工业网技术应用论文提纲

论文题目：伺服控制系统以太网接口的应用研究

摘要：本文根据实验室计划研制下一代伺服控制系统的情况,通过分析实验室现存的伺服控制系统通信接口存在的弊端,并结合以太网技术在工业控制领域的发展现状,提出改进实验室伺服控制系统通信接口的研究课题。其中,论文的主要工作有:（1）指出了实验室传统使用的现在RS422通信的弊端,分析了以太网技术在工业控制上进行应用的可行性和优势;（2）对比了几种常用的工业以太网技术,分析了各自的优缺点,选择了一种合适的工业以太网技术Ether Net/IP作为研究的重点。详细介绍了Ether Net/IP技术的通信原理,着重介绍了Ether Net/IP解决CSMA/CD机制的传输不确定性问题;（3）参与设计了下一代的伺服控制卡,选择TI的双核芯片F28M36作为主控芯片,并使用平台作为Ether Net/IP的从站硬件平台,详细介绍了作者设计的控制卡通信接口部分;（4）基于ODVA的Ether Net/IP的从站设计规范,选择了设计总体方法。采用RTOS+嵌入式TCP/IP协议栈+CIP示例源码+网络芯片驱动的方式进行逐层移植。然后分别移植了嵌入式操作系统u C/OS-II,嵌入式TCP/IP协议lwip,CIP示例代码ENet IPEC以及网络芯片驱动。（5）通过对于设计的从站进行的测试,分别测试了TCP和UDP通道,以及Ether Net/IP协议的测试,证明了从站移植的有效性,通过测试对比RS422不同波特率通信的实时性,证明了网口通信在实时性上的优越性,此外测试了一款嵌入式Ether Net/IP转串口的模块EIP341L。论文基于实验室采用自制驱动器因而最终需要购买商业工业以太网代码实现主从站的现实,以改进伺服控制卡通信接口为出发点,以实现工业以太网从站的硬件平台和软件移植为目的,最终设计了第一代的伺服控制卡以及Ether Net/IP从站,整个设计在软件和硬件上,都保证了设计各模块的可替代性和通用性。论文最后指出了设计的不足,并提出了改进的意见。

关键词：工业以太网;Ether Net/IP;伺服控制;通信接口

学科专业：控制工程

致谢

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 工业以太网国内外现状及发展趋势

1.2.1 以太网技术的发展概述与优势

1.2.2 以太网的工作原理和不足

1.2.3 以太网在工业控制中的应用

1.2.4 工业以太网的发展现状

1.3 几种主流的工业以太网技术

1.3.1 几种实时的工业以太网的比较

1.4 工业以太网对于现实问题的解决

1.5 论文主要内容及章节安排

2 Ether Net/IP协议分析研究

2.1 Ether Net/IP协议的结构模型

2.2 Ether Net/IP的对象模型

2.3 Ether Net/IP数据传输

2.4 Ether Net/IP数据封装

2.5 Ether Net/IP实时性

2.5.1 网络通信技术的发展

2.5.2 双通道传输

2.5.3 CIP motion运动控制规范

2.6 本章小结

3 Ether Net/IP从站的设计

3.1 系统总体设计

3.2 从站硬件平台设计

3.2.1 主控芯片F28M36P63C2

3.2.2 通信模块设计

3.3 从站软件设计

3.3.1 Ether Net/IP从站的结构

3.3.2 嵌入式操作系统的移植

3.3.3 嵌入式TCP/IP协议的移植

3.3.4 应用层协议CIP的移植

3.4 本章小结

4 从站移植的测试及网络芯片的使用

4.1 Ether Net/IP从站测试

4.1.1 功能测试

4.1.2 实时性

4.2 EIP3L模块测试

4.4 本章小结

4.5 全文总结与展望

参考文献