可用于云制造环境的新型现场总线协议

发布时间：2021-12-31 08:42

　　针对云制造模式中底层物理资源属性难以接入云制造平台的问题,提出一种云现场总线协议Cloud_Field_Bus以及与之配合的多协议转换模块。以标准以太网协议为基础,优化其数据链路层及上层协议,实现海量数据信息可靠传输;多协议转换模块实现多种协议接口的透明接入。仿真实验测试Cloud_Field_Bus协议的报文循环时间、编码效率以及误码率,实验结果表明,Cloud_Field_Bus协议信息表达的高效性和传输可靠性,在一定程度上解决了云制造底层物理资源接入困难的问题。 

【文章来源】：计算机工程与设计. 2020,41(02)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

云制造整体模型

硬制造资源的接入：硬制造资源具有物理存在性，需要对其运行中实时状态数据接入。在工厂加工车间中，通常采用现场总线技术对各种设备状态进行传递，云制造模式的硬制造资源同样采用现场总线技术将不同的加工设备的状态信息接入到资源管理系统，企业物理资源的接入模型如图2所示。然而不同厂商生产的设备所支持的总线协议不尽相同，资源管理系统无法提供各式各样的接口以迎合不同厂商的加工设备，对物理资源的接入造成了极大的阻碍。针对总线协议异构性大的问题，本文设计了一种新型云现场总线Cloud＿Field＿Bus，资源管理系统只需提供Cloud＿Field＿Bus总线接口，整个车间所有设备的状态数据均通过Cloud＿Field＿Bus总线上传到资源管理系统，并设计多协议转换模块，实现多种总线协议与Cloud＿Field＿Bus总线协议的双向转换，解决因现场设备接口异构性大而难以接入硬制造资源的问题。

以太网数据帧的格式如图3所示，以太网数据帧由前导码、目的主机地址、源主机地址、帧类型、数据、CRC构成。前导码：占8个字节，用于目的主机和源主机的时钟同步，约定通信速率。

【参考文献】：
期刊论文
[1]工业以太网EtherCAT通信控制器[J]. 王豪,吕洪武,王宏志.  长春工业大学学报. 2018(06)
[2]基于FPGA的M-LVDS—千兆以太网转换器设计[J]. 徐振华,郭涛,郭利强.  现代电子技术. 2018(19)
[3]云制造调度问题研究综述[J]. 周龙飞,张霖,刘永奎.  计算机集成制造系统. 2017(06)
[4]基于经济控制论的云制造服务平台特性分析[J]. 李长云,王宏起,李玥.  计算机集成制造系统. 2017(06)
[5]众包:一种云制造的运作模式[J]. 程幼明,吴英,龚本刚,姚丽.  计算机集成制造系统. 2017(06)
[6]云制造环境下设备资源的多目标优化选择[J]. 易安斌,姚锡凡,周宏甫,张存吉.  计算机集成制造系统. 2017(06)
[7]智能家居中异构设备无缝集成的多协议网关设计[J]. 郭荣佐,郭进,黎明.  小型微型计算机系统. 2015(10)

博士论文
[1]云制造环境下加工制造资源虚拟化关键技术研究[D]. 姜云霞.哈尔滨理工大学 2015



本文编号：3559957