基于WorldFIP的现场总线控制系统的研究

论文摘要

本文通过对基金会现场总线和IEC61499标准的研究,结合WorldFIP现场总线技术特点,综合了事件、功能块的思想,并秉承开放性、分布式和互操作性等需求,设计了FIPNet现场总线控制系统。该现场总线控制系统由链路主设备和现场设备构成,为控制系统设备之间的通信提供了3种通讯模式,借鉴“事件驱动”的思想,参考IEC 61499标准定义了功能块模型,同时定义了独特的设备模型。FIPNet最大可能的将总线的使用权交给了现场设备,在保证实时性的前提下,加强了现场设备的自治权。最后设计了一个简单的测量系统,对FIPNet控制系统进行了可行性验证。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 引言
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 工业控制技术的发展
• 1.1.2 现场总线控制系统的发展
• 1.2 课题研究的意义
• 1.3 论文的研究重点
• 1.4 本章小结
• 第二章 WorldFIP 现场总线技术分析
• 2.1 WorldFIP 现场总线综述
• 2.2 WorldFIP 的通信模式
• 2.3 WorldFIP 现场总线的层次结构
• 2.4 WorldFIP 与Internet 的融合
• 2.5 本章小结
• 第三章 WorldFIP 现场总线设备的开发
• 3.1 WorldFIP 现场总线开发工具
• 3.1.1 WorldFIP 现场总线通信芯片
• 3.1.2 WorldFIP 设备管理软件包
• 3.2 FIP DEVICE MANAGER 通信库
• 3.2.1 FDM 通信库的移植
• 3.2.2 使用FDM 通信库编写用户程序
• 3.2.3 FDM 通信库错误/警告报告
• 3.2.4 FDM 通信库与操作系统
• 3.2.5 处理FULLFIP 芯片的中断事件
• 3.2.6 处理事件
• 3.2.7 处理实时时间中断
• 3.3 MICROFIP HANDLER 通信库
• 3.3.1 MICROFIP HANDLER 通信库的使用
• 3.3.2 对MICROFIP 中断事件的处理
• 3.4 本章小结
• 第四章 FIPNet 现场总线控制系统
• 4.1 FIPNet 现场总线控制系统设计
• 4.1.1 链路主设备
• 4.1.2 现场设备
• 4.1.3 FIPNet 现场总线控制系统
• 4.2 FIPNet 现场设备
• 4.2.1 FIPNet 设备等级
• 4.2.2 FIPNet 设备内部结构
• 4.3 FIPNet 通信接口
• 4.3.1 报文通讯协议
• 4.3.2 报文通讯接口
• 4.3.3 广播通讯接口
• 4.3.4 变量访问接口
• 4.4 FIPNet 功能块
• 4.4.1 FIPNet 基本功能块模型
• 4.4.2 FIPNet 通信服务功能块模型
• 4.5 FIPNet 网络管理
• 4.5.1 总线仲裁器的管理命令
• 4.5.2 总线仲裁器的运行模式
• 4.5.3 功能块调度
• 4.5.4 FIPNet 的BA 程序
• 4.5.5 FIPNet 设备管理
• 4.5.6 FIPNet 总线时钟
• 4.6 本章小结
• 第五章 FIPNet 现场总线控制系统的应用与实现
• 5.1 FIPNet 应用
• 5.1.1 FIPNet 应用选用设备
• 5.1.2 FIPNet 软件平台
• 5.1.3 传感器设备
• 5.1.4 链路主设备
• 5.1.5 系统运行
• 5.2 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况
• 附录 1 FIPNet 中的 BA程序
• 附录 2 FIPNet 管理模块通信协议
• 附录 3 FIPNet 数据类型
• 附录 4 FIPNet 功能块的 C++程序实现