基于PROFIBUS-DP技术的恒温智能从站设计

论文摘要

由于采用现场总线技术将使控制系统结构简单,系统安装费用减少并且易于维护,用户可以自由选择不同厂商、不同品牌的现场设备实现系统集成的最优化等一系列优点,现场总线技术已经成为自动化技术发展的热点。PROFIBUS现场总线已经成为开放的国际标准,并在全世界得到了广泛应用。PROFIBUS-DP是PROFIBUS现场总线的一种,是经过优化的、高速廉价的通信连接,用于自动控制系统和现场级分散的I/O之间进行通信。设计来源于秦皇岛港务局翻车机控制系统改造项目,该生产线在电气化改造过程中提出了在现有总线上加一个液压泵站液压油恒温控制从站的要求,采用恒温控制从站后将优化液压泵站的工作性能。在本设计中介绍了基于PROFIBUS-DP的FCS构成,提出了智能DP从站的实现方案,对使用SPC3实现DP从站做了剖析。并举例开发了一个依靠AT89C52处理器和SPC3协议芯片构成的智能DP恒温从站,完成了从站的硬件选型和电路设计,以及从站软件算法分析和程序实现。本课题从一个应用实例来阐述如何通过PROFIBUS-DP现场总线将一个独立的系统接入一个控制网络,进而连入Intranet这一目的。希望能够为国内以后的实际开发提供一个借鉴。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 现场总线概述
• 1.2 现场总线国内外研究动态及标准化进展
• 1.3 课题内容
• 1.4 论文结构
• 1.5 本课题开展的意义
• 2 PROFIBUS总线协议和通信原理
• 2.1 PROFIBUS现场总线概述
• 2.2 PROFIBUS通信协议结构
• 2.3 PROFIBUS传输技术
• 2.4 PROFIBUS总线存取协议
• 3 PROFIBUS-DP现场总线技术
• 3.1 PROFIBUS-DP概述
• 3.2 PROFIBUS-DP系统组成
• 3.3 PROFIBUS-DP总线访问控制
• 3.4 数据传输技术
• 3.5 保护机制
• 4 温度智能从站的硬件设计
• 4.1 协议芯片SPC3介绍
• 4.2 DP从站的硬件实现
• 4.2.1 主控模块
• 4.2.2 RS485接口模块
• 4.2.3 温度测量模块
• 4.2.4 数据显示模块
• 4.2.5 复位电路
• 4.2.6 恒温控制电路
• 5 温度智能从站的软件设计
• 5.1 PROFIBUS-DP从站接口开发工具
• 5.2 从站状态机
• 5.3 PROFIBUS-DP信系统软件整体结构
• 5.3.1 SPC3初始化
• 5.3.2 从站数据接收模块
• 5.3.3 从站数据发送模块
• 5.3.4 诊断数据的发送
• 5.3.5 中断程序模块
• 5.4 单片机程序
• 5.4.1 数据采集子程序
• 5.4.2 数据显示子程序
• 5.4.3 恒温控制子程序
• 5.5 GSD文件的编写
• 5.5.1 GSD文件的功能与组成
• 5.5.2 本设备GSD文件
• 6 分布式测控系统的集成
• 6.1 PROFUBUS控制系统的结构类型
• 6.2 系统的集成和开放性测试
• 6.3 数据交换
• 6.4 测试过程中遇到的问题小结
• 7 总结与展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 下一步工作展望
• 参考文献
• 硕士期间发表（录用）的论文
• 致谢