基于DeviceNet的電廠鍋爐輔機控制系統智能通信適配器設計與實現.pdf

1、隨著現代工業(yè)生產的發(fā)展，電能需求量日益增加，電力短缺現象非常嚴重，電力工業(yè)進入了大電網、大機組、高度自動化的時代。這就要求電廠必須要有穩(wěn)定、高效和具有強大實時監(jiān)控功能的過程控制系統。雖然我國電廠目前的生產過程自動化水平比較高，但由于電廠鍋爐輔機系統在物理分布上相距很遠，各控制系統之間相互獨立，信息不能共享，為廠級生產過程管理帶來了困難，必須要有一個統一的控制網絡系統進行監(jiān)管。目前電廠通常采用集散控制系統（DCS），但由于自身特點和系統需

2、求的限制，DCS應用于鍋爐輔機系統時存在著成本高（大多數設備全靠進口且現場布線量大）、不同廠商設備之間互換性差、控制流程繁瑣等缺點。 本文主要針對上述工程背景，以國家發(fā)改委項目“基于現場總線（FCS）的電廠鍋爐輔機控制系統試驗平臺的籌建”為依托，在深入研究DeviceNet現場總線協議規(guī)范的基礎上，結合電廠鍋爐輔機控制系統的具體要求，提出了基于Rockwell三層網絡Netlink和DeviceNet現場總線的鍋爐輔機控制系統。

3、并對控制系統的關鍵技術進行了研究，在此基礎上開了具有自主知識產權DeviceNet現場總線從站設備智能通信適配器。 論文主要工作內容如下： 深入研究了DeviceNet現場總線協議規(guī)范，結合電廠鍋爐輔機控制系統的實際需求，提出了基于Rockwell三層網絡和DeviceNet總線的電廠鍋爐輔機控制系統。根據系統的總體結構和工作原理的具體要求，明確了DeviceNet從站設備智能通信適配器的開發(fā)為系統關鍵技術，并提出了通信

4、適配器開發(fā)的兩套技術方案，即：基于協議轉換芯片的技術方案和基于嵌入式系統軟硬件設計的技術方案。 開發(fā)了基于Anybus-IC協議轉換芯片的DeviceNet 從站通信適配器。硬件設計上，實現了Anybus-IC模塊的驅動以及SSC、SCI、MIF接口和DeviceNet網絡接口電路的擴展；軟件設計上，進行了Anybus-IC模塊參數設置及初始化調試，完成了基于Modbus協議的Anybus-IC用戶自定義參數規(guī)范創(chuàng)建，進而通過單

5、片機控制程序的編寫，實現了基于Modbus的DeviceNet應用層協議規(guī)范，并通過Anybus-IC與單片機間的通信實驗驗證了協議實現的正確性。 開發(fā)了基于嵌入式軟硬件系統的 DeviceNet從站通信適配器。硬件設計上，實現了“STC89C58 + SJA1000+ 82C250”的低成本CAN總線通信方案，擴展了DeviceNet總線接口以及溫度采集、閥控制等常用功能模塊；軟件設計上，編寫了CAN協議通信程序、Device

6、Net應用層協議程序和擴展功能模塊驅動程序，開發(fā)實現了DeviceNet設備描述及對應電子數據表單（EDS）文件。 將開發(fā)的DeviceNet從站設備通信適配器應用于基于ROCKWELL三層網絡的實驗平臺上，通過其與系統中其他DeviceNet設備的通信實驗，對其DeviceNet協議實現的正確性進行了本實驗室內的一致性測試。試驗結果表明，研制的DeviceNet從站設備通信適配器性能可靠、操作方便、實現了現場智能設備與 Dev