發(fā)布時間：2021-10-27 04:17

　　集散控制系統(tǒng)（Distributed Control System,DCS）是典型的計算機控制系統(tǒng),現(xiàn)已成為工業(yè)自動化生產(chǎn)過程控制領域的主流系統(tǒng)。但是控制對象中傳統(tǒng)的模擬儀表功能欠缺,溫度、壓力、流量、液位、物位等變送器或傳感器不具有控制和運算的功能。輸入輸出單元仍然沿用模擬信號（如4mA～20mADC）,這樣使每一個I/O點的輸入、輸出信號都需要一對線,一對一的再將模擬信號送到輸入模塊,安裝復雜,浪費了大量的信號線。隨著現(xiàn)場總線的出現(xiàn),采用數(shù)字信號傳輸,運用控制功能塊的形式進行回路組態(tài),形成組態(tài)文件,下裝運行,使得整個系統(tǒng)自成體系獨立工作。然而,我所處的工業(yè)控制實驗室中,14套DCS的控制對象全部是這種傳統(tǒng)的模擬儀表,將其全部換成智能儀表,費用很大,因此有必要對I/O設備進行智能化改造。本文設計了一款微型的工業(yè)通用智能I/O模塊,運用現(xiàn)場總線的思想將工業(yè)現(xiàn)場傳統(tǒng)的傳感器、變送器與智能I/O模塊集成為智能化節(jié)點,為后續(xù)組態(tài)工作奠定基礎。論文針對課題研究完成了以下幾個內(nèi)容:1.采集4-20mA的模擬量輸入到智能模塊,并通過Modbus RTU模式實現(xiàn)與上位機的通訊。2.通過對Modbus... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古大學內(nèi)蒙古自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
    1.1 課題研究的背景
    1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀及研究內(nèi)容
        1.2.1 國內(nèi)外現(xiàn)狀
        1.2.2 研究內(nèi)容及優(yōu)勢
    1.3 論文章節(jié)安排
第二章 研究對象的介紹和方案
    2.1 CS4000實驗裝置的介紹
        2.1.1 CS4000型實驗對象組成結構
        2.1.2 輸入輸出信號的類型及范圍
    2.2 設計需求
        2.2.1 智能模塊的性能要求
        2.2.2 智能節(jié)點的設計需求
        2.2.3 預期實現(xiàn)的目標
    2.3 總體設計
        2.3.1 設計內(nèi)容的總體思想及內(nèi)容
        2.3.2 系統(tǒng)硬件方案設計
        2.3.3 系統(tǒng)軟件方案設計
    2.4 通訊部分的設計
        2.4.1 Modbus通信協(xié)議
        2.4.2 通信接口方式RS-485
    2.5 本章小結
第三章 智能I/O模塊的硬件電路設計
    3.1 主控的硬件電路
    3.2 電源轉(zhuǎn)換電路
    3.3 I/V轉(zhuǎn)換模塊電路設計
    3.4 V/I轉(zhuǎn)換模塊電路設計
    3.5 RS-485接口電路的設計
        3.5.1 收發(fā)器SP3485的結構和介紹
        3.5.2 TTL電平轉(zhuǎn)485模塊電路
    3.6 撥碼開關的設計
    3.7 本章小結
第四章 智能I/O模塊采集及控制節(jié)點的軟件設計
    4.1 單片機開發(fā)環(huán)境的介紹
    4.2 智能I/O模塊采集及控制節(jié)點的軟件設計
        4.2.1 主控制器任務調(diào)度
        4.2.2 AD-DMA端口軟件設計
        4.2.3 DA輸出端口軟件設計
    4.3 FreeModbus協(xié)議的移植
        4.3.1 FREEMODBUS簡介
        4.3.2 MODBUS協(xié)議的移植
    4.4 異步通信接口RS485
        4.4.1 串口數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議
        4.4.2 485總線傳輸
    4.5 本章小結
第五章 系統(tǒng)調(diào)試及應用實現(xiàn)
    5.1 軟硬件調(diào)試
        5.1.1 PCB設計及制作
        5.1.2 輔助調(diào)試工具
    5.2 開關量輸入輸出調(diào)試
        5.2.1 檢測開關量狀態(tài)測試結果
        5.2.2 控制開關量狀態(tài)測試結果
    5.3 模擬量輸入輸出調(diào)試
        5.3.1 模擬量采集測試結果
        5.3.2 模擬量輸出測試結果
    5.4 多個模塊節(jié)點間的組網(wǎng)
    5.5 組態(tài)王與智能模塊通訊
        5.5.1 組態(tài)王中串口的配置
        5.5.2 組態(tài)王中I/O變量的定義
        5.5.3 組態(tài)王與智能模塊通訊測試
    5.6 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
致謝



本文編號：3460853