试论基于fpga的plc扩展总线的研究

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1、北京信息科技大学硕士学位论文基于FPGA的PLC扩展总线的研究姓名：秦健申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：王东兴20081208摘要在自动化控制领域，PLC是一种重要的控制设备。随着技术的不断发展，工业控制对PLC的性能要求越来越高。因此，设计出一个连接PLC本体CPU与扩展模块的实时、可靠、稳定的通信系统，显得尤为重要。本文重点研究了基于FPGA的PLC扩展总线传输系统，提出了设计方案并进行了设计与验证。论文首先给出了PLC扩展总线设计的标准，并对几种总线技术进行了比较，以得出设计自定义的扩展总线的必要性。

2、然后，根据标准，在扩展总线的方案选择、芯片选择、结构设计等方面进行了详细的对比分析，最后给出了扩展总线的物理层与协议，并进行设计与实现。该扩展总线是为满足PLC特定应用需求，自己定义物理层和协议而设计的主从式、一点对多点的、轮询访问的总线系统。利用这一设计的网络，一个PLC本体CPU模块连接并控制多个I／O模块，极大的扩展PLC的控制能力与性能。试验结果表明，该总线具有成本低、速率高、可靠性好、易于扩展等优点，对增强PLC的性能和市场竞争力，具有重要的意义。关键字：PLC；扩展总线；FPGAABSTRA(玎ABSTRACTInt

3、heautomationfield，PLCisimportantequipmentforcontr01．Withthegreatlydevelopmentoftechnology,thePLCusedinindustrialrequiresbetterperformance．Asaresult，thedesignaPLCcommunicationsystemwhichisconnectthebodyCPUmoduletoextendsmoduletokeepthesignalcommunicationtobereal-time，

4、reliableandstableisparticularlyimportant．ThisarticlefocusesonthePLCexpansionbustransmissionsystembasedonFPGA，givesthedesignsolutionassndthenverifiesit．Firstofall，thethesisgavethestandardofdesigningthePLCexpansionbus，andcomparedtoseveralbustechnologiestocometotheessen

5、tialityofdesigningtheexpansionbusbyourself．Then，accordingtothestandards，wedidadetailedcomparativeanalysisfortheexpansionbusinprogramssolution,chipselection,structuraldesign，andSOon,gavetheexpansionbuswiththephysicallayerandprotocol，anddidthedesignandexperimentation．T

6、heexpansionbus，whichhasthedefinitionofownphysicallayerandprotocol，istomeetthespecificapplicationofPLC．Itisamaster-slave，point—to·multipoint，visitingthepollingsystembus．Withthenetwork,abodymoduleofPLCcouldcontrolanumberofI／Omodules．ItisagreatexpansionforthePLC’Scontro

7、landperformance．Theresultsshowthattheexpansionbushastheadvantagesoflow-cost，high-speed，reliabilityandetc．ItisofgreatsignificanceinenhancingthePLC’Sperformanceandmarketcompetitiveness．KEYWORDS：PLC，expansionBUS，FPGAII学位论文版权使用授权书本人完全了解北京信息科技大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：

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