当前位置: 首页 > 学术论文 > 清洁节能 > 正文

工业有线/无线异构网络设计及在污水处理系统中的应用

关注热度:197   来源:新能源学术论文  作者:高洪昌
相似论文 相关推荐 你可能关注 点击排行 我要评论

【摘要】:传统的有线控制系统已经成为当今工业领域中的主流,但随着无线技术的发展,它已逐步应用于工业制造领域。无线技术给工业监控领域提供了多元化的控制方式,在工业控制网络中应用无线通信技术,能真正地把每一个制造环境中设备都连成系统,将所有的有线/无线设备都融合到统一的异构网络中。这已成为有线/无线技术发展和应用的一个重要方向。本文主要完成如下工作。 首先,针对污水处理过程中固定加药量带来的欠处理和过处理问题,提出了一种变频器远程无线控制方案。设计了低成本的无线数传控制模块,对变频器控制指令采用Zigbee协议短帧、透传的方法无线形式发送,逐层封装与解析,并根据实时监测到的污水参数控制加药量电机的转速,为电机控制提供可靠的无线解决方案。此方案脱离了传统PLC的控制模式,摆脱了电缆的束缚,弥补了有线方式的不足,实现了电机的远程无线操控。 其次,现有污水监控设备采用的工业总线类型不同,存在互不兼容、不同的控制器之间不能互联互通、现场级设备间存在协议上的壁障等问题。本文针对两种有线协议Modbus-RTU、PROFIBUS-DP研究开发了与无线Zigbee网络互联互通的重要网络设备——网关(协议转换装置)。该装置实现了有线网络与无线Zigbee网络间的数据传输。硬件方面给出了完整的硬件接口设计;软件设计方面分别对无线侧组网过程、网络参数设置、地址分配以及有线侧请求帧与响应帧等做了详细说明,并针对数据的解包、成包设计了数据映像区。完成了Modbus、PROFIBUS-DP与Zigbee协议转换装置的开发设计。 最后,针对污水处理无线监控系统,进行了工业组态软件和维控触摸屏的开发,应用本文开发的协议转换装置和无线节点,搭建了一套工业有线/无线异构网络污水处理监控系统。通过安装调试,此系统能够经长时间运行,验证了本文工作的实用性与可行性。
【关键词】:Zigbee Modbus PROFIBUS 协议转换 工业组态通信 触摸屏
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP273.2
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-9
  • 第1章 绪论9-19
  • 1.1 工业网络技术9
  • 1.2 工业网络的发展9-11
  • 1.2.1 工业有线网络9-10
  • 1.2.2 工业无线网络10-11
  • 1.3 异构网络的发展11-14
  • 1.3.1 有线网络间的异构11-13
  • 1.3.2 无线网络间的异构13-14
  • 1.3.3 有线/无线网络间的异构14
  • 1.4 课题来源及研究意义14-17
  • 1.5 论文内容与结构安排17-19
  • 第2章 基于Zigbee网络的变频器远程无线控制19-33
  • 2.1 引言19-21
  • 2.1.1 Zigbee协议结构19-20
  • 2.1.2 Zigbee协议优势20-21
  • 2.2 变频器远程无线控制21-24
  • 2.2.1 子系统结构21-23
  • 2.2.2 远程无线网络的建立23-24
  • 2.3 变频器控制指令无线传输过程24-32
  • 2.3.1 应用层数据包封装26-28
  • 2.3.2 网络层数据包封装28-30
  • 2.3.3 MAC 层数据包封装30-31
  • 2.3.4 变频器通信过程31-32
  • 2.4 本章小结32-33
  • 第3章 Modbus-Zigbee协议转换装置的设计33-48
  • 3.1 引言33-35
  • 3.1.1 Modbus-RTU报文格式33-34
  • 3.1.2 Modbus-RTU的读操作34-35
  • 3.2 Modbus-Zigbee协议转换装置硬件设计35-36
  • 3.2.1 主控芯片35
  • 3.2.2 硬件电路35-36
  • 3.3 Modbus-Zigbee协议转换装置软件设计36-46
  • 3.3.1 AT89551实现Modbus-RTU总线协议36-40
  • 3.3.2 JN5139实现Modbus-RTU总线协议40-42
  • 3.3.3 数据映像区与地址映射的设计42-46
  • 3.4 终端节点的设计46
  • 3.5 异构网络的冗余处理46
  • 3.6 本章小结46-48
  • 第4章 PROFIBUS-Zigbee协议转换装置的设计48-57
  • 4.1 引言48-51
  • 4.1.1 PROFIBUS协议结构48-49
  • 4.1.2 PROFIBUS-DP的设备类型及存取过程49-50
  • 4.1.3 PROFIBUS-DP报文格式与类型50-51
  • 4.2 PROFIBUS-Zigbee智能从站转换装置硬件设计51-56
  • 4.2.1 SPC3芯片51
  • 4.2.2 无线DP 从站硬件结构51-53
  • 4.2.3 系统调试53-56
  • 4.3 关键技术研究56
  • 4.4 本章小结56-57
  • 第5章 异构网络与上位机通信的实现与设计57-71
  • 5.1 引言57
  • 5.2 协议转换装置与组态王的通信设置57-66
  • 5.2.1 组态中基本设置57-58
  • 5.2.2 污水参量的定义58-60
  • 5.2.3 地址映射关系60-63
  • 5.2.4 异构网络与上位机通信调试63-64
  • 5.2.5 异构网络间的数据无线传输64-65
  • 5.2.6 污水处理监控界面65-66
  • 5.3 协议转换装置与LEVI触摸屏通信设置66-70
  • 5.3.1 LEVI基本设置66-67
  • 5.3.2 LEVI中加载位图及动态画面设置67-70
  • 5.4 本章小结70-71
  • 结论71-72
  • 参考文献72-77
  • 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果77-78
  • 致谢78-79
  • 作者简介79


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

PROFIBUS现场总线技术综述    阮焱林;郑秋玲;张云;

PROFIBUS总线系统TTR的计算    甄丽平;司绍伟;

基于PROFIBUS的浆纱机智能控制系统    申昕;陈玮;

浅谈PROFIBUS现场总线技术    马宝印;

S7-400在CCPP循环水系统中的研究与应用    赵长安;亓蕾;徐震;

基于Profibus协议的丹佛斯变频器控制系统的设计    方柏杨;李钰靓;袁根洪;

现场总线技术在某发电有限公司输煤程控系统的应用    何俊松;

PROFIBUS总线在港口自动化中的优势    张志勇;时美;

多总线与CPLD在水质监测中的应用    衷卫声;李一君;

水处理岛总线控制方案的探讨    周根来;

Profibus-DP总线单主站系统报文传输延时分析    孔维社;

PROFIBUS总线在CPS控制器中的设计与实现    蔡志远;钟丹田;

A New Approach of Integration of PROFIBUS-DP Systems into Industrial Ethernet Systems    

Profibus现场总线技术资源循环利用自动控制系统的研究和应用    余晓林;

工业现场总线Profibus-DP技术在炼铁生产中的应用    黎军;

基于PROFIBUS DP的提升机自动化系统的设计    安连祥;程乐;姚彬;

PROFIBUS现场总线实践中碰到的几个问题    张国栋;

PROFIBUS现场总线技术在水泥工业控制中的应用    谭思云;李志明;

港务公司矿15~#变电气系统改造    肖伟;苑红建;曾少华;张祖干;

港务公司矿15#变电气系统改造    肖伟;苑红建;曾少华;张祖干;

PROFIBUS安装节点突破一千万    记者 熊余平

基于PROFIBUS现场总线的SCADA矿渣粉磨控制系统设计    毛广海 陈俊

中国现场总线PROFIBUS产品测试实验室通过验收    记者 于鸿宾

华为变频器及其 PROFIBUS 适配器在地维水泥厂的应用    陈庆 蒙祖旺 王锋 郑晟

PROFIBUS-PROFINET 让制造业信息融汇贯通    高雪娟

现场总线技术在新钢公司6号高炉应用    严小斌 章昱红

你了解现场总线吗    许庆星

沈晓春:创捷要走专业化之路    苏创

菲尼克斯电气公布全球竞争力中心战略    潘继红

新型三鼓成型机通过鉴定    陈维芳

网络控制系统若干通信网络实时特性研究    范兴刚

自升式海洋石油钻井平台监控关键技术研究    李宏

电力系统保护电器网络化研究    张军

中药制药过程控制及集成化生产若干关键问题研究    程跃

基于MAC机制的现场总线网络实时信息调度方法研究    张玉萍

无线现场总线RFieldbus的实时性能分析和研究    侯维岩

无线异构网络脉冲控制系统研究及应用    李同涛

基于PROFIBUS-DP协议现场总线的自动分拣控制系统的研究    王明生

PROFIBUS总线的嵌入式远程监控与诊断系统    尧小安

PROFIBUS-DP现场总线从站技术研究与接口设计    石永煊

PROFIBUS总线的通信分析工具    赵兰

基于PROFIBUS-DP总线的BLOCK I/O关键技术研究    冯亮

PROFIBUS-DP主站开发与应用研究    许英杰

基于PROFIBUS的静电除尘控制系统设计    曹松花

基于PROFIBUS现场总线的交流伺服驱动器从站研究    刘劲

PROFIBUS与PROFINET网络结构的研究与应用    孟静静

基于PROFIBUS的污水处理厂自动控制系统的研究    刘均

 
关键词: Zigbee

[ 学术论文搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 违规举报 ]  [ 关闭窗口 ]

 
相关学术论文推荐
 
0条 [查看全部]  相关评论
 
推荐论文
智能推荐
 
网站首页 | 关于我们 | 联系方式 | 使用协议 | 版权隐私 | 排名推广 | 广告服务 | 积分换礼 | 网站留言