基于模糊擁塞控制算法的嵌入式協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置的研制.pdf

1、近年來(lái),現(xiàn)場(chǎng)總線、以太網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展推動(dòng)著工業(yè)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)朝著網(wǎng)絡(luò)化、開(kāi)放性的方向邁進(jìn).現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的出現(xiàn)為工業(yè)控制領(lǐng)域帶來(lái)了一場(chǎng)深刻的變革;但因其多種總線標(biāo)準(zhǔn)互不兼容的問(wèn)題,影響了自動(dòng)化系統(tǒng)的開(kāi)放性與互操作性.而工業(yè)以太網(wǎng)作為控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的新方向,有望取代現(xiàn)場(chǎng)總線,成為唯一的工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn).但現(xiàn)階段,由于現(xiàn)場(chǎng)總線在市場(chǎng)占有率和用戶接受度等方面的已有優(yōu)勢(shì)以及工業(yè)以太網(wǎng)存在的總線供電、本質(zhì)安全等一系列問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)"E網(wǎng)到

2、底"的構(gòu)想仍有諸多問(wèn)題有待解決.由此,為了進(jìn)一步推動(dòng)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的成功應(yīng)用,且充分考慮用戶在現(xiàn)場(chǎng)總線方面的已有投入,本文提出一種折中且較易實(shí)現(xiàn)的工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)——工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線互連的混和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來(lái)解決上述問(wèn)題.在這種混合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中,協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)是完成工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線間的協(xié)議轉(zhuǎn)換的核心技術(shù).針對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線間的協(xié)議轉(zhuǎn)換問(wèn)題,本文選擇了工業(yè)以太網(wǎng)和DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線兩種協(xié)議作為研究對(duì)象.在對(duì)這兩種

3、通訊協(xié)議以及它們之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換機(jī)理進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了基于DSP(數(shù)字信號(hào)處理芯片)的嵌入式協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置中的協(xié)議轉(zhuǎn)換部分,成功地實(shí)現(xiàn)了兩種通訊協(xié)議之間的無(wú)縫連接.本文還針對(duì)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)對(duì)實(shí)時(shí)性、一致性等性能的較高要求,構(gòu)建了一套測(cè)試系統(tǒng),采用了幾種不同的測(cè)試方法對(duì)協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行了性能測(cè)試,并根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)分析了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的有效性、實(shí)時(shí)性并預(yù)測(cè)了網(wǎng)絡(luò)擁塞情況.在上述基礎(chǔ)上,針對(duì)協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置性能優(yōu)化的問(wèn)題,將模糊邏輯的思想引入網(wǎng)