现场总线设备管理系统与设备描述技术的研究与开发

摘要

现场总线控制系统FCS(Fieldbuscontrolsystem)已经以其无可比拟的优势迅速成为工业控制系统的一种重要技术。与此同时，人们对现场测量和控制设备的要求也越来越高，因此引出了一个全新的概念——设备管理系统。它就像在现场的生产过程上开设的一扇窗，用户通过这扇窗可以运用现场总线仪表所赋予的丰富的管理信息将现场设备的状态直观全面地反映出来。一个优秀的现场总线设备管理系统必须首先满足系统前瞻性管理的要求；同时还需要可以兼容于多个总线系统。目前艾默生、ABB、西门子等多家自动化公司都根据市场的需要开发出了各自的设备管理系统，但是它们在应用上都有一定的局限性。 本研究与开发项目关注各现场总线协议的互可操作方案，期望搭建一个可同时支持多总线操作的设备管理系统的整体框架。本论文首先对现在得到广泛应用的三类设备管理系统进行了分析和研究，指出了各自的优势以及劣势，并从中总结出设备管理系统所需要实现的管理维护功能，对这些功能进行分类；接着用户对设备管理的需求，重新对设备管理的功能进行分类，搭建了一个全新的设备管理系统的整体框架；随后，着重研究了现场总线协议的互可操作方案，深入分析了应用FDT/DTM技术与设备描述技术相结合的互可操作方案；重点在于，以设备描述文件为切入点，以基于FF的1151压力变送器为实现对象开发了基于DDL语言的设备描述文件，并详细介绍了DDL语言的语法结构以及基于DDL语言平台的设备描述文件的开发细节。 在上述研究的基础上，作者深入地研究了设备描述文件，希望可以减少设备描述文件的开发周期并降低再开发成本。在整个研究过程之初，作者首先分析了设备管理系统，尤其是互可操作的概念。通过这些工作和研究，作者对于整个开发工作的目的和难题有了一个更明确的了解，从而形成了一个可行性方案。根据降低设备描述文件再开发成本高、周期长的需要，作者对主流的设备描述技术进行了详细的研究分析，并提出了可拆分组合式设备描述库。目前，以可拆分组合式设备描述库方式描述的1151压力变送器的设备描述文件已经通过了FF-HSE组态软件和NI组态软件的验证。 目前，设备管理系统框架中所要求的系统性能维护、故障诊断、校验管理等几项关键技术都已经成熟，这些都为设备管理系统的实例化奠定了基础。同时FDT/DTM技术的发展以及设备描述技术的完善，为实现设备管理系统良好的互可兼容性提供了更大的发展空间。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章设备管理系统的框架设计

第三章设备管理系统信息获取技术方案的研究

第四章设备描述文件的开发

第五章可拆分组合式设备描述技术的提出

第六章总结与展望

参考文献

致谢

作者攻读硕士期间发表的论文和科研成果