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基于高速以太网现场总线(HSE)网络管理的研究与开发

刘天伟  
【摘要】:在当前工业控制领域中,工业以太网成为控制网络发展的焦点与趋势,人们试图用以太网统一现场总线标准。高速以太网HSE现场总线把商用以太网引入过程控制领域,为过程控制提供了一个低成本、高速、高带宽、支持多种协议的通信网络。HSE的目的不仅是把以太网应用于过程控制,同时为企业的信息集成、建立性能优良的企业网提供了基础。 网络管理系统维护网络的正常运行同时使网络中的各种资源得到有效的利用。针对于应用在工业现场的工业以太网,网络管理应该使工业以太网满足用户对系统稳定性、实时性、安全性、准确性等各个方面的要求。因此,网络管理成为目前工业以太网的重要研究课题之一。 本文以基于高速以太网(HSE,High Speed Ethernet)现场总线的网络管理系统为研究对象,对HSE网络管理系统的TCP/IP协议管理、HSE用户层协议管理、网络冗余管理进行了深入研究。提出了一种基于集中式管理与分布式管理协同工作的网络管理体系结构。本文在对相关协议分析的基础上还给出了实现HSE网络管理系统的方法。 本文首先介绍了控制系统的最新进展情况,分析了工业以太网的特点以及发展趋势,由此提出了网络管理在工业以太网中的重要性。接着,本文以HSE现场总线协议为基础,结合网络管理的作用、功能与规范,提出了一种基于集中式十分布式的网络管理体系结构。HSE现场总线协议的网络管理系统除了具有独特的体系结构,模块化的管理模式也是其一大特点。本文提出了HSE现场总线中的各个网络管理模块的模块化设计和实现方案,包括SNMP网络管理模块的设计与实现、HSE用户层协议网络管理模块的设计与实现、HSE网络冗余管理模块的设计与实现。最后,本文对项目的工作进行了总结,并对后期工作进行了展望。


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