基于PROFIBUS总线的城市交通控制系统设计 二

基于PROFIBUS总线的城市交通控制系统

摘要：目前，国家经济飞速发展，随之而来的我国城市交通问题也日趋严重，传统的监控模式已经不能满足当代城市交通控制系统的要求，必须要有一种更加合理，更加简便的城市交通控制系统出现，以保证城市道路的安全畅通。而基于PROFIBUS现场总线的城市交通控制系统正是这样一种系统。本文首先介绍了几类比较流行的现场总线及其特点，其中重点介绍了PROFIBUS的特点和发展前景，并阐述了本课题的意义和发展趋势；接着对硬件进行了设计，给出了拓扑结构图，选出了所需的硬件部件并详细介绍了其功能，还给出了交通灯硬件接线图及硬件配置表；然后提出了基于PROFIBUS现场总线网络的通信网络方案和通信原理，介绍了PROFIBUS的协议结构和存储协议，详细阐述了帧的结构、系统行为、数据通信及扩展功能等；最后详述了系统工作方式，并设计出系统的主要程序。 

关键词：PROFIBUS   城市交通  PLC   

目录

摘要..  . . . I

ABSTRACT .. . . . . . . . .II

第1章  概述 1

1.1  现场总线发展现状 1

1.1.1几类流行的现场总线 1

1.1.2 现场总线的特点 2

1.1.3 PROFIBUS的组成 3

1.1.4 PROFIBUS的应用前景 4

1.2  本课题的研究意义 4

1.3  发展趋势 5

第2章 硬件设计 6

2.1 拓扑结构图 6

2.2  S7-300从站 6

2.2.1  PS-307电源 7

2.2.2  CPU315-2DP 7

2.2.4  16路数字量输入/输出模块 8

2.2.5  16路继电器输出模块 8

2.2.6  4路模拟量输入/2路模拟量输出模块 9

2.2.7  FM353 步进电机定位模块 9

2.2.8  FM350-2计数模块 10

2.2.9  FM355 C闭环控制模块 10

2.2.10  其他元件 11

2.3  S7-400主站 11

2.3.1  PS407电源 12

2.3.2  CPU412-2DP 12

2.3.3  UR2机架 13

2.3.4  32路数字量输入模块 13

2.3.5  16路数字量输出模块 13

2.3.6  CP443-1工业以太网通讯处理器 13

2.3.7  其他元件 14

2.4  ET200M分布式I/O单元 14

2.4.1  PS307电源 15

2.4.2  IM153-1接口模块 15

2.4.3  16路数字量输入模块 15

2.4.4  8路继电器输出模块 16

2.4.5  其他元件 16

2.5  HMI人机界面 16

2.6  网线电缆及部件 17

2.7  硬件结构图 17

第3章  PROFIBUS的通信原理 21

3.1 PROFIBUST通信综述 21

3.2 PROFIBUS的协议结构 21

3.3 PROFIBUS的传输技术 22

3.4 PROFIBUS总线存取协议 24

3.5 FDL帧的结构 27

3.6 系统行为 29

3.7数据通信和周期性数据传输 29

3.8 同步锁定模式、保护机制和扩展功能 30

3.9 数据链路层的传输服务以及报文结构 31

3.10 站的加入和退出以及从站的状态机 33

第4章 软件设计 34

4.1 系统工作方式 34

4.2 主要程序 35

第5章 操作及调试 43

结束语 45

参考文献 46

致谢 48

附录 49