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PROFIBUS现场总线实时性能研究

本课题来源于实际工程项目的需求,受到西安市科技攻关计划和一些横向协作课题的支持。作为底层的工业控制网络,PROFIBUS总线信息传输的实时性直接影响着整个控制系统的性能,因此对于实时性能的研究和计算显得尤为重要。测控周期是衡量PROFIBUS系统实时性能的一个非常重要的指标,因此测控周期的计算就成为研究PROFIBUS系统实时性能的一个关键问题。本文以自动化工程中常用的PLC和PROFIBUS组成的典型分散控制系统为研究背景,深入分析总线主站内部工作机制和PROFIBUS现场总线通信协议特点,建立了计算此类控制系统中的实时性能指标—测控周期的模型。首先针对单主站系统信息处理的特点,建立了信息的“1-n”处理模型,给出了计算高优先级信息最大传送延时的方法。然后针对多主站系统,在分析目标令牌循环时间不同设置的基础上,计算了信息的等待时延和处理时延,提出了一种计算高优先级信息测控周期的方法,并借用实时调度理论进行了信息的可调度性分析,  (本文共70页) 本文目录 | 阅读全文>>

青岛科技大学
青岛科技大学

基于调度算法的现场总线在热电厂SIS中的应用研究

工业大数据是近年工控界和学术界研究的热门话题,现场仪器仪表在运行过程中产生了海量数据,这些数据传输给控制系统的实时性能表现与分析数据并做出相应调度优化策略是信息技术行业关注的重要问题。本文选取新疆某热电厂为研究对象,对数据传输实时性和数据分析优化调度策略两方面进行深入研究,并在热电厂厂级信息监控系统(SIS)系统中将组态优化模型应用于实际生产中。工业控制网络对通信实时性要求非常高,优化现场总线实时性有助于工业重要信息能够快速、安全的通信,保障工厂的正常运行。本文论述了现场总线数据通信的方式,根据通信模型建立相应的数学模型进行实时性优化分析,然后发现应用于热电厂的现场总线PROFIBUS采用混合的介质访问控制方法,可以用EDF调度算法对令牌循环时间进行有效设定,优化PROFIBUS通信实时性,为建立数字化热电厂提供了通信保障。本文运用调度算法优化热电厂现场总线实时性的同时,也引用调度算法解决了热电厂工业生产优化周期的实际问题。在热...  (本文共86页) 本文目录 | 阅读全文>>

太原理工大学
太原理工大学

多点过程主从控制系统构建与实时性分析

PLC技术、现场总线技术和工业以太网技术是当今自动化领域技术发展的热点,本文针对茂名学院控制理论与控制工程重点学科建设,以过程控制实验室的PCT-I/II型过程控制设备为目标对象,引入PROFIBUS现场总线技术和SIMATIC NET工业以太网技术构建一个基于三层网络架构的主从PLC控制系统。该系统的构建可以为学生、教师更好的学习实践这些先进控制技术提供一个良好的软硬件环境。首先,对本课题的选题背景、研究意义和涉及到的相关技术进行了简要的介绍,接着对引入的两个关键技术-PROFIBUS现场总线和SIMATIC NET工业以太网技术进行深入的分析与研究,并着重介绍了PROFIBUS-DP协议标准的通信模型、协议结构和特点,为进一步主从控制系统的构建和实时性分析做理论铺垫。在此基础上,本文构建了一套采用SIEMENS S7-300/200系列PLC的主从控制系统,并对该控制系统的网络组态、硬件选型、程序设计和系统监控界面设计进行了...  (本文共87页) 本文目录 | 阅读全文>>

河北工业大学
河北工业大学

300m~2烧结机控制系统的研究与开发

该论文在国内外烧结机控制系统的现状及发展的基础上,详细论述了烧结生产过程的原理以及工艺特点,根据国内烧结过程控制系统的情况,应用西门子S7-400系列PLC和PROFIBUS现场总线设计了300m~2烧结机自动控制系统,并且分析了所设计的控制系统的实时性问题。根据300m~2烧结机控制系统的需求分析,选用了西门子公司的S7-400/300系列PLC作为主控制器对生产过程进行过程自动控制,以及使用高性能商用计算机作为监控操作站,构建了一个300m~2烧结机两级计算机控制系统。根据烧结机控制系统I/O的统计和传感器的选型,对控制系统硬件进行了配置和选型,并采用STEP 7 V5.3软件进行了硬件组态。利用CPU416-2DP和CPU315-2DP作为Profibus-DP总线的主站,用ET200M作为总线的从站等,完成对现场总线各硬件的组态和通讯处理。研究了PROFIBUS现场总线的协议组成、技术特点,着重介绍了PROFIBUS-D...  (本文共54页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉科技大学
武汉科技大学

基于调度算法的Profibus总线实时通信性能研究

随着微电子技术、计算机技术以及通信技术的飞速发展,工业自动化水平的不断提高,企业对管理和控制一体化需求也进一步增加,推动着工业控制网络不断向前发展,从基于模拟信号传输的集散控制系统(DCS),到数字化、智能化、全分散的现场总线,再到近年来新出现并得到迅速发展的工业以太网。现场总线是一种全分布式、网络化实时反馈控制系统。现场总线技术使得现场设备具有更丰富的控制、通信、组态管理和自诊断功能,它简化了控制系统结构,将控制功能彻底下放到现场,实现了真正意义上的分散控制。在现有的各种现场总线标准中,Profibus总线是一种比较流行的现场总线标准,在国内外的应用和研究已经相当的成熟。作为一种特定应用的网络,和商业信息网络相比,工业控制网络具有自身的要求和特点,其中非常重要的一点就是实时性要求高,不仅要求传输速度快,还要求响应快,直接影响着整个控制系统的性能。因此,如何应用更好的信息调度策略,来改善和提高现场总线网络的实时性显得尤为重要。本...  (本文共58页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
西安电子科技大学

基于PROFIBUS总线的单主站PLC控制系统实时性能研究

本论文涉及的科研课题来源于实际工程项目的需求,分析研究了作为底层工业控制网络的实时性能,为用户进行系统构建提供了理论依据。本文以自动化工程中常用的PLC和PROFIBUS组成的单主站控制系统为研究背景,详细分析了PLC的循环扫描机制和PROFIBUS总线的数据链路层数据传输服务和MAC子层协议等关键技术。在此基础上给出了系统正常运行时,主从站间数据交换的测控周期,并进一步分析得出主站分别与简单从站和智能从站通信的响应时间。接下来,分析研究了PROFIBUS DP/PA混合网络的时延特性,并提出了插入额外空闲时间的方法来提高DP段主站和PA段从站间信息的响应速度。最后针对某工程应用系统,考虑了PLC的I/O响应滞后和混合网络的时延特性,分析了该系统的实时性能。工程案例的应用证明,实时性能分析研究有很大的工程应用价值。  (本文共63页) 本文目录 | 阅读全文>>