学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

现场总线PROFIBUS-PA从站技术研究及远程I/O开发

作　者: 文莉辉
导　师: 张永德
学　校: 北京化工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 现场总线 PROFIBUS-PA DPC31 远程I/O
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 125次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


高智能的现场总线控制系统,给工业自动化技术带来了翻天覆地的变化。现场总线PROFIBUS-PA作为PROFIBUS的一员,在过程控制领域有着无可比拟的优越性。提高国内PROFIBUS-PA产品研发水平,促进PROFIBUS-PA技术在工业自动化现场的应用是本课题的最终目的。通过分析PROFIBUS-PA远程I/O的广阔应用前景,及研究PROFIBUS-PA通信协议。在本文中阐述了研发PROFIBUS-PA从站远程I/O的关键技术,包括PA必须具备的DP-V1技术,及PA远程I/O设备行规;根据PA远程I/O的特点,设计该从站的硬件电路,选择AT91SAM7SE32 ARM7芯片+PROFIBUS协议芯片DPC31+Firmware的方式进行研发,实现了8路数字量输入输出,8路模拟量输入的从站设计,详细介绍了软件Firmware的设计方法及实现流程;对PA设备行规技术进行探讨,提出针对远程I/O的行规中块模型的选择方法,并做出相关的范例,实现了DP-V1非循环参数访问与远程I/O行规之间的结合。课题的主要创新点有:(1)在远程I/O的硬件电路设计上,采用双电源供电的方式,解决了该类产品大耗电问题;(2)在软件上,对中断的响应采用查询式的方法,实现了程序的高度模块化;(3)对PA远程I/O行规的研究与实现工作,在国内善属先进水平。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
第一章 绪论  11-21
  1.1 现场总线概述  11
  1.2 现场总线PROFIBUS技术概貌  11-15
    1.2.1 PROFIBUS的分类  11-13
    1.2.2 PROFIBUS设备描述工具  13-15
  1.3 课题来源及主要任务  15-18
    1.3.1 硬件物理层实现  16-17
    1.3.2 实现PROFIBUS的DP-V0/DP-V1通信功能  17-18
  1.4 课题实现的意义  18-19
  1.5 小结  19-21
第二章 DP-V0/V1状态机制  21-33
  2.1 V0状态机制  21-24
    2.1.1 上电(POWER-ON)状态  21-22
    2.1.2 等待参数化(WAIT-PRM)状态  22
    2.1.3 等待组态(WAIT-CFG)状态  22
    2.1.4 DATA-EXCH状态  22-23
    2.1.5 从站诊断(Diagnosis)  23
    2.1.6 相关报文  23-24
  2.2 V1状态机制—V0的扩展  24-29
    2.2.1 DP-V1状态机制简介  25-29
  2.3 总线时间参数  29-31
    2.3.1 总线周期  29-30
    2.3.2 总线循环时间  30-31
  2.4 小结  31-33
第三章 PROFIBUS-PA的行规研究  33-51
  3.1 PA设备行规  34-38
    3.1.1 PA设备块结构  35-36
    3.1.2 PA设备行规中的信号链  36-38
  3.2 PA的远程I/O行规  38-41
    3.2.1 循环数据传输的映射  39-40
    3.2.2 非循环数据传输的映射  40-41
  3.3 依据行规的PROFIBUS-PA远程I/O参数结构设计  41-50
    3.3.1 通用功能块映射  41-43
    3.3.2 各块参数选择设计  43-50
  3.4 小结  50-51
第四章 PROFIBUS-PA远程I/O从站硬件设计  51-63
  4.1 PROFIBUS-PA远程I/O从站硬件电路原理  51-54
    4.1.1 微处理芯片AT91SAM7SE32硬件连接  51-52
    4.1.2 协议芯片DPC31硬件连接  52
    4.1.3 Modem芯片SIM1-2硬件连接  52-54
  4.2 总线协议智能芯片DPC31结构与性能  54-61
    4.2.1 DPC31的基本特性  54-55
    4.2.2 DPC31内部空间分配  55-61
  4.3 PA远程I/O外围电路  61
  4.4 小结  61-63
第五章 PROFIBUS-PA远程I/O内部软件设计  63-93
  5.1 数据结构与程序流程简介  63-64
  5.2 软件系统接口  64-74
    5.2.1 ARM内部资源初始化  64-66
    5.2.2 系统全局支持定义  66-67
    5.2.3 DPC31初始化  67-74
  5.3 软件用户接口  74-75
  5.4 软件通信接口  75-91
    5.4.1 DP-V0通信软件设计  75-79
    5.4.2 DP-V1通信软件设计  79-84
    5.4.3 PA行规参数与V1通信的结合  84-91
  5.5 小结  91-93
第六章 结论  93-97
  6.1 通信测试  93-95
  6.2 取得的成果  95-96
  6.3 存在的问题及改进措施  96
  6.4 小结  96-97
参考文献  97-99
致谢  99-101
研究成果及发表的学术论文  101-103
作者及导师简介  103-104
北京化工大学 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  104-105

相似论文

  1. 基于WinCE平台的故障分析仪应用程序设计与开发,TP311.52
  2. PROFIBUS-DP典型应用系统研究,TP273
  3. 基于气体还原法的钢丝镀锌自动化生产线关键技术的研究,TQ153.15
  4. 基于HART协议智能压力变送器的研究,TP212.6
  5. 铝塑包装联动线在药品包装中的应用研究,TQ460.69
  6. 城市轨道交通环境与设备监控系统的研究与探索,TP277
  7. SUPMAX800D系统HART通信卡的研究与设计,TP273.5
  8. 300m~2烧结机控制系统的研究与开发,TP273
  9. 一种在线实时水质自动监测系统的通信控制研究及实现,TP274
  10. 基于嵌入式和总线技术的智能移动机械手控制系统开发,TP241
  11. 污水处理安全控制系统研究及应用,TP273
  12. 基于DSP和现场总线技术的轴快流CO2激光器控制系统,TN248
  13. NCUC-Bus现场总线技术研究及实现,TP273.5
  14. 现场总线技术及工业以太网在多节点控制系统中的研究与应用,TP273
  15. 汕头电信CDMA无线基站动力环境监控系统的设计和实现,TP277
  16. 基于FDT/DTM技术设备管理系统的研究与开发,TP311.52
  17. 风力发电中变桨系统的设计与应用,TM315
  18. 生命体征远程监控系统的设计与实现,TP311.52
  19. 嵌入式Internet设备远程管理技术研究与应用,TP368.12
  20. 南通质监局食品安全远程监管系统规划与实施,F203
  21. 网络教学管理平台系统设计与实现,TP311.52

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
© 2012 www.xueweilunwen.com