基于Profibus DP的自适应波特率HUB模块设计与应用

发布时间：2018-06-26 10:23

  本文选题：现场总线 + Profibus　； 参考：《西安电子科技大学》2014年硕士论文

【摘要】：Profibus DP(Decentralized Periphery)是一种经过优化的高速通信连接,是专为自动化控制系统和设备级分散I/O之间的通信设计,可应用于分布式控制系统的数据传输。HUB模块作为网络物理层和数据链路层上面的连接设备,主要功能是作为通信模块完成主控和I/O之间的数据和物理连接,通过对传输数据信号的通道选取,以及开关控制,达到扩展链路甚至机柜,增加主控下挂I/O模块以及其他设备数量的目的。另外,HUB模块实现网络段的划分,上下级网络段之间电气隔离,实现故障隔离功能,防止故障扩散导致系统瘫痪。本次设计就是立足于HUB模块基本功能要求,并且依据Profibus DP协议,首先对模块需要完成的功能进行电路仿真,确定总体架构和设计方向。然后利用PADS、Keil、Quartus等软件环境,以及实际硬件电路调试与实验,完成HUB模块设计,实现了HUB模块对于整个DCS系统物理连接以及数据收发的功能。最后对所设计的模块进行测试,对硬件电路以及固件进行调试和完善。并且在HUB模块作为一个通信模块的基础上,实现了对环境温度以及现场电源监控的功能,增加所设计模块的应用价值。
[Abstract]:PROFIBUS DP (decentralized Periphery) is an optimized high-speed communication connection designed for communication between automated control systems and device-level decentralized I / O. The data transmission module, which can be used in distributed control system, is used as the connection device between the network physical layer and the data link layer, and the main function is to complete the data and physical connection between the master control and I / O as the communication module. By selecting the channel of transmitting data signal and controlling the switch, the purpose of extending the link or even the cabinet, increasing the number of I / O module and other equipments under the main control is achieved. In addition, HUB module realizes the partition of network segment, electrical isolation between upper and lower network segments, and the function of fault isolation, so as to prevent the system from being paralyzed by fault diffusion. This design is based on the basic functional requirements of HUB module, and according to PROFIBUS DP protocol, first of all, the module needs to complete the circuit simulation to determine the overall architecture and design direction. Then using the software environment such as PADS Keili Quartus and the actual hardware circuit debugging and experiment, the Hub module is designed, and the function of Hub module physical connection and data sending and receiving for the whole DCS system is realized. Finally, the module is tested, the hardware circuit and firmware are debugged and perfected. On the basis of HUB module as a communication module, the function of monitoring the environment temperature and the field power supply is realized, and the application value of the designed module is increased.
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN919.3

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本文编号：2070063