基于PROFIBUS-DP的激光加工系统数字化控制

提出采用PROFIBUS-DP现场总线技术实现对激光柔性加工系统的数字化控制，给出了控制实现过程中的DL动态链接库方案，详述了控制中的同步问题，并将其应用于汽车覆盖件模具激光表面硬化，编程采用VC++面向对象工具加以实现。

PROFIBUS DP从站协议栈开发与测试

本文研究了PROFIBUS DP欧洲标准EN50170的协议参考模型,并据此开发了ROFIBUSDP从站通信协议栈,最后采用荷兰PROCENTEC公司的ProfiScript工具进行了测试,本文给出了详细的软件编写和测试方法。

PROFIBUS-DP从站通信控制器的设计与实现

PROFIBUS是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产厂商的现场总线标准，PROFIBUS-DP作为PROFIBUS的一个分支，以其成熟性、实时性、可靠性和稳定性，在全球范围内的工业自动化领域获得了最为广泛的应用。PROFIBUS-DP协议比较复杂, 目前只有少数国外厂商提供专用的PROFIBUS-DP协议芯片，而国内对于PROFIBUS-DP总线的应用基本以购买国外自动化设备厂商的PROFIBUS-DP通信芯片为主，导致我国的自动化行业难以掌握核心技术。因此研究和开发具有自主知识产权的PROFIBUS-DP通信芯片具有广阔的前景和重要的意义。本文通过深入研究PROFIBUS-DP协议，提出了一套完整的设计方案，并设计出符合PROFIBUS-DP协议的IP核，为最终PROFIBUS-DP通信芯片的实现打下了坚实的基础。 本文详细的介绍了PROFIBUS-DP从站通信控制器的设计实现过程。首先通过分析PROFIBUS-DP协议以及参考国外现有的芯片资料，结合自身研究，提出了PROFIBUS-DP从站通信控制器的整体设计方案，给出了设计的整体框图；其次在整体设计方案的基础上详细介绍了各个功能模块的实现方法，以此为基础，采用自顶向下的设计方法，对各个模块进行详细的设计，并给出了Verilog语言实现RTL编码以及核心功能模块的仿真波形图；最后采用ALTERA公司的Cyclone EP1C6 的FPGA芯片和Philips公司的P89LV51RD2 MCU搭建了一个标准化的智能型从站，并采用ProfiCore和ProfiScrit搭建了PROFIBUS-DP从站控制器的系统级验证环境，进行了系统级验证，充分证实了设计方案的可行性。

基于Profibus和Ethernet的加速器高频控制系统设计

根据加速器高频控制的网络化和自动化的要求,设计了一种基于Profibus-DP和Ethernet的并适用于加速器高频系统的强磁场运行环境的控制系统。采用PLC为核心控制设备,并结合分布式I/O模式构建控制网络。采用STEP7和Wincc分别进行PLC程序设计和上位机人机界面设计。重点介绍了系统的硬件配置、网络结构、频率微调、软件设计和系统功能。该系统设计简化了网络结构,提高了系统的可靠性和稳定性。

激光诱发活塞的热负荷

活塞的热疲劳性能对柴油发动机的全寿命至关重要。由于能量有限和可控性差等缺点，现有实验系统均不能满意地进行活塞热负荷模拟实验。为此，提出并建立了一套激光诱发活塞热负荷的实验系统。该系统通过对激光束的空间整形，使之投射到活塞表面后诱发的温度场分布满足特定要求。基于PROFIBUS-DP现场总线技术实现了系统集成和实验过程的全反馈控制。针对活塞的典型热负荷条件，即高周热疲劳和热冲击分别进行实验，以模拟正常工作循环和“启动一停车”等热负荷或转速突变工况。通过设置加热一冷却周期或上限下限温度，可以获得相应的热负荷模

激光诱发活塞的热负荷

活塞的热疲劳性能对柴油发动机的全寿命至关重要。由于能量有限和可控性差等缺点，现有实验系统均不能满意地进行活塞热负荷模拟实验。为此，提出并建立了一套激光诱发活塞热负荷的实验系统。该系统通过对激光束的空间整形，使之投射到活塞表面后诱发的温度场分布满足特定要求。基于PROFIBUS-DP现场总线技术实现了系统集成和实验过程的全反馈控制。针对活塞的典型热负荷条件，即高周热疲劳和热冲击分别进行实验，以模拟正常工作循环和“启动一停车”等热负荷或转速突变工况。通过设置加热一冷却周期或上限下限温度，可以获得相应的热负荷模拟实验效果。研究结果表明，采用经光束整形的激光进行活塞热负荷模拟实验具有周期短、可控性好等优点。 

集成激光制造系统的开放式控制研究

针对激光制造系统的发展要求,提出了一种开放式集成激光制造系统,该系统将激光器控制模块、测量模块、机器人模块和计算机控制模块等进行集成,采用模块化设计方法,各模块功能独立,实现了主控计算机对各控制模块的协调控制.其中激光器由PROFIBUS-DP现场总线控制,机器人由运动控制器控制.解决了传统激光制造系统结构封闭,专用性强,难于实现柔性化制造的难题.通过实际应用,进一步证明了该系统的开放性和可控性.

基于现场总线的加速器高频控制网络设计

根据加速器高频控制系统网络化和自动化的要求,设计了一种基于Profibus-DP和Ethernet的并适用于加速器高频系统强磁场运行环境下的控制系统。系统采用S7-300PLC和S7-200PLC为核心控制设备,并以交换机为主要通信设备,构建了加速器高频系统控制网络。利用STEP7、Microwin4.0、Protool和Wincc完成PLC程序设计和上位机HMI设计。文中重点介绍了系统的网络结构、频率微调、硬件配置、软件设计。该系统设计简化了网络结构,提高了系统的可靠性和稳定性。

PROFIBUS PA通信协议软件开发

随着控制技术、计算机技术、通信技术的飞速发展，现场总线技术正逐渐取代集散控制技术。PROFIBUS现场总线技术作为应用最为广泛的现场总线技术之一，截止至2008年8月，其安装节点已经超过2500万个，市场份额超过20%。 本文首先深入研究了现场总线国际标准IEC61158-Type3(PROFIBUS标准)，分析了PFOFIBUS 现场总线的层次结构模型、各层功能及层间通信关系，然后介绍了PROFIBUS PA的功能块模型，包括块的构成、分类、参数详解，以及把功能块模型映射到模块化DP从站设备的规则等。然后本文采用uC/OS-II嵌入式实时操作系统作为软件平台，应用瑞萨公司M16C/62P系列MCU与中科院沈阳自动化研究所自主研发的FBC0409现场总线通信控制器作为硬件平台，开发了支持PROFIBUS DPV0和DP V1的通信协议栈，并根据PA应用行规(V3.01)编写了相应的功能块程序，并且进行了验证。 本文给出了PROFIBUS DPV0、DPV1实现过程中的主要数据和功能定义，介绍了各层任务的创建初始化，处理过程，绘制了相关的软件流程图。本文给出了编写物理块、功能块、变换块和设备管理的参数定义和读写函数的方法。

基于Profibus的激光加载热疲劳实验控制系统

采用激光作为活塞热疲劳模拟实验的热源.为模拟活塞上表面的温度波动,设计了基于Profibus的实验控制系统,对激光器的开启、关闭及输出功率进行控制.实验结果表明,该系统实现了活塞热疲劳实验的设计要求,具有实验周期短、可靠性高等优点.

扩散抛物化(DP)NS方程组的意义及其在计算流体力学中的应用

本文首先讨论扩散抛物化(DP)NS方程组的早期研究工作:它的提出、数学性质、意义和在CFD中的应用,然后讨论扩散抛物化理论的一些新发展。这些新发展是对NS方程组数值计算进行物理分析的基础上得到的,其中包括NS方程组差分计算时,粘性剪切流对网格间距和格式精度的要求;粘性项只保留剪切粘性项的广义扩散抛物化(GDP)NS方程组,它的性质和应用。由于高Re数流动在NS方程组的差分计算中,网格Re数彼此相差悬殊的特点,产生了计算离散单元守恒方程组的新的算法思路,即离散流体力学(DFD)算法。在DFD算法中需要同时计算三种不同的守恒方程组(Euler,DPNS和NS方程组)。本文讨论了DFD格式的构造、它的优点和应用。并以超声速绕前后台阶流动为算例,来说明GDPNS方程组的用处和DFD算法的优点。DPNS方程组、GDPNS方程组、DFD算法是高智提出的,对这些问题他和合作者从

Profibus现场总线技术的应用

将PROFIBUS现场总线技术成功应用于重离子加速器高频发射机控制系统中，达到了在强电磁干扰环境下系统稳定运行的要求。应用PLC控制设备和STEP7软件编程，采用分布式I/O模式，降低了系统调试和布线难度，缩短了开发周期，并为控制系统扩展提供灵活性。

重离子加速器高频控制系统中PROFIBUS技术应用

将ＰＲＯＦＩＢＵＳ成功地应用于加速器高频系统的强磁场运行环境，应用ＰＬＣ控制设备和ＳＴＥＰ７软件编程以及采用分布式Ｉ／Ｏ模式，降低系统调试、布线难度，缩短了开发周期，增加了灵活性，并为未来控制系统扩展提供了空间。

高雷诺数流动的控制方程体系和扩散抛物化Navier-Stokes方程组的意义和用途

在计算机发达的时代,高雷诺(Re)数绕流计算中有无必要使用简化NS方程组,本文讨论这个问题.主要内容如下:(1)高Re数绕流包含3种基本流动:所有方向对流占优流动、所有方向对流扩散竞争流动和部分方向对流占优部分方向对流扩散竞争流动(简称干扰剪切流动),3个基本流动的特征彼此不同且在流场中所占领域大小彼此相差悬殊,NS方程区域很小,它们的最简单控制方程组Euler、Navier-Stokes(NS)和扩散抛物化(DP)NS方程组的数学性质彼此不同,因此利用Euler-DPNS-NS方程组体系分析计算高Re数绕流流动就是一个合乎逻辑的选择,该法与利用单一NS方程组的常用方法可以彼此检验和补充.(2)流体之间以及流体与外界的动量、能量和质量交换,流态从层流到湍流的演化主要发生在干扰剪切流动中,干扰剪切流及其最简单控制方程--DPNS方程组具有基础意义;DPNS方程组笔者在1967年已提出.(3)诸简化NS方程组:DPNS、抛物化(P)NS、薄层(TL)NS、黏性层(VL)NS方程组的发展、相互关系,它们的历史贡献和今后的用途;它们的数学性质均为扩散抛物型,但它们包含的黏性项彼此有所不同;从流体力学角度来看,它们中只有DPNS方程组能够准确描述干扰剪切流动.提出把诸简化NS方程组统一为DPNS方程组的建议.(4)干扰剪切流--DPNS方程组与无干扰剪切流--边界层方程组之间的关系以及进一步研究干扰剪切流的意义.

高雷诺数流动理论、算法和应用的若干研究进展

在黏性流体力学的历史发展中,Navier-Stokes(NS)方程组的简化理论、相应算法和应用构成了不同历史时期的学科前沿、核心内容的应用热点。以此为线索,简要评述经典边界层、多层(三层)边界层、干扰边界层、扩散抛物化(DP)NS方程诸理论、相应算法和应用的若干研究进展;诸理论之间以及他们与实验的关系;简化湍流计算的一点注释以及物理分析和数值模拟相结合的一些问题。