分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、我國(guó)中小型企業(yè)眾多，而且普遍面臨著資金短缺、技術(shù)匱乏、整體控制水平不高等方面的問(wèn)題，因此低成本的工業(yè)控制自動(dòng)化系統(tǒng)成為眾多企業(yè)的首選。在目前工控機(jī)成本相對(duì)較高的情況下，采用嵌入式技術(shù)設(shè)計(jì)分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，既可以滿足控制要求，同時(shí)又能有效地降低成本，這對(duì)于提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，以低投入取得高產(chǎn)出和縮短投資回收期等都具有十分重要的意義。 本文通過(guò)對(duì)小型工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)需求進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的整體架構(gòu)，研制了現(xiàn)場(chǎng)控制器

2、的硬件系統(tǒng)。控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)，核心是直接控制工業(yè)過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)控制層?，F(xiàn)場(chǎng)控制層主控制器采用模塊化設(shè)計(jì)方式，模塊之間采用總線互連。主控制CPU選用的是高性能的32位嵌入式ARM核處理器芯片，模塊間通信總線選用SMBus串行總線。 現(xiàn)場(chǎng)控制器軟件系統(tǒng)采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)uC/OS-Ⅱ作為系統(tǒng)軟件平臺(tái)。在嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)環(huán)境下采用面向任務(wù)對(duì)象的思想開發(fā)現(xiàn)場(chǎng)控制層應(yīng)用程序，一方面可以充分發(fā)揮CPU的性能，同時(shí)又大大降低了軟件開發(fā)

3、和維護(hù)的難度。另外針對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的需要擴(kuò)展了內(nèi)存管理器和系統(tǒng)時(shí)鐘管理器，采用多粒度差值定時(shí)器管理外部定時(shí)事件，簡(jiǎn)化了多定時(shí)事件的處理過(guò)程。 為了滿足控制層網(wǎng)絡(luò)通信帶寬的要求，現(xiàn)場(chǎng)控制器與監(jiān)控主機(jī)采用以太網(wǎng)組網(wǎng)，上層網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議采用TCP/IP協(xié)議。在對(duì)TCP/IP協(xié)議棧深入分析的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行精簡(jiǎn)，剔除不需要的協(xié)議，簡(jiǎn)化了部分協(xié)議的實(shí)現(xiàn)方式，使其適應(yīng)嵌入式應(yīng)用環(huán)境。通過(guò)采用以太網(wǎng)及TCP/IP協(xié)議，監(jiān)控主機(jī)不需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的硬件即可