智能电器控制与保护系统网络化技术研究

摘要

随着微电子技术、电力电子技术、计算机控制技术等新技术的发展与应用，一种以数字处理技术为核心的智能电器应运而生，它是将计算机、数字处理技术与电器控制技术结合而形成的新型电器，因而受到广泛的关注。 智能电器自产生以来得到很大的发展，各种各样的新型智能电子装置不断出现并在电机控制与保护装置中大量运用，初步形成了智能马达控制中心、电子脱扣器、智能断路器、智能型电动机保护器等各类产品。同时，综合自动化系统、数据采集与监控系统等一系列的产品，也逐渐出现。这种信息采集与处理的通讯网络，对于提高电机控制与保护的自动化水平和电机运行的可靠性起到很大的作用。 本文对现场总线技术进行研究，着重分析了Modbus、Profibus和工业以太网技术，研究多总线技术集成技术，从硬件与软件两个方面提出了解决方案。并在研究工业以太网与控制网络的集成系统的基础上，提出了本文的网络化系统模型。 对智能电器通讯接口技术进行研究，在深入研究Modbus协议、Profibus-DP协议的基础上，对Modbus、Profibus通讯接口提出了硬件及软件设计方案。并对工业以太网通讯接口和通讯接口标准化技术进行了初步研究和探索。 本文对国内外中小型监控组态软件进行研究，分析了组态软件的要求及特点，并根据国内中小型系统的特点，提出了一种组态软件的结构方案，并进行编程实现。 在论文研究的过程中，搭建了系统测试平台，对所设计的不同通讯接口及上位机软件进行了功能及性能的验证，从而保证了论文所设计系统的正确性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题背景与目的意义

1.2典型系统组成

1.3课题关键技术

1.3.1现场总线控制系统

1.3.2智能电器通讯接口技术

1.3.3工控组态软件

1.3论文所取得的主要成果

1.4论文的组织结构

第2章 工控系统网络化技术研究

2.1现场总线技术概述

2.1.1 OSI标准

2.1.2现场总线基本概念

2.1.3现场总线产生的意义及特点

2.1.4现场总线技术原理

2.1.5现场总线与工业以太网

2.2几种现场总线

2.2.1 Modbus协议

2.2.2 Profibus-DP协议

2.3工业以太网

2.3.1以太网技术的概述

2.3.2以太网技术应用于工控领域的优点与现状

2.3.3工业以太网控制网络系统方案

2.4现场总线控制系统网络之间的集成

2.4.1软件实现方式

2.4.2硬件实现方式

2.5工业以太网与控制网络的集成系统

第3章 智能电器通讯接口研究

3.1 Modbus通讯接口设计

3.1.1 Modbus通讯接口的硬件实现

3.1.2 Modbus通讯接口的软件实现

3.2 Profibus通讯接口设计

3.2.1 Profibus通讯接口的硬件设计

3.2.2 Profibus通讯接口的软件设计

3.3工业以太网通讯接口设计

3.3.1 Modbus-TCP概述

3.3.2 Modbus-TCP网关设计方案

3.4 OPC技术及通信接口标准化的探讨

3.4.1 OPC技术简介

3.4.2 OPC技术应用与发展

3.4.3 OPC的对象和接口

3.4.4 OPC数据访问规范

第4章 中小型监控组态软件研究与实现

4.1组态软件的要求及特点

4.1.1基本功能要求

4.1.2软件开放性要求

4.2开发工具及环境的选择

4.2.1开发工具的选择

4.2.2操作系统的选择

4.3监控组态软件的体系结构

4.4系统软件设计

4.4.1数据采集模块

4.4.2系统配置模块

4.4.3运行模块

4.4.4数据库模块

4.5系统软件实现

4.5.1系统配置

4.5.2单台参数读写

4.5.3状态轮询

4.5.4数据库

第5章 智能电器控制与保护系统测试

5.1智能电器通信接口测试

5.1.1通讯接口硬件测试

5.1.2通讯接口软件测试

5.2组态软件测试

5.2.1测试平台

5.2.2软件功能测试

5.2.3长时间运行测试

第6章结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果