用
• 3.3 本章小结
• 第四章 HSE功能块的警报处理
• 4.1 功能块警报分类
• 4.2 HSE功能块警报处理的状态参数
• EVT）'>4.2.1 更新事件（EVENT_EVT）
• ALM）'>4.2.2 报警（X_ALM）
• LIM参数）'>4.2.3 报警限（X_LIM参数）
• HYS参数）'>4.2.4 报警滞后（ALARM_HYS参数）
• PRI参数）'>4.2.5 警报优先级（X_PRI参数）
• 4.2.6 报警总结（Alarm Summary）
• 4.3 HSE功能块警报的处理过程
• 4.3.1 警报对象（alert object）
• 4.3.2 功能块警报的状态流程
• 4.3.3 HSE警报通知的发送
• 4.4 本章小结
• 第五章 HSE功能块算法的软件实现
• 5.1 AI功能块
• 5.1.1 仿真
• 5.1.2 PV计算
• 5.1.3 AI实际模式的计算
• 5.2 PID功能块
• 5.2.1 PID控制策略
• 5.2.2 PID实际模式计算
• 5.2.3 旁路开关切换
• 5.2.4 PID设定点计算
• 5.2.5 PID前馈处理
• 5.2.6 PID的主输出
• 5.3 AO功能块
• 5.3.1 AO功能块算法概述
• 5.3.2 AO算法的具体实现
• 5.3.3 AO的故障状态
• 5.3.4 AO功能块的输出
• 5.3.5 AO故障状态处理
• 5.4 本章小结
• 第六章 HSE功能块应用进程的软件测试
• 6.1 HSE功能块应用进程的测试流程
• 6.2 功能块应用进程测试实例
• 6.2.1 功能块应用进程测试平台
• 6.2.2 功能块应用进程测试结果
• 6.3 本章小结
• 第七章 课题总结与展望
• 7.1 课题总结
• 7.2 课题展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读硕士期间发表的论文和参与的科研工作