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PROFIBUS现场总线实时性能研究

专 业: 控制理论与控制工程
关键词: PROFIBUS 实时性能 测控周期 目标令牌循环时间 PLC
分类号: TP393
形 态: 共 70 页 约 45,850 个字 约 2.193 M内容
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内容摘要


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,PROHBUS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,给出了设定目标令牌循环时间的建议。

最后针对某典型工程应用系统—基于PROFIBUS现场总线和PLC的VD精炼炉分散控制系统,考虑了主站PLC的延迟,分析了其PROFIBUS现场总线的实时性能。

工程案例的应用证明,实时性能计算方法的研究有很大的工程应用价值..……

全文目录


摘要
第一章 绪论
1.1 课题来源
1.2 现场总线综述
1.2.1 现场总线简介
1.2.2 国际上有影响的几种现场总线技术
1.2.3 现场总线实时性特点
1.2.4 PROFIBUS 现场总线技术优势
1.3 PROFIBUS 现场总线实时性能
1.3.1 国内外PROFIBUS 现场总线实时性能研究现状
1.3.2 研究PROFIBUS 现场总线实时性能的重要意义
1.4 论文主要研究内容及论文组织
第二章 PROFIBUS 现场总线通信协议
2.1 PROFIBUS 总线协议结构和特点
2.1.1 PROFIBUS 总线协议结构
2.1.2 PROFIBUS 总线协议特点
2.2 PROFIBUS 总线的通信模型
2.2.1 物理层
2.2.2 数据链路层
2.3 PROFIBUS 总线存取协议分析
2.4 分布式实时系统任务特性及调度
2.4.1 实时系统基本概念
2.4.2 实时系统任务调度
2.4.3 实时系统任务可调度性分析
2.5 PROFIBUS 总线信息分类
2.6 小结
第三章 PROFIBUS 总线单主站系统实时性能研究
3.1 PROFIBUS 总线网络时延模型
3.2 PROFIBUS-DP 总线单主站系统传送延时的计算
3.2.1 PROFIBUS-DP 传送延时的计算
3.2.2 报文处理时间 T_chm 、T_cli 和令牌传递时间τ的计算
3.2.3 实例计算及仿真
3.2.4 考虑数据重发情况下的最大传送延时计算
3.3 小结
第四章 PROFIBUS 总线多主站系统实时性能分析
4.1 PROFIBUS 总线多主站信息测控周期的计算
4.1.1 测控周期的简化
4.1.2 测控周期的计算
4.1.3 实例计算
4.2 基于测控周期的总线信息可调度性分析
4.2.1 高优先级信息可调度性分析
4.2.2 低优先级信息可调度性分析
4.3 目标令牌循环时间的设定
4.4 小结
第五章 VD 精炼炉PROFIBUS 总线控制系统实时性能分析
5.1 系统概述
5.2 控制系统的实施方案
5.2.1 系统的控制方案
5.2.2 系统的总线结构和组成
5.3 系统的实时性能分析
5.3.1 最大传送延时的计算
5.3.2 PLC 的循环扫描工作机制
5.3.3 考虑PLC 循环扫描时间的测控周期的计算
5.3.4 缩短PLC 循环扫描时间方法
5.4 小结
第六章 总结与展望
6.1 论文工作总结
6.2 未来工作展望
参考文献

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中图分类: > TP393 > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络

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