發(fā)布時(shí)間：2020-08-28 13:21

　　 工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),因情況復(fù)雜存在著眾多總線形式,采用同種總線間的設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)信息的交互,不同總線間的設(shè)備不能直接進(jìn)行信息互通,若要采用一種統(tǒng)一的總線形式對(duì)現(xiàn)存總線形式進(jìn)行替換實(shí)現(xiàn)起來(lái)復(fù)雜,且成本高。因此,在不改變現(xiàn)有總線結(jié)構(gòu)下開發(fā)一套能進(jìn)行多種協(xié)議轉(zhuǎn)換的設(shè)備對(duì)于多總線的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)具有重要意義。本文設(shè)計(jì)了一種多總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的方案,并基于此方案進(jìn)行了系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì),開發(fā)出了能夠進(jìn)行多總線數(shù)據(jù)交換的控制系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)中的多總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),通過(guò)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用的總線形式研究,選取了幾種典型的總線形式,實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)、CAN、RS485、RS422、1553B總線間的數(shù)據(jù)交換,同時(shí)還針對(duì)具體需求設(shè)計(jì)了32路實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集卡,整個(gè)系統(tǒng)兼具數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能。系統(tǒng)整體分為三層架構(gòu):底層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,中間層實(shí)現(xiàn)路由尋址,上層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控和路由配置。針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜的環(huán)境,基于系統(tǒng)硬件可靠性分析,設(shè)計(jì)了帶有全隔離接口的數(shù)據(jù)采集卡和多塊不同總線形式的轉(zhuǎn)換板卡,單塊總線轉(zhuǎn)換板卡上帶有以太網(wǎng)通信接口模塊,能夠?qū)崿F(xiàn)總線到以太網(wǎng)間的轉(zhuǎn)換。基于板卡硬件選型進(jìn)行了相應(yīng)底層軟件的開發(fā),借助以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)不同板卡間的以太網(wǎng)互聯(lián)或板卡與控制層間的交互,采用模塊化的編程思想,基于多線程、數(shù)據(jù)庫(kù)、Socket通信技術(shù)開發(fā)了上層數(shù)據(jù)管控軟件,通過(guò)上層軟件可對(duì)數(shù)據(jù)采集卡采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)、查詢,可對(duì)多總線板卡進(jìn)行路由配置。對(duì)構(gòu)建的系統(tǒng)進(jìn)行了單元及整機(jī)測(cè)試,系統(tǒng)的功能及性能均能滿足設(shè)計(jì)要求,驗(yàn)證了整個(gè)方案的可行性,該設(shè)計(jì)可應(yīng)用于實(shí)際工程中。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP273
【部分圖文】：

協(xié)議與對(duì)應(yīng)分層

選項(xiàng)圖 2-6 TCP 報(bào)頭16位源端口號(hào) 16位目的端口號(hào)用戶數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度 16位校驗(yàn)和圖 2-7 UDP 報(bào)頭本 4位首部 8位服務(wù)類型 16位總長(zhǎng)度字節(jié)數(shù)16位標(biāo)識(shí) 4位標(biāo)志 13位片偏移存時(shí)間（TTL） 8位協(xié)議 16位首部校驗(yàn)和32位源IP地址32位目的IP地址選項(xiàng)圖 2-8 IP 報(bào)用戶數(shù)據(jù)應(yīng)用層

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文表 4-3 界面使用的主要控件所屬類 功能QTabWidget作為多個(gè)頁(yè)面的容器類QCustomPlot繪制 32 路數(shù)據(jù)曲線使用的控件QTableWidget顯示數(shù)據(jù)回放時(shí)使用的控件QTextWidget 顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換板卡數(shù)據(jù)時(shí)使用的控件狀態(tài)配置界面提供給用戶配置下位機(jī)板卡源 IP 地址，目的 IP 地址的輸入控件，用戶對(duì)源 IP 地址、目的 IP 地址配置后，按下“配置”按鈕發(fā)送消息，定義通信接口類接收到消息后將數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，發(fā)送到以太網(wǎng)。圖 4-17 為狀態(tài)配置界面局部圖。

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本文編號(hào)：2807630