PROFIBUS--DP现场总线监测系统研究
PROFIBUS-DP (Decentralized Periphery)现场总线在工业控制领域中占据主导地位，全球的现场总线设备节点数占比已经超过40％，主要用于自动控制系统与设备级分散I/O之间的数据通信。然而，受其应用现场复杂多变的恶劣环境影响，站点自身状态及站点间的数据通信易出现故障，且难以及时、便捷地排查，因此，开展PROFIBUS-DP现场总线实时监测系统的研究，对预估系统风险和故障排查具有重要的现实意义。 在深入分析了PROFIBUS-DP现场总线的网络结构、通信原理、协议结构、数据存取规则以及报文格式的基础上，提出了监测系统的报文帧提取方法;根据总线的时间特性行为，推导出监测系统的数学模型，为监测系统各功能实现提供理论依据。研制基于ARM+FPGA架构的PROFIBUS-DP现场总线监测系统，双处理器的协调工作，实现站点状态监测、原始报文数据采集、DP总线物理层波形采集、数据存储与解析、数据传输（可使用USB接口或Ethernet接口）等功能，系统采用底座+板卡的插拔式结构，满足了小型化、方便安装的实际技术需求，也有利于功能的扩展。 最后，构建了基于HOLLiAS DCS-K分布式控制系统的测试平台，完成了功能验证、环境适应性测试、EMC可靠性测试。测试结果显示:系统可同时可靠采集站点状态信息、总线物理层波形、报文数据;整机系统可适应-25℃～65℃的工作温度及90％～95％的工作湿度;在专门的EMC实验室对RE、ESD、SURGE、EFT、PMS进行了测试，结果表明监测系统能够满足电磁兼容测试标准。
控制系统;现场总线;数据通信;性能测试
西安石油大学
硕士
控制工程
高国旺
2022
中文
TP273
2023-05-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）