现场总线技术在智能断路器系统设计中的应用2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

现场总线技术在智能断路器系统设计中的应用PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章　绪论1

1.1　现场总线技术概述1

1.1.1　现场总线的概念1

1.1.2　现场总线的结构特点和技术特点2

1.1.3　现场总线的现状和发展趋势4

1.1.4　现场总线的系列产品5

1.2　控制网络与数据通信基础8

1.2.1　ISO/OSI参考模型8

1.2.2　基于总线的数据通信10

1.2.3　控制局域网络拓扑结构13

1.2.4　介质访问控制技术14

1.3　智能断路器技术概述15

1.3.1　智能断路器概述15

1.3.2　智能断路器的结构原理16

1.3.3　智能型断路器的特点17

1.4　现场总线在智能断路器中的应用18

思考题与习题18

第2章　基于CAN总线的低压智能断路器19

2.1　CAN总线技术原理19

2.1.1　CAN总线概述19

2.1.2　CAN总线上的数值逻辑以及速率与距离的关系20

2.1.3　CAN总线的技术特点21

2.1.4　CAN总线的应用范围及前景22

2.2　CAN协议规范23

2.2.1　CAN的分层结构23

2.2.2　报文传送及其帧结构27

2.2.3　CAN的通信协议30

2.2.4　错误类型和界定31

2.2.5　报文滤波原理和报文校验32

2.2.6　CAN的标准接口32

2.3　独立CAN控制器SJA 100033

2.3.1　芯片SJA 1000的概述33

2.3.2　SJA 1000的特征34

2.3.3　SJA 1000结构图34

2.3.4　SJA 1000系统35

2.4　CAN总线收发器TJA 105038

2.4.1　TJA 1050的特征38

2.4.2　TJA 1050的工作模式39

2.4.3　CAN高速收发器的典型应用40

2.5　基于SJA 1000 CAN总线的通信接口的设计41

2.6　基于CAN总线的低压断路器设计举例53

2.6.1　基于CAN总线的网络化低压断路器系统的结构53

2.6.2　基于CAN总线的低压断路器的主要硬件模块设计55

2.6.3　软件设计66

2.6.4　程序系统调试及现场试验77

思考题与习题82

第3章　基于Profibus-DP的断路器智能通信模块83

3.1　Proffbus总线技术83

3.1.1　Proffbus总线技术概述83

3.1.2　Profibus的基本特性84

3.1.3 Proffbus-DP92

3.1.4 Profibus-PA95

3.1.5 Proffbus-FMS96

3.1.6　Profibus的特点97

3.1.7　Profibus接口模块的物理层和数据链路层98

3.2　智能低压断路器通信模块总体设计方案102

3.3　网络的通信速率和可靠性分析103

3.4　Proffbus-DP从站通信接口的硬件电路设计与实现105

3.4.1　智能控制器的微处理器选择106

3.4.2　总线协议芯片SPC3107

3.4.3　RS-485与Profibus-DP接口电路110

3.4.4　Profibus-DP的缓冲区结构112

3.5　Profibus-DP从站通信接口的软件设计与实现113

3.5.1　Profibus-DP通信软件的总体结构113

3.5.2　Profibus-DP通信主程序文件113

3.5.3　中断模块文件116

3.5.4　通信接口模块与用户模块通信软件设计116

3.5.5　数据交换状态下用户模块与接口模块的通信流程121

3.6　系统通信测试与结果分析122

3.6.1　测试平台及步骤122

3.6.2　测试结果与分析122

3.6.3　结论123

思考题与习题124

第4章　基于DeviceNet总线标准的通信接口125

4.1　DeviceNet概述125

4.2　DeviceNet协议规范127

4.2.1　DeviceNet的网络层次127

4.2.2　DeviceNet的信息格式131

4.2.3　DeviceNet的对象模型134

4.2.4　DeviceNet网络的通信模型135

4.2.5　DeviceNet设备描述及一致性说明139

4.2.6　DeviceNet节点开发的一般途径和步骤141

4.3　通信适配器的硬件电路设计与实现144

4.3.1　硬件电路的总体结构144

4.3.2　微处理器M16C1N145

4.3.3　误接线保护电路（MWP）146

4.3.4　状态指示器和配置开关147

4.4　通信适配器的软件设计与实现147

4.4.1　软件设计的整体思路148

4.4.2　媒体访问标识符重复检测的实现153

4.4.3　连接状态的分配和建立155

4.4.4　显式信息连接的实现158

4.4.5　I/O轮询信息连接的实现161

4.4.6　多字节信息的分段和重组162

4.4.7　设备错误状态管理164

4.5　一致性测试及通信适配器运行结果分析166

4.5.1　一致性测试166

4.5.2　通信适配器网络运行结果分析170

思考题与习题172

第5章　基于Modbus总线标准的通信接口173

5.1 Modbus协议173

5.1.1　Modbus协议简述173

5.1.2　Modbus串行链路层协议177

5.2　嵌入式Modbus通信系统总体设计及其实现方案189

5.2.1　基于Modbus智能控制器的串行通信网络189

5.2.2　元器件选型190

5.2.3　Modbus通信卡软件设计方案191

5.3　Modbus通信卡的硬件设计及实现191

5.3.1　MCU子系统192

5.3.2　数据采集子系统194

5.3.3　串口通信子系统196

5.4　Modbus通信卡的软件设计及实现198

5.4.1　Modbus通信卡的任务198

5.4.2　Modbus通信系统上位机软件设计及实现200

5.5　Modbus通信系统调试及测试202

5.5.1　PC程序调试202

5.5.2　Modbus通信卡的调试203

5.5.3　Modbus通信系统的现场测试204

思考题与习题205

第6章　DeviceNet-Modbus现场总线协议转换器206

6.1　开发协议转换器的必要性206

6.2　DeviceNet协议和Modbus协议转换原理207

6.2.1　现场总线网络互联技术207

6.2.2　DeviceNet与Modbus协议实现方案208

6.3　协议转换器的硬件电路设计及实现209

6.3.1　硬件电路结构209

6.3.2　硬件电路各组成部分的设计说明210

6.4　协议转换器的软件设计及实现213

6.4.1　软件整体设计思路及主程序设计213

6.4.2　系统初始化214

6.4.3　重复MAC ID检测算法217

6.4.4　连接的建立218

6.4.5　DeviceNet报文的接收220

6.4.6　DeviceNet报文的处理222

6.4.7　DeviceNet报文的发送223

6.4.8　Modbus报文的发送和接收224

6.4.9　DeviceNet-Modbus协议转换的实现224

6.5　协议转换器的一致性测试227

6.5.1　DeviceNet产品的一致性测试227

6.5.2　协议转换器一致性测试的结果231

思考题与习题231

第7章　OPC技术应用232

7.1　OPC技术232

7.1.1　OPC技术的产生背景及研究现状232

7.1.2　OPC技术基础234

7.1.3　OPC规范标准241

7.1.4　OPC结构及特点245

7.2　OPC数据传输的实现247

7.2.1 同步数据访问方法的实现248

7.2.2　异步数据访问方法的实现250

7.2.3　数据订阅方法的实现263

7.3　OPC客户端的开发267

7.3.1　OPC客户端采用的技术267

7.3.2　OPC客户端的总体设计268

7.3.3　OPC客户端接收器模块的实现269

7.3.4　OPC客户端连接模块的实现274

7.3.5　OPC客户端文档／视图结构模块的实现275

7.4　OPC服务器的开发278

7.4.1　OPC服务器采用的技术&.278

7.4.2　开发OPC服务器的方法280

7.4.3　OPC服务器的总体设计281

7.4.4　服务器对象的实现286

7.4.5　组对象的实现292

7.4.6　项对象的实现297

7.4.7 I/O DLL驱动的实现297

7.4.8　数据采集部分的实现298

7.4.9 OPC服务器自注册功能的实现301

7.4.10　基于Modbus协议的OPC服务器应用实例304

7.5　调试结果及其分析305

7.5.1　对Server对象的测试305

7.5.2　对Group对象的测试307

7.5.3　多个OPC客户端与OPC服务器相互通信的测试308

7.6　OPC技术的应用309

7.6.1 OPC客户端与OPC服务器的通信过程309

7.6.2 OPC技术在以太网监控系统中的应用314

思考题与习题319

第8章　智能断路器的远程监控系统320

8.1　断路器远程监控实现的技术基础320

8.1.1　G语言编程与虚拟仪器320

8.1.2　LabVIEW编程特色321

8.1.3　设备驱动程序的开发技术322

8.1.4　串口通信模块323

8.2　远程监控系统总体设计及硬件组成324

8.2.1　远程监控系统的总体设计思想325

8.2.2　系统原理框架设计及芯片选型326

8.2.3　智能断路器通信模块的硬件设计326

8.2.4　硬件抗干扰措施330

8.3　软件设计及实现331

8.3.1　模块化的软件设计思想331

8.3.2　主控计算机程序设计331

8.3.3　CAN总线节点通信程序设计334

8.3.4　Modbus总线从站通信程序设计338

8.4　通信测试与结果分析344

8.4.1　Modbus通信功能测试344

8.4.2　CAN通信功能测试345

8.4.3　上位机软件测试346

8.4.4　整体测试结果及分析347

8.4.5　系统误差分析347

思考题与习题348

附录A349

附录B351

附录C357

附录D363

附录E365

附录F372

参考文献375