基于多总线的矿井深度指示仪研发

摘要

本文设计了一款基于多种现场总线的矿井深度指示仪,在设计该仪表的过程中,研究了仪表的通用性、灵活性和简洁性。利用通讯网络模块与仪表功能模块分别独立设计的思想,让仪表主体(功能模块)更具通用性。通讯模块与功能模块标准接口连接,使得仪表更加灵活多样。最后在通讯模块的实现上,采取各个通讯子模块独立设计的思想,让仪表保证灵活性的同时仍然保证了产品的简洁性。在此基础上对三种现场总线,DeviceNet现场总线、Profibus-DP现场总线、ModBus现场总线进行了比较仔细的研究,并在查阅相关文献的基础上实现了三种现场总线硬件和软件的开发,并通过实验检测三种现场总线的通讯性能。本文的仪表设计分为两个大块完成,第一块是通讯模块设计,第二块是功能模块设计。通讯模块设计分别为DeviceNet现场总线、Profibus-DP现场总线、ModBus现场总线通讯功能的实现。
　　 本文做了以下个方面的工作:
　　 首先,本文查阅相关文献标准和资料对四十几种现场总线进行了调研,对应用最广泛的十种现场总线进行了深入的理论分析研究,最终找到六种适合于矿井提升机应用场合通讯的现场总线。这六种现场总线分别是PROFIBUS-DP、Interbus、CAN、DeviceNet、LonWorks和WorldFIP。
　　 其次,本文在原有的深度指示仪表的基础上重新开发了一款应用于多种现场总线的深度指示仪表的样机。完成了独立的硬件设计制板焊接调试和软件应用程.序编写。
　　 再次,本文为该深度指示仪表设计了三块独立的通讯模块小板。每个通讯模块与底板采用的都是16针双单排针接口。完成了硬件设计制板调试和通讯协议的实现。
　　 最后,本文针对此次研究进行试验和理论分析,提出了显示终端设备底层低速设计的经济适用性方法和传感器终端和数据传输中继器高速传输来保证实时性方法的观点。