基于ModBus協(xié)議的總線系統(tǒng)設計與研究.pdf

1、隨著微電子技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，現(xiàn)場總線技術(shù)日益成為國內(nèi)外儀表界的關(guān)注焦點。ModBus現(xiàn)場總線作為一種有效支持分布式控制和實時控制的技術(shù)，以其穩(wěn)定性好、可靠性高、抗干擾能力強、通訊速率高、維護成本低及其獨特的設計越來越受到人們的重視，并被公認為最有前途的現(xiàn)場總線之一。隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的自動化儀表受到嚴重挑戰(zhàn)，取而代之的將是具有開放性的現(xiàn)場總線儀表，基于ModBus協(xié)議的現(xiàn)場總線儀表的研究與開發(fā)具有非常現(xiàn)實的意義。

2、基于現(xiàn)場總線技術(shù)的控制系統(tǒng)（Field control system,，F(xiàn)CS）最大的優(yōu)點就是開放性，與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)比較，代表著技術(shù)發(fā)展的潮流。 ModBus 協(xié)議最早是應用于電子控制器上的一種通用語言，是一種有效支持分布式控制和實時控制的串行通信網(wǎng)絡。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡（例如以太網(wǎng)）和其它設備之間可以通信。經(jīng)過多年的發(fā)展，它已經(jīng)成為一種通用的工業(yè)標準。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡，進行

3、集中監(jiān)控。 本文在分析了國際上最具影響的幾種現(xiàn)場總線協(xié)議的基礎上，研究了符合自己產(chǎn)品設計的ModBus總線協(xié)議，并開發(fā)研究了基于ModBus現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)FCS-1000及智能數(shù)據(jù)采集儀表。重點研究了基于ModBus協(xié)議的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、符合ModBus協(xié)議的現(xiàn)場總線儀表的設計方法，并對基于ModBus現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)FCS-1000及智能數(shù)據(jù)采集儀表的硬件和軟件進行了設計研究。通過文字、數(shù)據(jù)、圖片等方式展示了

4、FCS-1000控制系統(tǒng)在工業(yè)工程控制領域的成功應用。 FCS-1000現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)本質(zhì)上是一種對生產(chǎn)現(xiàn)場進行控制和管理的網(wǎng)絡，具有很高的實時性、可靠性、數(shù)據(jù)完整性和可用性，通過專門的接口和設備完成與上層工廠信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和傳遞。因此，統(tǒng)一的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡模型應設計有三層結(jié)構(gòu)形式，從底向上依次為：現(xiàn)場智能設備層、現(xiàn)場總線監(jiān)控層、遠程監(jiān)控層。 通過實際運行表明，基于ModBus協(xié)議的現(xiàn)場總線儀表的穩(wěn)定性、實時性以及精