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基于工业以太网的控制器研究与开发

王霄峡  
【摘要】:随着信息技术的飞速发展和社会分工的进一步细化,对工业控制和工业自动化的要求也越来越高了。为满足市场的需求和自动化领域的发展趋势,本文规划了新一代控制系统的基本构架,并提出基于工业以太网的控制器为处理核心的设计思路。 本文在研究了市场需求和发展趋势之后,首先勾勒出新一代控制系统的系统构架规划,清晰地阐述了其关键设计要点,明确了控制器的预期设计目标,这给后面的研究工作指明了方向。接下来,控制器的研究与开发工作分别从以下几个方面展开分析和研究: 控制器平台模型分析与设计——软硬件模型分析和设计、IEC61131-3用户接口设计、实时性设计、可靠性设计,这为控制器提供强实时性和高可靠性的运算和控制平台; 工业以太网的研究与设计——对工业以太网实现技术深入研究后,设计工业以太网时采用分散集中的设计原则,在信息集中部分实现冗余设计,工业以太网的冗余实现为控制器与现场设备网和上层监控网建立了一个方便、快捷、可靠的信息交互桥梁; 开放性接口研究与实现——以PCI局部总线接口构建成控制器的开放性接口,并通过PCI接口的现场总线接口卡来实现现场总线接口,便于与现场总线设备无缝连接。 在实现控制器的模型之后,论文按照预期提出的设计目标,通过实验、测试、分析和验证,论证了控制器平台实际应用的可行性,分析结果充分说明了该控制器平台在实时性、开放性、可靠性、运算处理能力、多总线集成等方面具有优异的性能,具有广泛的应用前景。最后,论文对运用在控制器中的各项技术进行了前瞻性的展望,并预见了未来控制系统和控制器的发展趋势。 通过本课题的研究、开发、分析和验证,论文提出并实现了基于工业以太网的控制器完整解决方案,该研究成果将为研制新一代控制系统打下了坚实的基础。


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