| 【中文题名】 | PROFIBUS现场总线实时性能研究 |
| 【英文题名】 | Research on Real- time Performance of PROFIBUS |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-4-27 |
| 【中关键词】 | PROFIBUS,实时性能,测控周期,目标令牌循环时间,PLC, |
| 【英关键词】 | PROFIBUS,Real-time performance,Message transaction cycle time,The target token rotation time,PLC, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>自动控制、自动控制系统> |
| 【论文摘要】 |
本课题来源于实际工程项目的需求,受到西安市科技攻关计划和一些横向协作课题的支持。作为底层的工业控制网络,PROFIBUS总线信息传输的实时性直接影响着整个控制系统的性能,因此对于实时性能的研究和计算显得尤为重要。测控周期是衡量PROFIBUS系统实时性能的一个非常重要的指标,因此测控周期的计算就成为研究PROFIBUS系统实时性能的一个关键问题。
本文以自动化工程中常用的PLC和PROFIBUS组成的典型分散控制系统为研究背景,深入分析总线主站内部工作机制和PROFIBUS现场总线通信协议特点,建立了计算此类控制系统中的实时性能指标—测控周期的模型。首先针对单主站系统信息处理的特点,建立了信息的“1-n”处理模型,给出了计算高优先级信息最大传送延时的方法。然后针对多主站系统,在分析目标令牌循环时间不同设置的基础上,计算了信息的等待时延和处理时延,提出了一种计算高优先级信息测控周期的方法,并借用实时调度理论进行了信息的可调度性分析,给出了设定目标令牌循环时间的建议。
最后针对某典型工程应用系统—基于PROFIBUS现场总线和PLC的VD精炼炉分散控制系统,考虑了主站PLC的延迟,分析了... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-8 |
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第一章 绪论 |
8-18 |
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1.1 课题来源 |
8 |
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1.2 现场总线综述 |
8-15 |
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1.2.1 现场总线简介 |
8-10 |
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1.2.2 国际上有影响的几种现场总线技术 |
10-13 |
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1.2.3 现场总线实时性特点 |
13-15 |
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1.2.4 PROFIBUS 现场总线技术优势 |
15 |
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1.3 PROFIBUS 现场总线实时性能 |
15-16 |
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1.3.1 国内外PROFIBUS 现场总线实时性能研究现状 |
15-16 |
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1.3.2 研究PROFIBUS 现场总线实时性能的重要意义 |
16 |
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1.4 论文主要研究内容及论文组织 |
16-18 |
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第二章PROFIBUS 现场总线通信协议 |
18-34 |
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2.1 PROFIBUS 总线协议结构和特点 |
18-20 |
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2.1.1 PROFIBUS 总线协议结构 |
18-19 |
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2.1.2 PROFIBUS 总线协议特点 |
19-20 |
|
2.2 PROFIBUS 总线的通信模型 |
20-25 |
|
2.2.1 物理层 |
20-21 |
|
2.2.2 数据链路层 |
21-25 |
|
2.3 PROFIBUS 总线存取协议分析 |
25-27 |
|
2.4 分布式实时系统任务特性及调度 |
27-31 |
|
2.4.1 实时系统基本概念 |
27-29 |
|
2.4.2 实时系统任务调度 |
29-30 |
|
2.4.3 实时系统任务可调度性分析 |
30-31 |
|
2.5 PROFIBUS 总线信息分类 |
31-32 |
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2.6 小结 |
32-34 |
|
第三章 PROFIBUS 总线单主站系统实时性能研究 |
34-44 |
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3.1 PROFIBUS 总线网络时延模型 |
34-35 |
|
3.2 PROFIBUS-DP 总线单主站系统传送延时的计算 |
35-42 |
|
3.2.1 PROFIBUS-DP 传送延时的计算 |
35-37 |
|
3.2.2 报文处理时间 T_(chm) 、T_(cli) 和令牌传递时间τ的计算 |
37-38 |
|
3.2.3 实例计算及仿真 |
38-40 |
|
3.2.4 考虑数据重发情况下的最大传送延时计算 |
40-42 |
|
3.3 小结 |
42-44 |
|
第四章 PROFIBUS 总线多主站系统实时性能分析 |
44-52 |
|
4.1 PROFIBUS 总线多主站信息测控周期的计算 |
44-49 |
|
4.1.1 测控周期的简化 |
44 |
|
4.1.2 测控周期的计算 |
44-46 |
|
4.1.3 实例计算 |
46-49 |
|
4.2 基于测控周期的总线信息可调度性分析 |
49-50 |
|
4.2.1 高优先级信息可调度性分析 |
49-50 |
|
4.2.2 低优先级信息可调度性分析 |
50 |
|
4.3 目标令牌循环时间的设定 |
50-51 |
|
4.4 小结 |
51-52 |
|
第五章VD 精炼炉PROFIBUS 总线控制系统实时性能分析 |
52-62 |
|
5.1 系统概述 |
52 |
|
5.2 控制系统的实施方案 |
52-54 |
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5.2.1 系统的控制方案 |
52 |
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5.2.2 系统的总线结构和组成 |
52-54 |
|
5.3 系统的实时性能分析 |
54-61 |
|
5.3.1 最大传送延时的计算 |
54-55 |
|
5.3.2 PLC 的循环扫描工作机制 |
55-57 |
|
5.3.3 考虑PLC 循环扫描时间的测控周期的计算 |
57-58 |
|
5.3.4 缩短PLC 循环扫描时间方法 |
58-61 |
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5.4 小结 |
61-62 |
|
第六章 总结与展望 |
62-64 |
|
6.1 论文工作总结 |
62-63 |
|
6.2 未来工作展望 |
63-64 |
|
致谢 |
64-66 |
|
参考文献 |
66-70 |
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在读期间的研究成果 |
70 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.382688 |
