阀门控制器中现场总线技术的研究与应用

摘要

本文论述了阀门控制器中现场总线技术的研究与应用。 阀门电动执行机构广泛应用于现代工业控制系统中，阀门控制器是电动执行机构中对阀门进行控制和调节的核心部件。现场总线技术是当今控制领域的热点之一，综合了数字通信技术、计算机技术、自动控制技术、网络技术和智能仪表技术等多种技术手段，构成了一种全分散、全数字、智能、双向、互连、多变量、多接点的通信与控制系统。提出了一种将现场总线技术应用于新型阀门控制器的一般模式，成功实现了智能阀门控制器与Modbus、Profibus现场总线的无缝连接，为新型阀门控制器向数字化、分布式、现场总线方向迈进提供了有力的支持。 以在阀门控制器上实现现场总线从站接口为主要研究目标，以基于单片机、DSP技术的阀门控制器为研究平台，对Modbus、Profibus-DP现场总线从站接口协议进行了有益的研究，取得了一定的成果，设计了Modbus、Profibus-DP现场总线从站接口，并为阀门控制器实现其它现场总线从站接口提供了很好的应用模式。 通过了解国内外阀门控制器及现场总线技术的发展现状，分析现场总线技术的应用情况，重点分析了阀门控制器中应用现场总线技术的优势，简要介绍基于TMS320LF2407A和ATmega64L双主控芯片的阀门控制器系统的硬件组成和软件设计，详细介绍并解析Modbus、Profibus-DP总线协议内容，探讨Modbus、Profibus-DP总线接口技术，设计并实现了阀门控制器中Modbus、Profibus-DP总线从站接口模块，进而实现了阀门控制器基于现场总线技术的远程控制与监测。 详细介绍了基于RS-485串行通讯标准Modbus总线硬件电路，根据Modbus、Profibus-DP总线数据传输协议设计了总线从站通讯接口程序。论文最后就目前研究的内容介绍了下一步的工作和发展方向，并对该研究领域的发展前景进行了展望。 将Modbus、Profibus-DP总线技术成功应用在智能阀门控制器中。本研究成果已经成功应用在阀门控制器中，该系统已通过了型式试验，并已开始批量投产。本研究成果对阀门控制器实现智能化、数字化、分布式控制起到了很大的促进作用，能促进现场总线技术在工业控制设备中的应用，并对今后阀门控制器技术的研究有重要的意义。