隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來(lái),越來(lái)越多傳統(tǒng)工業(yè)向數(shù)字化邁進(jìn),其中數(shù)字化生產(chǎn)車(chē)間成為了工廠建設(shè)的重要一環(huán)。通過(guò)使用網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)使工廠設(shè)備和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,從而促進(jìn)了傳統(tǒng)工業(yè)的發(fā)展。但是由于設(shè)備供應(yīng)商、設(shè)備類(lèi)型和自動(dòng)化級(jí)別的差異,使得工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備具有多種硬件接口和通信協(xié)議,增加了數(shù)字化車(chē)間設(shè)備之間互聯(lián)互通的難度。本文基于以上問(wèn)題,并結(jié)合國(guó)內(nèi)外工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀以及工控PLC領(lǐng)域的研究進(jìn)展,對(duì)工業(yè)數(shù)字化車(chē)間互聯(lián)互通的目前需求設(shè)計(jì)了解決方案,提出了一種數(shù)字化車(chē)間設(shè)備之間互聯(lián)互通的關(guān)鍵技術(shù),該技術(shù)包括四個(gè)模塊:基于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備數(shù)據(jù)采集模塊,串口/網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議通信模塊,內(nèi)置OPC UA服務(wù)器的嵌入式設(shè)備以及基于WCF框架的OPC UA客戶端。數(shù)據(jù)采集模塊中首先分析工業(yè)常用協(xié)議Modbus RTU/TCP和Profibus DP協(xié)議幀結(jié)構(gòu)和通信過(guò)程,利用梯形圖和C語(yǔ)言分別在PLC和服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)協(xié)議的主/從站程序。使用MATLAB編寫(xiě)主成分分析程序?qū)⒆畛踹x擇的十個(gè)特征屬性降維成相關(guān)性較低的七個(gè)特征屬性,包括協(xié)議幀長(zhǎng)度、功能碼、功能碼長(zhǎng)度、標(biāo)志位、設(shè)備地址、寄存器地址、校驗(yàn)位校驗(yàn)方式七個(gè)特征,然后將上述七個(gè)特征,基于... 

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 本課題的背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 課題主要研究?jī)?nèi)容與組織結(jié)構(gòu)
第2章 關(guān)鍵技術(shù)概述及需求分析
    2.1 工業(yè)通信協(xié)議
        2.1.1 ModBus協(xié)議
        2.1.2 Profibus協(xié)議
        2.1.3 HART協(xié)議
        2.1.4 Ethernet/IP協(xié)議
        2.1.5 POWERLINK協(xié)議
        2.1.6 Profinet協(xié)議
        2.1.7 Devicenet協(xié)議
        2.1.8 InterBus協(xié)議
    2.2 數(shù)字化車(chē)間PLC互聯(lián)互通關(guān)鍵技術(shù)需求分析
第3章 PLC互聯(lián)互通關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計(jì)
    3.1 總體架構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.2 嵌入式設(shè)備技術(shù)參數(shù)
    3.3 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.4 服務(wù)端設(shè)計(jì)
        3.4.1 數(shù)據(jù)采集模塊
        3.4.2 多協(xié)議通訊模塊
        3.4.3 OPC UA服務(wù)器
    3.5 客戶端設(shè)計(jì)
        3.5.1 WCF框架
        3.5.2 客戶端與服務(wù)集
        3.5.3 客戶端與數(shù)據(jù)庫(kù)通信模型
第4章 PLC互聯(lián)互通關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)
    4.1 PLC配置
    4.2 服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)
        4.2.1 數(shù)據(jù)采集程序?qū)崿F(xiàn)
        4.2.2 多協(xié)議動(dòng)態(tài)識(shí)別算法
        4.2.3 OPC UA服務(wù)器實(shí)現(xiàn)
    4.3 OPC UA客戶端實(shí)現(xiàn)
        4.3.1 基于WCF框架的OPC UA客戶端
        4.3.2 OPC UA客戶端程序
第5章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與測(cè)試
    5.1 測(cè)試環(huán)境
    5.2 功能測(cè)試
        5.2.1 設(shè)備配置模塊測(cè)試
        5.2.2 數(shù)據(jù)采集模塊測(cè)試
        5.2.3 OPC UA服務(wù)器模塊測(cè)試
        5.2.4 OPC UA客戶端模塊測(cè)試
    5.3 性能測(cè)試
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 本文總結(jié)
    6.2 不足與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于SDK嵌入式OPCUA服務(wù)器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 趙艷領(lǐng),閆曉風(fēng),劉丹.  制造業(yè)自動(dòng)化. 2017(01)
[2]串口到以太網(wǎng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 唐琳,廖先莉,程皓.  電子世界. 2016(14)
[3]基于STM32的以太網(wǎng)接口轉(zhuǎn)多串口透?jìng)髂K設(shè)計(jì)[J]. 趙智增,馮春鵬.  山西電子技術(shù). 2016(02)
[4]RS-485總線以太網(wǎng)接口轉(zhuǎn)換裝置研究[J]. 鞏全成,吳亞鋒,李江紅.  計(jì)算機(jī)工程. 2012(22)
[5]基于嵌入式Linux的Modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 樓蔚松,廖任秀,唐金花.  金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2007(06)

碩士論文
[1]嵌入式實(shí)時(shí)通信網(wǎng)關(guān)服務(wù)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張睿.南京大學(xué) 2018
[2]支持OPC UA功能的工業(yè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 寧懿.北京交通大學(xué) 2018
[3]OPC UA客戶端訪問(wèn)與測(cè)試功能研究及開(kāi)發(fā)[D]. 李金亮.華北電力大學(xué)（北京） 2011



本文編號(hào)：3671652