基于工业以太网的智能控制器设计.pdf

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1、分类号UDC密级单位代码!Q15j基于工业以太网的智能控制器设计罗湘平指导教师赵永生职称学位授予单位大连海事大学教授申请学位级别硕士学科(专业)’控制理论与控制工程论文完成日期塑!!坠遮答辩日期答辩委员会主席，^、r『’-i·，。▲■lI咻搜、(＼．，／r‘’r、，^TheDesignofIntelligentControllerBasedonIndustrialEthernetAthesisSubmittedtoDalianMaritimeUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngin

2、eeringbyLuoXiangPing(ControlTheoryAndControlEnginerring)ThesisSupervisor：ProfessorZhaoYongshengJune2011氓olJ■■_＼．一大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成博／硕士学位论文==基王王些丝态圆鲍蟹篚揎剑矍遮让：：。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律

3、责任由本人承担。学位论文作者签名：学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事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，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》(中国学术期刊(光盘版)电子杂志社)、《中国学位论文全文数据库》(中国科学技术信息研究所)等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定

4、。⋯⋯铲卜轹攀也日期：≯of1年6月孑DEt丫_一1啄。＼_j■童中文摘要摘要随着以太网技术的发展，解决了以太网在通信确定性、实时性、稳定性和可靠性等方面问题，将其应用于工业控制网络成为近年来研究的新热点。我国自主开发的EPA标准被正式列入现场总线国际标准IEC61158中的第十四类型。智能控制器是EPA控制系统的重要组成部分，本文的主要内容是完成智能控制器的设计与实现。首先，分析了现场总线和工业以太网的发展及现状，结合以太网的特点和工业控制网络通信的特点、要求，分析以太网用于工业控制的可行性及相对于现场总线存在的优势。研究和学习智能控制器设计与实现过程中涉及的关键技术：EPA工业以太网

5、的体系结构，TCP／IP协议族，以及嵌入式的特点和实时操作系统uc／OS—II。其次，结合对关键技术的研究、分析以及智能控制器的特点，提出智能控制器的总体设计。智能控制器的功能主要包括控制和通信两部分，本文侧重于通信部分的研究。智能控制器主要功能是实现对数据的采集和处理，通过以太网通信接口与上下层网络通信。与下层现场设备通信，完成控制信息和测量数据发布和接收；与上层网络监控层设备通信，接收来自监控层设备的组态信息和控制命令，以及将数据信息提交上位机进行显示更新，以实现远程监控。为适用与具有不同通信接口的现场设备进行数据通信，还增加了CAN通信接口、232通信接口。随后，完成智能控制器的软

6、硬件的具体设计和实现。智能控制器的核心芯片采用基于Cortex．M3内核的32位ARM微控制器LM3S8962，硬件设计主要完成外围接口电路的设计，具体包括：电源模块、开关量的输入输出模块、模拟量输入模块、以太网接口、CAN接口、RS232接口和JTAG接口。软件的设计主要完成数据的采集和处理以及EPA通信协议的实现。最后，完成总体的调试，总结分析过程中遇到的问题和不足。关键词：智能控制器；工业以太网；EPA；TCP／IP；嵌入式；●●·一英文摘要ABSTRACTEthernethasbecomeanewhotspotinindustrialcontrolnetworkareainrec

7、entyears．WiththedevelopmentofEthemet，someproblemsincommunications，suchasaccuracy,timeliness，stability,reliabilityandSOon，aresolved．EPAprotocol，whichwaspromotedbyChina，waslistedformallyasclass14ofinternationalstandardof