PROFIBUS-DP智能从站关键技术研究及开发

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1、天津理工大学硕士学位论文PROFIBUS-DP智能从站关键技术研究及开发姓名：江平申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：赵辉20070101摘要在现有的各种现场总线标准中，PROFIBUS现场总线因具有通信实时性强、高传输率、低成本、拓扑结构灵活多样、冗余性强、适于各种工控领域等优点而得到广泛应用。PROFIBUS包括PROFIBUS．DP，PROFIBUS．PA，PROFIBUS．FMS三个系列，其中用于设备级控制系统与分散式№通信的PROFIBUS．DP是市场占有率领先的总线技术。目前我国对于PROFIBUS．D

2、P技术的应用和研究主要以系统集成和工程应用为主，许多具有PROFIBUS．DP接口的底层设备和智能仪表都是国外大公司直接提供的，这些公司在仪表和设备的价格上具有垄断地位，这就使得整个PROFFIBUS．DP总线系统的成本增加，阻碍了PROFIBUS．DP技术在我国的应用和发展。因此，研究开发具有自主知识产权的PROFIBUS．DP通信接口和功能相对齐全而又同时符合我国工业控制现状的PROFIBUS．DP智能从站就显得尤为重要。本文正是针对现场总线在我国的应用和发展现状，在研究PROFIBUS．DP现场总线基本理论(主要包括系统组成、

3、协议结构、数据存取机制、从站通信原理)的基础上，从硬件和软件两个方面详细叙述了如何采用80C52单片机与PROFIBUS通信接口芯片SPC3来实现PROFIBUS-DP智能从站，该智能从站有如下主要功能：①能作为PROFIBUS．DP通信接口将普通仪表接入PROFIBUS网络。②在智能从站中集成PID控制算法模块，可通过接收上位机发出的组态信息，由单片机实现各算法模块间的组态，以实现通用的现场一级控制的目的。③不仅具有数字量输入输出功能，还具有模拟量输入输出功能．本文的主要特色和创新之处是在智能从站中集成了PID控制算法模块，完善了

4、智能从站的功能，为智能从站的进一步发展提供了思路。最后根据实际应用的条件和环境，搭建了一个PROFIBUS．DP主从站测试平台，对该模块进行了系统测试，测试结果达到了预期目标。关键词：现场总线PROFIBUS-DP智能从站通信接口PID控制算法数字量，模拟量输入输出AbstractPROFIBUShasbeenwidelyusedamongaUexistingfieldbusstandardsbecauseofitsbetterreal-timeincommunication,hightransmittingrate，lowcost

5、,flexiblytopologicalstructure,highredundancyandapplicabilityinallkindsofindustrycontrolfields．PROFIBUSincludesPROFIBUS-DP,PROFIBUS—PAandPRoFmUS-FMS．AndPRoFI戳，S-DP,whichisusedinthecontrolsystemofdevice-levelanddistributedI／Ocommunication，isthemarketleaderinfieldbustechn

6、ology．Atprcs如t，themainapplicationandresearchonPROFIBUS·DPinourcountryismainlyinthesystemintegrationandengineeringapplications．Alotoflow-layerequipmentsandintelligentinstrumentswithPROFIBUS·DPinterfaceareprovidedbyforeigncompanies,whichmonopolizetheinstrumentandequipmen

7、t．ThereforethepriceofthewholePRO邢US-DPfieldbussystemisina℃ased,andhampersitsapplicationanddevelopmentinourcountry．Consequently,itisveryimportanttodevelopPROFIBUS—DPcommunicationinterfaceswiththepropertyrightofourownandintelligentslaversfiuingtoourcountry’Sfact．Accordin

8、gtotheapplicationandcurrentstatusoffleldbusinourcountry,thepaperintroducestherealizationofaPROFIBUS·DPslaverfromhardw