浅谈基于现场总线的底层控制网络应用研究

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1、浙江大学硕士学位论文基于现场总线的底层控制网络应用研究姓名：廖云洁申请学位级别：硕士专业：计算机系统结构指导教师：朱桂林2003.2.1⋯糖撇文Y-9印s摘要，f基于智能节点和现场总线的分布式控制体系结构适应了控制系统分散化，网络_=c吩智能化发展的方向。它的产生导致了控制系统由封闭的集中体系向开放分布式体系加速发展。本文围绕一个生产现场的底层控制应用系统的设计开发，展开了对控制系统底层网络一现场总线技术的研究，着重研究了其网络体系结构及通信模型等方面，而后对一个在实际应用中较有影响的现场总线一cAN现场总具

2、本文共分为个三部分：第一部分首先对现场总线技术的发展、特点、体系结构及其实现技术进行了研究，给出了基于现场总线的分布式控制系统的网络模型，在基于0$I参考模型基础上对现场总线通信模型进行了分析，并介绍了现存的几种较有影响现场总线技术；而后，对本系统所采用的现场总线一CAN总线进行了认真的研究，详细分析讨论了CAN总线的工作原理及其CAN协议标准；第二部分在前面理论层的讨论和支撑下，展开了对一个具体的基于现场总线的控制应用系统的设计与实现的讨论。根据系统的设计任务和要求，给出了该应用系统的总体模型框架，并分析说

3、明了网络选型的理由，给出了系统软件总体结构，详细介绍了监控主机系统及现场智能节点的设计；对系统的关键技术进行了详细的阐述。第三部分结合现场总线技术探讨了控制网络的发展趋势，得出控制网络和Internet网络的融合是必然的发展趋势，详细分析了现有控制网络与Internet网络的各种集成方案，最后对嵌入式Internet的发展及研究现状做了总结说明。，、(本文从理论、设计、实现三个层面阐述了现场总线技术及其应用系统的实现，它结合了控制、网络、嵌入式系统、计算机等各方面技术，是一个综合的应用系统。通过对该应用系统设

4、计实现的详细讨论，对今后的应用系统设计与开发具有一定的参考价值。另外，对控制系统网络化，及其与Internet网络集成方面的研究是非常有理论和实践意义的，这将是今后进一步研究的重点：I一关键字：信息孤岛，控锖螓统网络化，现场总线h；蝶散控制系统顶：S：电褂总～—戡、分布式控制系统，嵌入羲系统，智能节点，嵌入式Internet，以太网，网络集成，嘲胆＼浙江大学硕士学位论文AbstractTheemergenceofdistributedarchitecturesbasedonsmartcomponentSand

5、fieldbusnetworksleadedtogreatchangesofthecon仃olsystem．Itmakesthearchitectureofcontrolsystemdevelopingfromcentralizedarchitecturetodistributedarchitecture．Controlsystemisturningtobeadistributed，networkingandintelligentsystem．Inthispaper,torealizealow-levelne

6、tworkofacontrolsystem，WestudythetechnologyoffieldbuscontrolsystemandanalyzethearchitectureandthecommunicationmodelofFCS．Andthen,awidelyusedfieldbus——controlareanetwork(CAN)isdiscussedinthepaper．Afterthediscussionfromtheorylayer,weintroducethedesignandimplem

7、entationofaCANbusbasedcontrolsystem．Atlast，wediscussthetrendofcontrolnetworkdevelopment．Thispapercandivideinto3parts．Inpartone，weintroducethebasicaspectofFCSincludinghisfeaturesandhisarchitecture，etc．ComparedwiththeOSlnetworkmodel，wepresentthenetworkmodelof

8、FCSandintroduceseveraldiffmenttypesofFCS．Andthen,wecarefullystudythetechnologyofCANbususedinoursystemandanaly∞thetheoryandtheprotocolstandardofCANbus．Inparttwo，accordingthediscussioninpartone，webeginth