工業(yè)以太網(wǎng)總線測試平臺研究.pdf

1、數(shù)控機床的高速、高精和高可靠性依賴于通信鏈路的通信實時性、并行處理的同步性和通信的可靠性?，F(xiàn)場總線已成為自動化技術(shù)的集成組件，通過大量的實踐檢驗和測試，如今已被廣泛應(yīng)用。采用工業(yè)以太網(wǎng)作為現(xiàn)場總線的數(shù)控系統(tǒng)越來越普及，現(xiàn)場總線在整個數(shù)控系統(tǒng)中起到了舉足輕重的作用。數(shù)控系統(tǒng)中現(xiàn)場總線的安全性和可靠性將直接影響整個數(shù)控系統(tǒng)的安全性和可靠性。因此研究工業(yè)以太網(wǎng)測試的方法具有重要意義。為此，找到一種有效的方法，在不對整個數(shù)控系統(tǒng)造成干擾的前提下

2、，合理準(zhǔn)確地檢測現(xiàn)場總線，并能衡量和檢驗現(xiàn)場總線性能，進(jìn)行評估尤為關(guān)鍵。
　　本文選擇POWERLINK和EtherCAT兩種工業(yè)以太網(wǎng)總線作為代表，研究了這兩種總線的通信機制。針對使用上述兩種總線的數(shù)控系統(tǒng)，提出一種非介入式的測試方案。硬件方面，設(shè)計實現(xiàn)了一套基于FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)的下位機硬件板卡，用來對現(xiàn)場總線鏈路層數(shù)據(jù)及相關(guān)信息進(jìn)行采集捕獲。軟件方面，研究了Windows平臺下的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包捕獲引擎WinPcap架

3、構(gòu)及其在.NET平臺下的一個優(yōu)秀的封裝庫SharpPcap，并對Wireshark工具進(jìn)行了定制。此外，還設(shè)計實現(xiàn)了軟件結(jié)構(gòu)，采用C＃編寫，基于.NET4.0實現(xiàn)。使用SharpPcap作為鏈路層數(shù)據(jù)包捕獲引擎，操作底層驅(qū)動，獲取硬件上傳的數(shù)據(jù)包;編寫了數(shù)據(jù)包解析處理算法，對捕獲到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。
　　最后，在搭建的被測系統(tǒng)上應(yīng)用此測試平臺，實現(xiàn)了在不對被測系統(tǒng)造成影響的前提下獲取總線數(shù)據(jù)和相關(guān)信息。在軟件平臺上分析處理這些數(shù)