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基于Powerlink的实时以太网协议分析及其应用研究

发布时间:2018-01-20 10:05

  本文关键词: Powerlink 工业以太网 实时性 集散控制系统 出处:《东华理工大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:一直以来,现场总线技术广泛应用于工业控制领域,但随着工业自动化的发展,现场总线技术已经无法满足工业控制过程中高速、高实时、强确定性、大容量数据传输的需求。工业以太网技术以其通信速率高、实时性强、确定性强、开放性好、资源共享能力强等特点在工业控制领域越来越受到关注。Powerlink凭借其实时性好、确定性强、协议开源、无需任何授权费用成为工业以太网的代表,在工业控制领域有着非常广泛的应用前景。本文针对Powerlink实时以太网协议及应用进行深入分析,主要研究内容如下:(1)通过对Powerlink协议基础知识的学习,为Powerlink协议的研究打下坚实的基础。(2)Powerlink协议支持两种工作模式,即基于请求/应答模式(PReq/PRes)和基于定时主动上报模式(PRC),本文对两种模式的实现机制进行介绍,通过性能对比分析,得出两种工作模式各自的优点和缺点,为不同的应用场合提供了选择依据。(3)通过搭建Powerlink通信网络,介绍Powerlink协议在Linux操作系统上的具体实现过程。基于Windows操作系统下进行主从站通信测试,使用Wireshark网络诊断工具获取网络数据包,对数据包的内容进行分析。(4)将Powerlink协议应用于NT300集散控制系统,以解决网络负载过重、实时性差的问题。介绍Powerlink协议的两种网关设计方法,在此基础上对集散控制系统的整体网络架构进行设计。
[Abstract]:Field-bus technology has been widely used in industrial control field, but with the development of industrial automation, fieldbus technology has been unable to meet the high speed, high real-time and strong certainty in the industrial control process. Industrial Ethernet technology is characterized by its high communication rate, high real-time, strong certainty and good openness. Resource sharing ability has attracted more and more attention in the field of industrial control. Powerlink has the advantages of good real-time, strong certainty and open source protocol. As the representative of industrial Ethernet without any authorization fee, it has a very wide application prospect in the field of industrial control. In this paper, the protocol and application of Powerlink real-time Ethernet are deeply analyzed. The main research contents are as follows: 1) Learning the basic knowledge of Powerlink protocol. To lay a solid foundation for the research of Powerlink protocol. That is, based on the request / response mode PReq / PResand based on the timing of the active reporting mode, this paper introduces the implementation mechanism of the two modes, through performance comparison analysis. The advantages and disadvantages of the two working modes are obtained, which provide the basis for the selection of different applications. 3) through the establishment of Powerlink communication network. The implementation process of Powerlink protocol on Linux operating system is introduced. The master-slave communication test based on Windows operating system is carried out. Wireshark network diagnosis tool is used to obtain the network data packet, and the contents of the data packet are analyzed. 4) the Powerlink protocol is applied to the NT300 distributed control system. In order to solve the problem of overloaded network and poor real-time, two gateway design methods of Powerlink protocol are introduced, and the overall network architecture of distributed control system is designed on this basis.
【学位授予单位】:东华理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP273;TP393.11

【参考文献】

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本文编号:1447787

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