现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,它是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通信网络,被誉为自动化领域的计算机局域网。在制造业、流程工业、楼宇等方面的自动化系统中具有广泛应用前景。自上世纪80年代开始出现现场总线以来,数十种现场总线群雄争霸,至今尚未统一。2003年4月,IEC61158 Ed.3现场总线标准第三版正式成为国际标准,该标准由IEC/SC65C/MT9小组负责修订,新版标准规定了10种类型现场总线,反映了工业网络通信技术的最新发展。 PROFIBUS为10种现场总线中非常重要的一种现场总线,它是德国国家标准DIN19245和欧洲标准EN50170的现场总线,PROFIBUS-DP、PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-PA组成了PROFIBUS系列。其中PROFIBUS-DP研究的最多,应用的也最广泛,并且已被全世界所接受。 由于现场总线技术是工业领域发展中的新技术,我国在这一领域的开发应用才刚刚起步不久,在系统应用、产品开发等方面都处于起始阶段。正是基于这种现状,文中对PROFIBUS通信协议作了深入研究,介绍了物理层、数据链路层和应用层协议,并且详细阐述了报文格式、服务类型及传输过程,透彻分析了DP从站的功能、状态机及它与主站通信的详尽过程。可以用软件和硬件方式实现从站协议,为了实现更高的速率和更高的可靠性,我们用Siemens的SPC3作为协议芯片设计PROFIBUS-DP从站,开发了PROFIBUS-DP现场总线的分布式测控系统。 PROFIBUS-DP现场总线分布式测控系统实现了远程分布式数据采集、控制、通信、信息显示等功能。设计开发了FBPRO-8DI、FBPRO-8DO、FBPRO-6RL、FBPRO-8AI、FBPRO-4AO、FBPRO-3TC、FBPRO-4RTD、FBPRO-PID模拟量和数字量模块,并且设计开发了PMM2000仪表的PROFIBUS-DP接口和断路器的PROFIBUS-DP接口,已经应用于实际项目中,并且运行可靠、稳定。 为了实现PROFIBUS设备即插即用的特性,我们根据每种设备不同的特点、性能为每种设备都专门编写了设备数据库(GSD)文件,用户可以使用任何PROFIBUS的组态软件进行组态,比如COM PROFIBUS或者STEP7,并且我们开发的设备已经在多种软硬件测试平台上进行了测试,完全符合现场总线开放性的要求。 另外,课题中还将自适应模糊PID控制应用于PROFIBUS现场总线分布式测控系统的开发中,通过和传统PID控制相比较,自适应模糊PID控制在许多