基金会现场总线数据通信技术的研究与实现

作     者：邵庆 

作者单位：大庆石油学院 

学位级别：硕士

导师姓名：鹿玲杰

授予年度：2005年

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：FF 现场总线 串行通信 CRC HSE SNTP 

摘      要：现场总线控制系统(FCS)是近年来控制系统发展的方向。它是应用在工业生产现场,用于实现在智能测量仪表、控制单元、执行机构和其他现场设备之间进行数字信息交换的通信网络。基金会现场总线(Foundation Field-bus)是 IEC61158通过的国际现场总线技术标准之一。基金会现场总线分低速(FF-Hl)和高速(FF-HSE)两部分。FF 协议把通信和控制两大部分功能结合在一起,协议本身的体系结构复杂。从实现方面来说,虽然 FF 协议本身是公开的,但是它并不涉及协议的实现,因此有许多有关实现的工作要做。 论文分析了 FF 协议的体系结构,并在此基础上建立了基于FF-H1 协议标准的数据通讯网络,开发 FF-H1 协议标准的通信栈。包括开发符合 FF-H1 物理层协议标准的板卡;实现基于 FF-H1 的现场总线协议的数据通信;研究并实现了基于基金会现场总线协议标准的数据通信过程中的数据容错及数据加密技术,研究了实时数据库在现场总线系统中的应用。 FF-HSE协议基于以太网和TCP/IP协议,TCP/IP 通讯协议的开放性、透明性在工业控制通讯领域具有无可比拟的优势。论文阐述了以太网应用于工业控制系统的可行性,并通过研究和开发 FF-HSE通信协议,实现了包括FF-HSE网络联通性的动态监测,FF-HSE的数据传输,基于TCP/IP 的网络时钟协议(NTP)的 SNTP 协议的软件等功能模块,为将来基金会现场总线应用到实际工业控制系统中奠定了基础。