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《华中科技大学》 2009年
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基于FPGA的ModBus协议的实现及在套准控制系统中的应用

宋帆  
【摘要】: 将基于FPGA的控制器运用在工业控制系统中是当前工业控制领域发展的主流之一。采用FPGA作为核心控制芯片具有高可靠性,高响应频率和易开发等特性,对于小批量的生产更能有效的降低设计和生产的费用。在当前的印刷控制领域,将套准控制算法和监控系统融合到一片FPGA上来实现是当前研究的主要趋势之一。 彩色印刷过程中的套印偏差通常是通过人机界面(HMI)来显示,这些工业仪表具备了一定的开放性,其它设备(如FPGA的控制器)按照定义好的通信标准,通过实时通讯的方式对其工作参数进行监控、设定和修改。目前,各大厂商的HMI都将最常见的一种总线通信协议——ModBus作为它们的通讯标准。 将ModBus现场总线技术集成到FPGA控制器中可以实时可靠地将检测到的印刷色组的套准误差通过总线实时传输给HMI,现场工程师可以清楚的看到当前的光标信号和套印偏差,再以自动或手动的方式通过网络给定伺服控制器驱动伺服电机进行准确的相位调整,达到套色的目的。这三种技术(套准控制系统、ModBus通信系统,FPGA)的融合可以充分发挥各自的优势,使套准系统的监控范围和测控能力得到进一步的扩展,套准精度得到进一步的提高。 本课题在分析了ModBus协议的基础上,用硬件描述语言在FPGA平台上设计了ModBus协议栈,并将ModBus作为通讯手段引入到套准控制系统之中,使得印刷机套准控制系统的高速可靠的数据通讯变为现实,同时结合套准控制相关技术实现了以单片FPGA完成套准控制系统的解决方案。本课题所设计的ModBus协议栈在FPGA嵌入式控制平台和人机界面触摸屏上经过收、发的试验测试取得了较为满意的效果。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP273

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 刘含蕊;用于桥梁安全检测的智能感知单元设计[D];西安科技大学;2011年
2 吴鹏举;光伏并网通信管理机的设计与实现[D];北京交通大学;2013年
3 杨世勇;基于SOPC的生物质快速热解液化控制系统的设计与实现[D];电子科技大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 曹春宝;强力推动我国凹版印刷业持续发展[J];包装工程;2004年06期
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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8 蒋学锋;重型商用车AMT坡道起步系统研究与开发[D];华中科技大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘经纬;基于DSP的VS1-12/M型永磁真空断路器同步控制系统的研究[D];河南理工大学;2010年
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3 张志伟;楼宇供暖节能系统的设计[D];山东科技大学;2010年
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8 房传礼;基于RS485总线的污水处理自动监控系统的研究[D];郑州大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘浩;高佳;沈川;;基于MODBUS协议的一种通讯方法[J];宝钢技术;2008年06期
2 赵云丽;欧阳斌林;李晓辉;;基于线性光电耦合器的电流检测电路[J];东北农业大学学报;2006年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋开峰;光伏电站的远程监控系统设计[D];山东大学;2011年
2 兰延文;基于通讯管理机的变电站综合自动化系统的研究与应用[D];华北电力大学;2011年
3 臧秀娟;嵌入式通信管理装置的设计与研究[D];江苏科技大学;2011年
4 贺正芸;基于MODBUS的UPS远程监控系统设计与实现[D];湖南大学;2005年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 曹春宝;强力推动我国凹版印刷业持续发展[J];包装工程;2004年06期
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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7 本报通讯员 王鹏 杨春芳 本报记者 谭国伦;汽车装备领域创新的探索者王志俭[N];廊坊日报;2006年
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4 张生芳;复杂曲面天线罩电厚度精密测量技术研究[D];大连理工大学;2008年
5 刘冲;核电站反应堆棒控棒位控制系统数字化软硬件设计及其可靠性研究[D];南华大学;2010年
6 曹晰;开放型嵌入式旋转机械自动平衡控制系统的研究[D];北京化工大学;2009年
7 管志敏;自抗扰控制技术在大型火电机组控制系统中的应用研究[D];华北电力大学(北京);2010年
8 吕海艇;TTX直线加速器数字化高频低电平控制系统研究[D];清华大学;2013年
9 郭立东;舰载激光武器稳定平台控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
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3 冯兴强;光电经纬仪的快速捕获与稳定跟踪控制系统[D];电子科技大学;2004年
4 龙浔;高速线材活套控制系统的研究及应用[D];东北大学;2005年
5 郑杰;基于DSP的嵌入式工业以太网控制技术的研究[D];合肥工业大学;2006年
6 宋孙浩;基于视觉的AGV控制系统的研究[D];昆明理工大学;2006年
7 史孝文;基于DSP的直流伺服电机控制系统研究开发[D];昆明理工大学;2005年
8 白雪峰;掩护式支架姿态监测与控制的研究[D];太原理工大学;2006年
9 谭丞;柴油机非线性模型的研究[D];辽宁工学院;2007年
10 刘雷;基于英飞凌XC167CI单片机的永磁无刷直流电动机控制系统的研制[D];北京交通大学;2007年
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