現(xiàn)場總線式智能控制技術(shù)研究.pdf

1、現(xiàn)場總線技術(shù)具有數(shù)字化、全分散性、開放性和互操作性等特點(diǎn)，是工業(yè)過程的一種發(fā)展趨勢。當(dāng)前有多種現(xiàn)場總線協(xié)議并存，由于工藝和控制要求的區(qū)別，不同的設(shè)備或局部網(wǎng)絡(luò)都有可能采用具備不同協(xié)議的現(xiàn)場總線控制裝置，若要在它們之間實(shí)現(xiàn)信息的交換與共享，就必須進(jìn)行協(xié)議間的轉(zhuǎn)換。因此，如何實(shí)現(xiàn)這些現(xiàn)場設(shè)備間的互聯(lián)已成為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中亟待解決的問題。 本課題是廣西科技攻關(guān)項(xiàng)目“現(xiàn)場總線技術(shù)過程控制研制”和廣西研究生教育創(chuàng)新計劃項(xiàng)目“基于SOPC技術(shù)

2、的現(xiàn)場總線協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)研究”的研究內(nèi)容之一，集中研制通信控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，通過它實(shí)現(xiàn)對局部現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)的通信控制及異種協(xié)議現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)。論文主要研究內(nèi)容如下： 1.以MODBUS協(xié)議為底層控制協(xié)議，采用主從式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的通信控制。以MODBUS、PROFIBUS協(xié)議的傳輸結(jié)構(gòu)出發(fā)，分析了兩協(xié)議間的傳輸報文格式，設(shè)計了協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，實(shí)現(xiàn)了局部現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)與信息傳輸。 2.針對現(xiàn)場控制中具有大時滯、

3、大慣性、變參數(shù)等特點(diǎn)的電阻加熱溫度控制系統(tǒng)，在PID控制算法理論研究及仿真分析的基礎(chǔ)上，探索了一種時域范圍內(nèi)的預(yù)測控制算法。該算法為大滯后系統(tǒng)的預(yù)測控制提供了理論基礎(chǔ)，比PID控制算法更具優(yōu)越性。 3.通過MODBUS協(xié)議進(jìn)行了具有監(jiān)控功能的8路開關(guān)量I/O模塊的信息傳送。 4.以智能溫度模塊、I/O模塊和通信控制模塊構(gòu)建一個小型局部網(wǎng)絡(luò)，并在該網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行MODBUS協(xié)議和PROFIBUS協(xié)議的轉(zhuǎn)換。通過協(xié)議的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)