现场总线通信技术研究

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1、——一亟堡堡王盔堂亟主堂垡堡塞摘要现场总线控制系统打破了传统控制系统的结构形式。现场总线控制系统是新一代的智能控制系统，它把单个分散的测量控制设备变成网络节点，以现场总线为纽带，将每个网络节点连接成可以相互沟通信息、共同完成自控任务的网络系统和控制系统。现场总线中的传感器、变送器、执行机构均置入了微控制器，使它们具有了数字计算合数字通信的能力，信息的传输不再依赖控制室内的计算机或控制仪表，直接在现场的各网络节点完成，实现了彻底的分散，有力地推动了测控系统向数字化、网络化、智能化方向发展。本文首先简要的介绍了Profibus现场总线协议，通过

2、对Profibus协议中数据链路层FDL的介质访问方式MAc的深入分析，总结出了关于Profibus协议实时性的性能计算方法，并结合实例给出了仿真结果。说明了Profibus总线的实时性和信息帧长度，主站数目等参数间的关系。文章以西门子直流调速器6RA70和S7—300PLC之间Profibus--DP通信的实现为例，说明了主站和从站间通信的实现方法，并在此基础上提出了一种基于西门子智能从站芯片SPC3的智能从站的开发和实现方法。在描述混合介质访问方式Profibus总线和集中介质访问方式FF(FoundationFieldbus)总线通信

3、协议特点的基础上，系统地定义了现场总线控制系统FCS(FieldbusControlSystem)的网络性能指标：从数据帧结构和包信息率，周期性信息时延的确定性和有界性，以及负载与实际周转时间、吞吐量、非周期性信息时延、网络利用率、网络效率和负载完成率的关系方面，进行了Profibus总线和FF总线的定量定性的对比分析。通过以上的研究，为Profibus现场总线技术的应用提供了理论上的支持。关键词：Profibus现场总线，实时性，智能从站，网络性能蓝堡堡王‘丈兰堡主堂鱼堡塞AbstractFirstlyabriefdiscussionab

4、outProfibusprotocolispresentedinthispaper,thentheauthorsummarizesthemethodofProfibusprotocolrealtimeperformancecalculationwithemulationresultbyexamplethroughdeepanalysisofProfibusdatalinkmediumaccesscontrol(thatisMAC)，whichillustratestherelationamongparameterslikeProfibusr

5、ealtimeperformance．1enghthofmessageframeandnumberofmasterstation．ThispapershowshowtorealizecommunicationbetweenmasterstationandslavestationbyexampleofProfibus--DPcommunicationbetweensiemensDCdriver6RA70andS7—300PLC．onthebasisofwhichproposesamethodofdevelopmentandrealizatio

6、nofintelligenceslavestationusedbysiemenschipSPC3．ThenadiscussionaboutthefeaturesofthehybridmediumaccessprotocolbasedProfibusandthecentralizedmediumaccessprotocolbasedFF(FoundationFieldbus)ispresented，networkperformancemetricsofFCS(FieldbusControlSystem)aleproposedsystemati

7、cally,thequantitativeandqualitativeanalysisforProfibusandFFisconductedandcomparedinfollowingperformanceaspects：themessageframeformat，datacodingefficiency,deterministicandboundedcharacteristicofperiodicmessages，andtherelationofrealrotationtime，throu【ghout，delayofaperiodicme

8、ssages，networkutilization，networkefficiencyandmessagefinishratewithtrafficload．Theanalyse