profinet通信实时性能优化及io设备研究

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1、分类号：密级：ＵＤＣ：单位代码：签傲至妓大ｆ硕壬学位论文论文题目；Ｐ民ＯＦＩＮＥＴ通信实时性能优化及１０设备研究諭学号１３２０１９０２３９：作者：杨鹏专业名称；擒娜Ｉ巧犬与自动化装晉２０１６年６月１日独创性说明本人郑重卢明：所兰交的论文是我个人在导师指导下进行的硏巧了Ｌ，作及取得研究■成果。尽我所知除了文中特别加ＪＡ标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其化人已经发衷或撰与的研究成果，也不包含为获得－一问安徽了业大学或其

2、他教肯机构的学位或证书所使用过的材料。与我下作的同志对木研究所做的任何巧献均。在论文中做了明确的说明并裴．示ｒ谢恵。《《ｆ扫籍．名和腺ｙ柳：务／｛关于论文使用授权的说明、：，即木人完全丫解巧徵Ｔ．业大学巧关保留使用学位论文的规巧，允许论文被畜阅和借阅学校１７权保留送交论文的每印件；学校可Ｗ公布论义的全部或部分内容，可采用敵印、缩印或其他這制手段保巧论义。，保密的论文在解密后应遵循此规定ｋ＼。、、：去ｂ媒名橋鹏计师综名名Ｉ」期ｆ＿輝安徽工业大学硕士学位论文PROF

3、INET通信实时性能优化及IO设备研究论文题目：Onreal-timeperformanceoptimizationofPROFINETandIOdevice作者：杨鹏学院：电气与信息工程学院指导教师：李绍铭单位：安徽工业大学协助指导教师：单位：单位：论文提交日期：2016年6月1日学位授予单位：安徽工业大学安徽马鞍山243002摘要摘要为了进一步提高工业网络通信的实时性，各大公司和组织纷纷将商用以太网应用到工业网络中，工业以太网也就应运而生。PROFINET无疑是最具前景和前途的工业以太网技术之一，如何

4、更大限度地提高PROFINET网络通信的实时性能，使其更有实力去迎接未来的通信技术挑战，是个值得研究的方向。本课题从优化PROFINET网络通信实时性能和设计符合PROFINET协议的IO设备两个方面进行深入地研究。发送端和接收端的数据传输速率在统计条件下能否达到平衡状态，将直接影响工业以太网的通信实时性能。针对该问题，本课题提出了基于Markov理论的统计条件下PROFINET网络通信优化模型，以数据帧发送成功率最大为目标函数，对发送端发送数据的速率进行优化，通过仿真结果对比可知该优化模型的可行性和有效

5、性。目前市场上主流的通信控制器使得IO设备通信循环时间在250微秒左右，西门子最新推出的ERTEC200P首次支持IO设备循环时间低于31.25微秒。本课题从硬件和软件两个方面设计并实现基于该芯片的PROFINETIO设备，包括详细的电路设计、BSP程序和设备应用程序的设计。鉴于传统工控设备仍旧在应用基于Modbus协议的RS-485或RS-232接口，对于PROFINET的推广和应用有一定的阻碍作用。本课题在PROFINETIO设备的基础上，开发了其网关的功能，实现Modbus和PROFINET网络的无

6、缝连接。最后搭建了测试环境，并进行PROFINET通信测试。实验结果表明本课题设计的IO设备能够与IO控制器之间进行PROFINET通信，可以实现PROFINET和Modbus网络之间双边数据的收发和诊断告警等功能。本课题完成了PROFINET网络通信实时性能的优化和基于ERTEC200P的PROFINETIO设备研究，实现了相关的基本功能，对工业以太网技术的研究和PROFINET的推广应用都具有非常实际的意义。关键词：PROFINET，通信优化，Markov链，IO设备，协议转换IAbstractAbs

7、tractInordertofurtherimprovereal-timeperformanceofindustrialcommunicationnetwork,manyrelatedcompaniesandorganizationshavemergedEthernetintoindustrialnetwork,industrialEthernetisproduced.PROFINETisundoubtedlyprospectiveandpromisingoneofindustrialEthernette

8、chnology.However,inordertorisepowerfullythefuturechallengesaboutcommunication,itisveryimportanttohowtoimprovePROFINETreal-timeperformance.ThisprojectwoulddodeeplyresearchintwoaspectsfromoptimizationaboutPROFINETreal