工业控制系统及HART通信协议研究

摘要

该论文就是从工业过程控制中的通信出发,从通信的基本技术和实现结构这两角度对工业控制系统进行了研究.首先,工业生产的现场环境和工业生产自身的安全要求对工业过程控制中的通信技术提出了特殊要求.那就是通信的实时性和可靠性.这也是工业过程控制系统的重要指标.其次,工业从通信结构出发研究工业过程控制系统结构.工业过程控制系统结构从DDC(直动式控制)控制系统发展到DCS(集散控制系统)控制系统是一个控制功能分散经的过程.该论文对FF(基金会现场总线)现场总线技术进行了研究,并将现场总线技术与DCS系统进行了对比研究.该论文还重点研究了HART(Highway Addressable Remote Transducer)通信协议.在对HART通信协议进行研究之后,作者设计实现了带HART通信功能的智能差压变送器.论文重点论述HART通信模块的实现,包括HART通信物理层、数据链路层和应用层命令的实现.论文最后初步探讨了工业控制系统中现场总线系统的安全问题.

目录

文摘

英文文摘

序言

0-1过程控制体系结构的发展概况和趋势

0-2 HART协议产生背景及其意义

0-3本论文的研究内容

第一章工业控制体系结构中的通信技术

1-1综述

1-2工业测控系统对通信的基本技术要求

1-3现有的应用于工业测控现场的通信技术

1-4工业控制通信技术中的传输线分析

1-5本章小结

第二章工业过程控制中的控制系统结构

2-1工业控制系统通信结构

2-2 DCS的系统结构

2-3 FF技术的工业控制系统结构

2-4现场总线技术发展研究

第三章HART通信协议分析

3-1HART通信协议的基本内容

3-2 HART通信协议的物理层

3-3 HART通信协议的数据链路层

3-4 HART通信协议应用层

3-5 HART协议的DD概念与DDL

3-6 HART的性能分析

第四章智能变送器HART通信的实现

4-1 HART智能差压变送器主要功能和技术指标

4-2基于HART协议的智能变送器设计方案

4-3智能变送器中HART通信协议的实现

第五章现场总线的安全

5-1本质安全

5-2现场总线系统设备安全

5-3现场总线的信息安全

结束语

参考文献

附图

致谢