本文關鍵詞：工業(yè)以太網(wǎng)多協(xié)議集成通信適配器研究

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【摘要】：以太網(wǎng)技術向工業(yè)現(xiàn)場的推廣,在生產(chǎn)效率的提高、產(chǎn)品的優(yōu)化等多方面都起到了極大的推進作用。但是,在目前多種工業(yè)以太網(wǎng)通信協(xié)議共同發(fā)展壯大的現(xiàn)狀下,向工業(yè)控制現(xiàn)場推廣工業(yè)以太網(wǎng)技術存在著諸多的問題,例如,許多傳統(tǒng)生產(chǎn)設備不具有工業(yè)以太網(wǎng)通信功能,但是將其完全淘汰替換成具有工業(yè)以太網(wǎng)通信功能的設備成本太高;目前沒有統(tǒng)一的工業(yè)以太網(wǎng)通信標準,多種工業(yè)以太網(wǎng)標準百家爭鳴,每種標準都有自己的優(yōu)勢,如果使現(xiàn)場設備同時具有多種工業(yè)以太網(wǎng)通信功能,將會使設備更好地適應復雜多變的工業(yè)控制現(xiàn)場。所以,研究開發(fā)一個集成適配器,能夠在傳統(tǒng)設備本體和工業(yè)控制網(wǎng)絡之間架起一座橋梁,解決傳統(tǒng)設備無法連入工業(yè)以太網(wǎng)控制網(wǎng)絡問題。同時,集成適配器集成多種工業(yè)以太網(wǎng)通信功能,能夠使傳統(tǒng)設備接入到不同的工業(yè)以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡中從而變得更加靈活,能夠極大地提高工業(yè)生產(chǎn)力。開發(fā)集成適配器,研究多種工業(yè)以太網(wǎng)通信協(xié)議的集成,對工業(yè)以太網(wǎng)統(tǒng)一標準的誕生,也起到一定的推動作用。本文基于如上背景,在分析了Modbus-TCP、Ethernet/IP和POWERLINK三種工業(yè)以太網(wǎng)通信協(xié)議的基礎之上,提出了開發(fā)Modbus-TCP、Ethernet/IP和POWERLINK三種工業(yè)以太網(wǎng)通信協(xié)議集成適配器的解決方案。首先,分析了這三種工業(yè)以太網(wǎng)的協(xié)議程序,并分別實現(xiàn)在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下這三種工業(yè)以太網(wǎng)的從站通信功能。接著,采用上下雙層板的設計思路,將以S3C2440為核心的ARM9最小系統(tǒng)集中在上層板中,下層板中集成了以太網(wǎng)模塊、復位電路模塊、適配器工作模式選擇模塊等硬件電路模塊,完成集成適配器的硬件設計。然后,向集成適配器中移植Modbus-TCP、Ethernet/IP和POWERLINK三種工業(yè)以太網(wǎng)從站協(xié)議程序,并分析提出了集成適配器中三種工業(yè)以太網(wǎng)從站程序對同一片DM9000以太網(wǎng)控制芯片的共用技術,集成適配器對三種工業(yè)以太網(wǎng)從站程序的選擇執(zhí)行技術,以及集成適配器IP地址的外部引入技術,完成集成適配器的軟件設計。最后,搭建實驗測試平臺,配合Modbus-TCP、Ethernet/IP和POWERLINK三種工業(yè)以太網(wǎng)的通信主站,完成對集成適配器三種工業(yè)以太網(wǎng)從站通信功能的測試,驗證了集成適配器軟件設計和硬件設計的可靠性。同時,完成集成適配器遠程I/O應用測試,結合數(shù)據(jù)通信現(xiàn)象圖,驗證了集成適配器能夠成功賦予傳統(tǒng)的I/O模塊三種工業(yè)以太網(wǎng)通信功能,具有實際應用意義。
【學位授予單位】：天津理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP393.11

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