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目录摘要 (1)前言 (2)1.绪论 (3)1.1 课题来源与研究内容 (3)1.2 现场总线概念及特点 (3)1.3 典型现场总线简述 (4)1.4 现场总线的发展趋势 (5)2.Profibus现场总线概述 (6)2.1 Profibus协议结构与OSI参考模型 (6)2.2 Profibus物理层 (7)2.3 Profibus数据链路层 (8)2.4 Profibus应用层 (9)3. Profibus-DP协议 (10)3.1 Profibus-DP的基本功能 (10)3.2 Profibus-DP的数据通信 (13)3.3 Profibus-DP的交叉通讯方式 (14)3.4 Profibus-DP的技术优势 (15)4. 西门子PLC的Profibus总线通信实现 (16)4.1课题要求 (16)4.2可编程控制器S7-300的实验系统组成 (16)4.3硬件组态与参数设置 (19)4.4 Profibus现场总线控制网络的组网 (26)5.上位机监控软件的研究与设计 (34)5.1 WinCC组态软件的功能和特点 (34)5.2利用组态软件WinCC设计系统监控界面 (36)6. 结论与展望 (43)致谢 (44)参考文献 (45)基于PROFIBUS-DP现场总线的控制系统设计摘要：本文分析了Profibus-DP现场总线中的物理层、数据链路层等通信模型的技术特点，对Profibus网络相关的单主、多主问题进行了论述。
采用STEP7软件对已有的s7-300实验设备进行了实际组态，完成了硬件选型，程序块定义及梯形图程序编辑及仿真调试、下载，同时利用西门子公司WinCC软件实现了上位机与PLC的通讯, 完成了S7-300与S7-200的EM277之间的Profibus-DP通讯。
这一研究的目的在于实现基于Profibus-DP现场总线的 Siemens PLC S7-300控制系统设计及组态，包括PLC控制系统设计、上位机管理和监控系统设计。
南阳理工学院控制仪表及装置结课论文学院（系）：机械与汽车工程学院专业：测控技术与仪器学生：梁梓鸣指导教师：**完成日期2014年12月南阳理工学院控制仪表及装置结课论文现场总线总结报告Field-bus Summary Report总计：毕业设计（论文）11 页表格：0 个插图： 10 幅南阳理工学院控制仪表及装置结课论文现场总线总结报告Fieldbus Summary Report学院（系）：机械与汽车工程学院专业：测控技术与仪器学生姓名：梁梓鸣学号：1302314011指导教师（职称）：李珍（高级工程师）评阅教师：完成日期：2014年12月南阳理工学院Nan yang Institute of Technology现场总线总结报告测控技术与仪器梁梓鸣[摘要]现场总线是指以工厂内的测量和控制机器间的数字通讯为主的网络，也称现场网络。
也就是将传感器、各种操作终端和控制器间的通讯及控制器之间的通讯进行特化的网络。
现场总线的产生对工业的发展起着非常重要的作用，对国民经济的增长有着非常重要的影响。
现场总线逐渐在工业现场推广，不少设备不但具有传统仪表的功能，而且还具备现场总线的功能、在DCS中，现场总线被广泛应用。
［关键词］现场总线；网络；通讯Fieldbus Summary ReportMeasurement & Control Technology and Instruments Major LIANG Zi－mingAbstract:Fieldbus refers to the factory focuses on the digital communication between the measurement and control of the machine in the network,also called field network.Is the sensor, various operating terminal and communication between the controller and the controller communication between specialized network.Fiedbus production plays a very important role to the development of industry,have a very important impact on the growth of the national economy. Fieldbus is gradually popularized in industrial field,a lot of equipment not only has the function of the traditional instrument,but also has the function of fieldbus,in the DCS,fieldbus is widely used.Key words:Fieldbus;network;communication目录1 现场总线概述 (1)1.1 现场总线的产生与发展 (1)1.2 现场总线基本概念 (1)1.2.1 现场总线的定义 (1)1.2.2 现场总线技术的特点 (2)1.2.3 现场总线的优缺点 (2)2 Foundation Fieldbus (3)2.1 FF总线的技术特点 (3)2.1.1 适用于过程自动化的低速FF-H1 (3)2.1.2 内容广泛的用户层 (3)2.1.3 基于以太网的高速FF-HSE (4)2.2 FF总线通信模型 (4)2.2.1 FF-H1总线模型FF-H1 (4)2.2.2 FF-HSE总线通信模型 (5)2.3 FF总线的网络结构 (5)3 Profibus (6)3.1 Profibus总线的系统组成与技术特点 (6)3.1.1 系统组成 (6)3.1.2 系统主要特点 (6)3.1.3 主要应用领域 (7)3.2 Profibus技术 (7)3.2.1 Profibus DP (7)3.2.2 Profibus PA (9)3.3 Profibus总线通信模型 (9)3.4 Profibus总线的网络结构 (10)结束语 (10)参考文献 (11)致谢 (11)1 现场总线概述1.1 现场总线的产生与发展20世纪50年代前，过程控制仪表使用气动标准信号，20世纪60～70年代发展了4mA～20mA(DC)标准信号，直到现在仍在使用。
PROFIBUS实际应用探讨摘要这篇文章主要简述PROFIBUS现场总线技术的产生，浅谈PROFIBUS三个兼容部分的基本知识、探讨如何提高PROFIBUS实际应用性能的方法、诊断故障的方法以及展望PROFIBUS的发展前景。
AbstractThis paper mainly discusses the PROFIBUS field bus technical generation, show the basic knowledge of PROFIBUS’ three compatible part and discuss something about how to improve the method of actual application performance we obtain. This paper also covers PROFIBUS fault diagnosis method and the development foreground outlook of PROFIBUS关键词：PROFIBUS、实时性、抗干扰性、故障诊断、发展前景KeywordsPROFIBUS, real-time, anti-jamming and fault diagnosis, development prospect 1 引言随着计算机技术,通信技术以及控制技术的不断发展，现场总线技术的应用已经成为工业生产中不可缺少的一部分。
现场总线技术的种类很多，主要有CAN 总线,FF总线和PROFIBUS总线三种，由于PROFIBUS总线产品在市场份额中的占有率以每年25%的增长率增长，有很好的发展前景，故本文主要探讨在PROFIBUS 总线实际应用中，如何提高其抗干扰性、实时性的方法以及故障诊断的方法以期让读者在对PROFIBU总线有一个整体认识的基础上，能够更好的将PROFIBUS应用于生产实际。
PROFIBUS现场总线摘要：现场总线技术是’" 20世纪"80年代兴起的一种集控制技术、仪表技术和计算机网络技术为一体的先进的工业控制技术。
这其中PROFIBUS现场总线是目前较为流行的五种现场总线中较为有仪表性的一种。
文中介绍了PROFIBUS现场总线的由来、构成、特性及其优点，展望了其未来的发展趋势。
1现场总线技术的产生早在20世纪80 年代中期，国外就提出了现场总线，但研究工作进展缓慢，且没有国际标准可以遵循。
直到1984 年，美国仪表协会（ISA）下属的标准与实施组工作中的ISA/SP50 开始制订现场总线的标准。
1985 年国际电工委员会决定由Proway Working group 负责现场总线体系结构与标准的研究工作。
1986 年德国开始制订过程现场总线（process field-bus）标准，简称PROFIBUS，由此拉开了现场总线标准制订和产品开发的序幕.2PROFIBUS的协议结构PROF IBUS协议结构是根据IS07498国际标准、以开放式系统互联网络作为参考模型的。
该模型共有7层.PROF IBUS - DP定义了第1、2层和用户接口, 3到7层未加描述,这种流体型结构确保了数据传输的快速和有效。
直接数据链路映像提供易于进入第2层的用户数据。
用户接口规定了用户及系统以及不同设备可调用的应用功能,并详细说明了各种不同PROF IBUS - DP设备的设备行为。
PROF IBUS - FMS定义了1、2、7层,应用层包括现场总线信息规范和低层接口。
FMS包括了应用协议并向用户提供可广泛选用的强有力的通信服务。
LL I协调不同的通信关系并提供不依赖设备的第2层访问接口。
第2层现场总线数据链路可完成总线访问控制和数据的可靠性[ 9 ]PROF IBUS - PA PA 的数据传输采用扩展的PROF IBUS - PA PA 的数据传输采用扩展的行为的PA 行规。
基于Profibus现场总线的交流伺服定长系统设计摘要：本文主要阐述一种应用现场总线和伺服控制技术来实现较高定位裁断精度的控制系统。
控制系统采用Profibus-DP现场总线传输效率最高的单主站线型网络拓朴结构，根据整条生产线的要求，选用了西门子S7-315-2PN/DP为主控PLC，其中PLC作为DP主站。
2台驱动电机的伺服控制器和2个绝对位移编码器接入位置控制器，位置控制器本身带有DP 接口，可以直接连接在PROFIBUS总线上，作为现场总线控制系统的从站，并且可通过主站完成远程参数配置，开发了胎面定长裁断系统。
实践证明控制系统安全可靠，故障率低具有较高的生产和管理自动化水平，提高了生产效率，便于维修的特点。
0 前言近年来，国外对轮胎胎面裁断设备的改进十分重视，并且有不少专利,改进的重点是提高裁断精度、加快裁断速度以及延长刀具的使用寿命。
国外主要研究激光裁断机,并有专利。
激光技术的应用可以省掉专门复杂的裁断机构，直接将裁断装置设置在子午线轮胎成型机的供料系统中，可提高裁断精度和刀具使用寿命。
我国轮胎企业所使用的裁断机多种多样，制造该设备的生产厂家还没有统一的标准，精度与国外先进产品相比还有一定的差距，要完全取代进口设备尚需一个不断完善和提高的过程。
我国许多轮胎企业半钢子午线轮胎一次法成型机胎面和复合件裁断装置均使用爱默生旗下必能信公司的超声波系统。
该系统由超声波焊接系统改造而成,并非专门针对轮胎生产需要而设计，因此成本较高,能耗也较大。
超声波裁刀在应用中最大问题是价格昂贵，一套超声波裁刀价格为12万元左右,更换刀片需要5万~6万元。
价格及维护费过高,使国内大多数轮胎企业很难接受。
超声波裁刀不但价格昂贵，而且在实际生产中仍然存在下述许多问题：1、在裁切胎面时容易出现不稳定的情况；2、裁切角度容易发生变化，严重时刀片会碰到裁刀下刀板，损坏刀片；3、裁切角度调节比较困难，维护、维修不方便；4、程序设计不合理，下刀板在胎面开始定长、定长完成后裁切及裁切完成后都要作上下运动，整个裁切过程分为高速、中速、低速3级，由于输送带上有时会有污点或胎面表面异常，使刀位检测传感器产生误信号而引起裁切速度混乱；5、能耗较大。
总线技术论文1．引言1.1 计算机自动控制系统急速发展的今天，特别是考虑到现场总线已经普遍地渗透到自动控制的各个领域的现实，现场总线必将成为电工自动控制领域主要的发展方向之一。
现场总线技术一直是国际上各大公司激烈竞争的领域；并且国外大公司已经在大力拓展中国市场，发展我国的现场总线产品已经刻不容缓。
现场总线对自动化技术的影响意义深远。
当今可以认为现场总线是提高自动化系统整体水平的基础技术，对国民经济影响重大。
因此，要在自动化领域中推广应用和发展现场总线。
现场总线是近年来自动化领域中发展很快的互连通信网络，具有协议简单开放、容错能力强、实时性高、安全性好、成本低、适于频繁交换等特点。
目前，国际上各种各样的现场总线有几百种之多，统一的国际标准尚未建立。
较著名的有基金会现场总线（FF）、HART现场总线、CAN现场总线、LONWORKS 现场总线、PROFIBUS现场总线、MODBUS、PHEONIX公司的INTERBUS、AS－INTERFACE总线等。
现场总线是现场仪表与控制室系统之间的一种开放的、全数字化、双向、多站的通信系统，主要用于工厂低层设备(传感器及传动装置等)的数据通信。
现场总线已不仅仅是一个新技术领域或新技术问题，在研究它的同时，我们发现它已经改变了我们的观念；如何去看待现场总线，要比研究它的技术细节更为重要。
1.2 现场总线结构模型现场总线的模型结构在低层(1、2层)是基本相同的，在上层各现场总线之间的功能有所不同。
IEC定义为3层，即采用ISO (国际标准化组织) 的OSI所规定的7层中的3层，分别为物理层、链路层、应用层。
ISA/ SP50委员会增加了用户层，因此现场总线模型已统一为4层，即物理层、链路层、应用层和用户层。
1.3 现场总线主要特点1) 系统可靠性高；2) 实现开放式互连网络；3) 安装与接线费用低；4) 调节性能提高；5) 系统组态简单。
1.4现场总线是一场技术革命现场总线带来了观念的变化，我们以往开发新产品，往往只注意产品本身的性能指标，对于新产品与其它相关产品的关联就考虑比较少一点。
基于PROFIBUS现场总线的故障分析正式版文档资料可直接使用，可编辑，欢迎下载基于PROFIBUS现场总线的故障分析摘要：随着现代自动控制技术的飞速发展，现场总线在工业控制中的应用越来越广泛，其可靠性已直接影响工业企业的安全生产和经济运行。
面对现场总线生产实践过程中的常见故障，本文以PROFIBUS现场总线协议为标准，针对常见与特殊故障进行分析，并提出处理及预防方法。
以期通过本文的阐述为从事相关总线技术的人员发现解决故障问题提供帮助。
关键词：PROFIBUS；现场总线；故障处理；预防中图分类号：T 文献标识码：A1 PROFIBUS现场总线的分类PROFIBUS是Process Field Bus的缩写，由以SIEMENS公司为主的十三家工业企业和五家研究机构联合推出，是联邦德国于九十年代初制定的国家工业现场总线协议标准。
PROHBUS己经成为一种国际化的、开放的现场总线标准。
PROFIBUS根据应用特点分为PROFIBUS-DP、PROFIBUS-FMS和PROFIBUS-PA三个兼容版本。
1.1 PROFIBUS-FMS（现场总线信息规范）用于解决车间层通用性通信任务，要求面向对象，提供较大数据量的通信服务，完成中等速度的循环和非循环通信任务，是一个令牌结构、实时多主网络。
由于它是完成控制器和智能现场设备之间的通信以及控制器之间的信息交换，因此它考虑的主要是系统的功能而不是系统的响应时间，应用过程通常要求的是随机的信息交换(如改变设定参数等)。
强有力的FMS向用户提供了广泛的应用范围和更大的灵活性，可用于大范围和复杂的通信系统。
主要用于纺织工业、楼宇自动化、电气传动、低压开关设备等一般自动化控制。
1.2 PROFIBUS-PA（过程自动化）是专为过程自动化而设计，具有本质安全性，主要用于安全性要求较高的场合以及有总线供电的站点。
因此，PA尤其适用于化工、石油、冶金等行业的过程自动化控制系统。
现场总线应用论文题目：PROFIBUS现场总线在核电站的应用班级：自动化082学号：080987姓名：范向阳时间：2011/12/18一、现场总线具体应用现场总线技术PROFIBUS在核电站的应用本文介绍核电厂全数字化仪控系统数据通信软硬件设计的主要特点，并通过对数据通信软硬件结构的详细分析，指出了核电厂系统数据通信软硬件设计高度的可靠性和可利用性等优点，满足了核电厂对数据通信高度可靠的要求。
1、核电厂仪控系统核电厂全数字化仪控系统主要是由常规仪控TXP（Opera—tional I&C System）和安全仪控TXS（Safety I&C System）两部分组成，主要目的是用于监测和控制核电厂释热和电能生产的主要和辅助过程，在所有运行模式包括应急情况下，维持电厂的安全性、可操作性和可靠性，并且在正常运行工况下保证电厂的经济性。
图1 PROFIBUS在核电全数字化仪控系统的应用PROFIBUS是一种简单、坚固和可靠的现场总线系统，是目前唯一能够以标准方式应用于所有领域并贯穿整个过程链的现场总线。
如图 1，仪控系统中的数据通信是由电厂总线和现场总线、SlNEC H1 FO 总线和PROFIBUS总线系统构成的终端总线完成。
终端总线用于PU／SU和OT以及ET和DT之间的通信以及通过网关／网桥与外部公共网互连。
电厂总线用于AS62o、OM690、ES680和DS670之间的通信，并且通过网关与终端总线相连，与安全仪控系统的工业以太网总线相连。
数据通信包括核电厂中所有数据和命令的传输，具体涉及到安全系统的仪控系统、安全相关系统的仪控系统和正常运行系统的仪控系统，完成在不同的系统之间或在同一系统的不同组件之间的信息传送，以及与其它外部系统的通信任务。
数据传输介质采用了光纤电缆，对电磁干扰不敏感。
2、SINEC H1总线以线性工业以太网为标准的SlNEC H1结构，它是基于IEEE802．3（Ethernet）标准中的规范，是一种总线型系统，涉及到ISO／OSI开放系统互联网络模型中的物理层、数据链路层及传输层。
现场总线概述1 前言现场总线的技术基础是一种全数字化、双向、多站的通信系统，是应用于各种计算机控制领域的工业总线。
用现场总线将现场各控制器及仪表设备互连，构成现场总线控制系统，同时控制功能彻底下放到现场，降低了安装成本和维护费用。
当今现场总线技术一直是国际上各大公司激烈竞争的领域，由于现场总线技术的不断创新，过程控制系统由第四代的DCS发展至今的FCS（Fieldbus Control System）系统，已被称为第五代过程控制系统。
而FCS和DCS的真正区别在于其现场总线技术。
现场总线技术以数字信号取代模拟信号，在3C（Computer计算机、Control控制、Commcenication 通信）技术的基础上，大量现场检测与控制信息就地采集、就地处理、就地使用，许多控制功能从控制室移至现场设备。
2 现场总线控制系统的结构及其特点国际电工协会（IEC）的SP50委员会对现场总线有以下三点要求：同一数据链路上过程控制单元（PCU）、PLC 等与数字1/ O设备互连；现场总线控制器可对总线上的多个操作站、传感器及执行机构等进行数据存取；通信媒体安装费用较低。
现场总线是一种串行的数字数据通讯链路，它沟通了生产过程领域的基本控制设备（即现场级设备）与更高层次自动控制领域的自动化控制设备（即车间级设备）之间的联系。
现场总线控制系统主要包括一些实际应用的设备，如PLC、扫描器、电源、输入输出站、终端电阻等。
其它系统也可以包括变频器、智能仪表、人机界面等。
系统中的主控器（Host）可以是PLC或PC，通过总线接口对整个系统进行管理和控制。
其总线接口，有时可以称为扫描器。
可以是分别的卡件，也可以集成于PLC中。
总线接口作为网络管理器和作为主控器到总线的网关，管理来自总线节点的信息报告，并且转换为主控器能够读懂的某种数据格式传送到主控器。
总线接口的缺省地址通常设为“0”电源，是网络上每个节点传输和接收信息所必需的。
Profibus论文：Profibus现场总线技术在PLC中的应用研究【中文摘要】现代社会信息技术的飞跃发展带来了自动化系统翻天覆地的变化,企业也随之建立了新型的信息系统。
在企业自动化、数字化、智能化的要求下,现场总线应运而生并且满足了全球工业变革的需求。
而在众多的现场总线技术中,Profibus总线脱颖而出,成为众多企业的首要选择。
在现场总线技术领域中,Profibus因为拥有了稳定的国际标准EN50170做保证而成为了国际市场的引领者,同时也成为了目前中国唯一的现场总线国家标准(GB/T20540-2006)。
山科系列PLC作为我国自主知识产权的可编程控制器,最近几年凭借其高超的科技取得了突飞猛进的进展,不仅得到了电磁兼容性(emc)的认证,而且也拥有了欧盟ce的认证,从而获得了进入欧洲市场的护照。
目前,山科PLC已经在国内外市场上与国际老品牌展开了激烈的竞争,并取得了一定的成绩。
但目前山科PLC所支持的通信协议仍比较单一,在大多数情况下是依靠自由口协议与其它设备进行的通信,这便大大的影响了山科PLC的适用性,从而制约了其市场占有率。
为了使山科PLC成功接入Profibus总线系统,本文在对Profibus协议和山科PLC 的原理与现状加以分析的基础上,通过对多种设计方案的分析与...【英文摘要】With the rapid development of information technology in modern society , automation system has taken great changes. Then the enterprise also established newinformation system. With the requirements of enterprise, which is automation, digitization, intelligentce, the fieldbus emerges as the times requirements and satisfies the demand of global industrial transformation. Amoy the fieldbus technologies, Profibus stands out from the crowd, and becomes the first choice of the enterprises. In the areas of fieldb...【关键词】Profibus 通信从站 VPC3 C PLC【英文关键词】Profibus communication slave station VPC3 C PLC【索购全文】联系Q1：138113721 Q2：139938848同时提供论文写作一对一辅导和论文发表服务.保过包发【目录】Profibus现场总线技术在PLC中的应用研究摘要8-9ABSTRACT9-10第1章绪论11-13 1.1 课题的来源、背景和研究意义11-12 1.2 课题的最终目标12 1.3 课题的主要工作12 1.4 论文结构12-13第2章 Profibus 的介绍13-19 2.1 Profibus 总线技术概况13-14 2.2 Profibus 的协议结构14-15 2.3 关于Profibus-DP15-16 2.3.1Profibus-DP 介绍15 2.3.2 Profibus-DP 的相关规范15-16 2.4 Profibus 产品的测试与认证16-19 2.4.1 Profibus 产品测试的步骤和过程17 2.4.2 测试的内容17-19第3章山科PLC 概况19-23 3.1 山科PLC 的简介19-20 3.2 山科系列PLC 的组成及其工作原理简介20-22 3.2.1 山科PLC 的组成20-21 3.2.2 山科PLC 的工作原理21-22 3.3 山科PLC 现有通信方式的介绍22-23第4章 Profibus 通讯模块设计方案的选择23-27 4.1 用纯软件设计的方法实现Profibus-DP 通信23 4.2 使用专用Profibus 通信ASIC 芯片来实现Profibus-DP 通信23-24 4.3 使用Profibus-DP 的OEM 系列总线桥产品24 4.4 确定设计方案24-27第5章Profibus 通信模块的硬件设计27-37 5.1 总体设计27-28 5.1.1 Profibus-DP 通信模块的特点27 5.1.2 Profibus-DP 通信模块的工作原理27-28 5.1.3 Profibus-DP 通信模块的硬件概况28 5.2 Profibus-DP 接口部分28-30 5.2.1 ADM2486 介绍29 5.2.2 Profibus 接口部分的硬件连接29-30 5.3 数据处理部分30-33 5.3.1 VPC3+C 的介绍30-31 5.3.2 VPC3+C 的内部结构和工作原理31-32 5.3.3 VPC3+C 的硬件连接32-33 5.4 控制器部分33-36 5.4.1 C8051F020 单片机的介绍33-34 5.4.2 控制器部分的硬件电路34 5.4.3 程序下载电路34-35 5.4.4 电源与开关电路35-36 5.5 PLC 端的接口设计36-37第6章 Profibus 通信模块软件设计37-51 6.1 总体设计37-39 6.2 Profibus 从站状态机39 6.3 VPC3+C 的初始化程序39-44 6.3.1 VPC3+C 的内部空间分配40-43 6.3.2 VPC3+C 的初始化操作43-44 6.4 VPC3+C 的外部中断44-46 6.5 通信模块的通信程序设计46-48 6.5.1 VPC3+C 通信数据处理原理46-47 6.5.2 数据交换的具体实现47-48 6.6 通信模块GSD 文件的编制48-51第7章 Profibus 通信测试实验51-597.1 相关概念的介绍51-527.1.1 组态Configuration51-527.1.2 Profibus 主站的4 种模式527.2 开发工具的介绍52-537.2.1 Profibus Master 介绍527.2.2 Anybus NetTool for PROFIBUS 介绍52-537.2.3 GSD-Editor V2.1 介绍537.2.4 KeilC51 编程软件的介绍537.2.5 山科PLC 编程工具SK-PLC v1.0 介绍537.3 山科PLC 自由口协议的测试53-557.4 山科PLC Profibus 通信的测试55-577.5 实验结果分析57-59第8章总结与展望59-61附录61-67附录A 单片机初始化程序61-62附录B 数据总长度与缓冲区指针首地址函数62-67参考文献67-71致谢71-73在学期间主要科研成果73一、发表学术论文73二、其它科研成果73。
