基于现场总线的协议转换网关的设计与研究.pdf

贵州大学
硕士学位论文
基于现场总线的协议转换网关的设计与研究
姓名:乔荣
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:王红蕾
20080501
基于现场总线的协议转换网关的设计与研究摘要实现企业从生产现场控制层到管理层的全面的无缝信息集成是企业集成的迫切需要。本文主要研究分析现场总线与其它一些总线的互连网关,把现场总线技术融入到整个控制系统中,有效地解决网络化控制系统中数据的实时共享问论文针对目前控制系统存在的不足,建立了基于各种现场总线与以太网、チ氐墓ひ低缁刂葡低车慕峁狗桨福胖匮芯糠治隽薒总线、芟哂胍蕴的互连问题:给出了与以太网的互连方案:;、开发与调试。最后,论文通过对控制系统的研究,将设计的甊协议转换网关应用到实验开发平台中,通过功能模块来采集数据,利用测试软件来显示其通讯情况,进行了该网关相关功能的物理仿真。关键词:网关,现场总线,.琇际酰珻总线,网络互连,中图分类号:.题。以太网
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论文作者签名:诬导师签名:谴日期:生笸旦岙蕴鷊旦原创性声明关于学位论文使用授权的声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究曾做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名:本人完全了解贵州大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权贵州大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。C苈畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑期:日贵州人学硕二宦畚
第一章绪论课题研究的背景和意义在生产管理层上,随着计算机、网络、通信等技术的发展,信息共享在工业控制领域引到工厂自动化的各个层次,包括与企业信息网的融合。把现在广泛应用的以太网技术应用到息网接入互连网,在世界上的任何地方监视并控制这些现场以及现场设备的运行状况和各种参数而不必亲临现场,可以节约大量费刚,而且设备供应商也可以通过网络对自己的设备进在现代企业中,企业网络将成为连接企业内部各车间、部门,并与外部交流信息的重要工控机的通讯中,由于串行通讯方式使用线路少、成本低,而被广泛采用。常用的串行接口标准有,.取RJ迪止た鼗胂殖∽芟咧涞牧樱üた鼗湍芏砸韵场总线组网的各生产线设备、仪表进行控制,这就需要设计现场总线到各种串行接口的网关。在生产控制底层之间,虽然现有的各种有影响的现场总线能够在底层与局域网互连,但都局限于某种特定的现场总线。如果监控现场根据需要,就要为每种现场总线提供到监控室的网络布线,而且每种总线由于网络传输介质、传输速度等的不同,这样会造成资源的大量存在仍是无法避免的。为了适应各种不同现场总线协议,必须实现各种现场总线控制系统的集成。解决的办法之一就是在不同网段之间直接采用网关设备,将它们互连。这样既简化了络提供了更大的灵活性。控制网络中,实现企业控制网络与信息网络的无缝连接,实现全厂范围内的信息共享,可以大大提高企业的生产效率。同时可以通过企业信息网与互连网的连接把现场总线通过企业信行维护。?刂葡低结构的一个新的发展方向,不仅可以为企业的生产管理带来很多方便,提高企业的生产效基础设施,在市场经济与信息社会中,网络对企业的综合竞争能力起着至关重要的作用。企业的生产线、生产车间、控制室、上层管理部门之间迫切需要信息共享【俊】。在底层的设备控制现场,采用工控机等现场控制设备对生产线的生产过程进行管理。在浪费。在现场总线国际标准制定的过程中,共有窒殖∽芟咄背晌狪现场总线标准的子集,而且还有其它的有影响力的现场总线。可见,多种总线共存的局面在一个很长时间内控制网络结构,减少了工业现场的布线,同时又提高了控制网络的可靠性,为底层的控制网起了自动化系统结构的深刻变革。工业现场控制信息不仅要流动于控制层,而且也需要渗透贵州人学硕:学位论文
。在本论文中所研究和讨论的就是这类网关。应用网关是在使用不同数据格式间翻译数据的系统。典型的应刚网关接收一种格式的输一网络连接,。复制位信号;在数据链路层,使用网桥在局域网之间存储或转发数据帧;在网络层,使用路由器在不同的网络间存储转发分组信号;在传输层及传输层以上,使用网关进行协议转换,提供更高层次的接口【俊网络仍然互相合作,完成各种分布式应用。由于它在技术上与它所