文档介绍：西华大学
硕士学位论文
基于嵌入式和现场总线CAN的网络控制系统设计
姓名:云玉新
申请学位级别:硕士
专业:电力系统及其自动化
指导教师:董秀成
20050301
基于嵌入式和现场总线耐缈刂葡低成杓指导教师董秀成电力系统及其自动化专业研究生云玉新以太网是目前应用最为广泛的局域网,但是它是专门为办公自动化领域的应用而设计的,不能满足工业环境下的一些要求,因此以太网不能直接用于工业现场。近年来发展起来的现场总线把微处理器置入现场自控设备,使设备具有了数字计算和数字通信能力,为控制信息内容的丰富,实现其远程传送创造了条件。但是由于现场总线种类很多,各种现场总线控制网络之间存在差异,也不能将它们互联起来形成统一的通信网络。当前,如何实现以太网和现场总线的无缝集成,满足当前工业企业的要求,成为控制领域研究的热点之一。本文立足我国当前国情,提出了一种基于嵌入式和现场总线耐集成方案,给出了其软硬件相关设计。首先,本文纵览了网络控制系统的发展历程,分析了信息网络和控制网络集成的必要性,总结了信息网络和控制网络集成的儿种方案,给出了本文的集成方案。其次,文章论述了嵌入式系统设计中的有关概念,介绍了嵌入式操作系统,给出了应用于信息网络层的基度式的智能设备软硬件设计。最后,文章论述了现场总线的有关概念,介绍了几种现场总线技术,给出了应用于控制网络层的基于现场总线姆植际讲控系统的软硬件设计。本方案具有价格低廉、简单灵活、功能强大的优点。关键词:网络控制,嵌入式,现场总线,网络集成西华大学硕士学位论文第
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第一章绪论课题来源研究目的和意义息、处理信息、利用信息,开发信息资源;充分有效地利用信息资源是一个组四川省“信号与信息处理”重点实验室随着电子技术、通讯技术、计算机技术、网络技术的迅速发展,我们已进入了信息时代,各种信息充斥着社会的方方面面。在市场经济条件下,企业要实现管理现代化,要在激烈的市场竞争中求得生存和发展,就必须善丁二收集信织、一个企业取得成功的重要条件。当前很多企业为了适应现代生产的需要,也为了在激烈的市场竞争中求得生存和发展,都在不停地改善其过程控制和产品制造模式,同时还构建了企业网络,以将原材料储备、产品的生产销售、产品的售后服务等商业活动融为一体,加强企业各部门之间以及企业与外界之间的有效联系,提高企业的运作效率和经济效益。企业网络系统结构因企业业务的需要不同而大同小异,大体上可分为两大类,生产圃类企业网络与服务类企业网络。后者主要是信息系统和办公自动化系统,而前者还包括生产过程的监测和控制等。企业网络技术由此而集成了信息处理技术与控制管理等技术,以支持各种企业的管理决策、设计、调度及控制等各种功能的要求。本文的研究设计主要针对生产类企业网络。世纪年代由于计算机网络、疭约癇/技术的发展,促进了企业网络体系结构的一种扁平化趋势,即要求企业减少中问层次,使得上层管理与底层控制的信息直接联系。这种控制网络直接与信息刚络集成的企业网络结构一股包括信息管理层、调度控南恪⑾殖∶备层。其结构如图所示。现场设备层的主要功能包括现场设备的标准化、规范化、数字化以及现场设备的接人与互连。调度控制层要提供一个功能强大的控制主干网,允许各类现场总线与其互连,还可实现高层次调度与自动控制功能,如协调控制、优化控制等。信息管理层的主要功能包括综合信息西华大学硕士学位论文第
国内外现状和发展趋势以太网为代表的局域网络开始普及,企业网络系统结构发展为以蕴ǚ植伎刂葡低池懵结构为代表的形式。进人年代后,因管理、计划和决策。由此可见,信息网与控制网互连的企业网络层次结构有如下优点:ú饪赝缌烁蟮耐缦低持校鏘虸岣呱屎涂刂浦柿浚跎偻;ず臀薜氖奔洌迪旨泄芾砗透卟慵嗫兀迪忠斓卣锒虾臀ぃ酶<笆钡男畔⑻岣呖刂乒芾砭霾咚健企业网络起源于世纪年代中期,而其系统结构与技术也随网络技术与企业应用的发展而变化。在年代,计算机网络主要是主机一远程终端方式,企业网也主要是主机一远程监控形式幻甏珼形成系列化产品。由特网及现场总线兴起,企业网络系统结构呈现出//籼网/内联网/基础网男路⒄骨魇啤,其中是指在企业内使用疘菼技术的“内联网”或称为“企业内部网”。在分析企业网络结构时也需考虑其控制系统的结构,以便构成一体化的企、网络⋯。兰代问世的现场总线是由过程控制技术、仪表技术和计算机网络技术结合的产物。美国仪表学会韵殖∽芟咦鋈缦露ㄒ澹殖∽芟呤且恢执械氖字数据通信链路,它沟通了生产过程领域的基本控制设备聪殖〖渡璞之间,以及更高层次自动控制领域的自动控制设备闯导浼渡璞之间的联系西华大学硕士学位论文图食、网络示煮图.
,它们同样可能在某一个或者某几个领域占有主导地位。因此,多种嵋S捎谙殖∽芟叩耐ㄐ判