廖云洁[1]2003年在《基于现场总线的底层控制网络应用研究》文中指出基于智能节点和现场总线的分布式控制体系结构适应了控制系统分散化，网络化，智能化发展的方向。它的产生导致了控制系统由封闭的集中体系向开放分布式体系加速发展。本文围绕一个生产现场的底层控制应用系统的设计开发，展开了对控制系统底层网络—现场总线技术的研究，着重研究了其网络体系结构及通信模型等方面，而后对一个在实际应用中较有影响的现场总线—CAN现场总线做了详细介绍，在基于理论层论述后，结合研究内容详细介绍该应用系统的具体的设计与实现，最后对控制网络的发展趋势进行了总结。 本文共分为个叁部分：第一部分首先对现场总线技术的发展、特点、体系结构及其实现技术进行了研究，给出了基于现场总线的分布式控制系统的网络模型，在基于OSI参考模型基础上对现场总线通信模型进行了分析，并介绍了现存的几种较有影响现场总线技术；而后，对本系统所采用的现场总线—CAN总线进行了认真的研究，详细分析讨论了CAN总线的工作原理及其CAN协议标准； 第二部分在前面理论层的讨论和支撑下，展开了对一个具体的基于现场总线的控制应用系统的设计与实现的讨论。根据系统的设计任务和要求，给出了该应用系统的总体模型框架，并分析说明了网络选型的理由，给出了系统软件总体结构，详细介绍了监控主机系统及现场智能节点的设计；对系统的关键技术进行了详细的阐述。 第叁部分结合现场总线技术探讨了控制网络的发展趋势，得出控制网络和Internet网络的融合是必然的发展趋势，详细分析了现有控制网络与Internet网络的各种集成方案，最后对嵌入式Internet的发展及研究现状做了总结说明。 本文从理论、设计、实现叁个层面阐述了现场总线技术及其应用系统的实现，它结合了控制、网络、嵌入式系统、计算机等各方面技术，是一个综合的应用系统。通过对该应用系统设计实现的详细讨论，对今后的应用系统设计与开发具有一定的参考价值。另外，对控制系统网络化，及其与Internet网络集成方面的研究是非常有理论和实践意义的，这将是今后进一步研究的重点。
崔春来[2]2004年在《基于Internet的远程测控技术研究及其在智能家庭中的应用》文中认为随着Internet技术、底层测控网络技术和控制技术的飞速发展，以及各行各业对信息化、智能化、网络化要求的不断提高，基于Internet的远程测控技术已成为国内外控制领域和IT行业深入研究的热点课题。 本文对构成基于Internet的远程测控系统的两个主要方面：底层测控网络、底层测控网络或嵌入式设备接入Internet的方法做了较为深入的探讨，归纳总结了各种接入Internet方法的优缺点和适用情况；针对构建低档嵌入式网关的需要，开发了精简的TCP／IP协议(TCP／IP Lean)在单片机上实现的软件；针对嵌入式Web服务器因资源受限，而不能较好地满足远程测控系统的动态要求这一问题，提出了基于表单和变量替换方法的嵌入式网关接口——EGI；构建了基于LonWorks总线的智能家庭底层控制网络，设计了家庭网络控制节点、温湿度采集节点、温湿度控制节点、照明控制节点、抄表节点、安防节点等，依靠LonWorks灵活的组网和通信方法，在同一总线上实现了多种通信方式；在上述研究成果基础上开发了基于低档MCU的嵌入式网关，这种网关在实现LonWorks底层控制网络与Internet网络连接的同时还提供了Web服务，使得整个智能家庭网络系统变成了基于Internet的远程测控网络，可以通过B／S(浏览器／服务器)模式对家庭环境和设备进行远程监控。 论文中设计的基于Internet的智能家庭网络系统，打破了传统的LonWorks总线接入Internet的方法，省去了部分硬件和软件，降低了成本，使之更加适合于我国的国情。实验室模拟运行结果表明了这种方法的有效性和较好的实用价值。
张国权[3]2007年在《车间级控制网络体系结构和信息集成的研究和应用》文中提出随着计算机网络和通讯技术的发展的需要，车间数控设备联网运行的要求越来越迫切。在加工的过程中，确切地感受到传统数控联网加工模式已不能完全满足多品种、小批量、快速多变的市场需求。本文在分析国内外网络化制造相关技术的基础上，利用网络技术和代理技术，构建了异构数控机床网络DNC信息集成系统，提出一种在网络环境下来管理数控加工信息数据的模型与方法，搭建出STAR网络DNC的信息化管理平台，并能与功能强大的客户端程序进行数据交流。可以完成数控加工G代码的显示、编辑和仿真，车间局域网内的数据文件传输与通讯，加工信息集成管理和控制等功能，使得数控机床能真正实现DNC控制，形成车间数控机床控制网络。围绕车间层生产控制的一些关键支撑技术进行了较深入的研究。主要包括信息集成模型的Agent模式，通过DNC系统集成技术与设备Agent来实现企业内部的设备集成控制等。最后，论文在合肥市制造业信息化专项的基础上，建立了基于DNC的车间信息集成系统原型。该系统简化了车间管理层次，加快了信息传输速度，提高了数控机床的利用率，实现从产品设计到制造加工的全过程集成，更好地满足车间敏捷性的需要。
王静[4]2007年在《现场总线与DCS网络集成的研究与应用》文中进行了进一步梳理现场总线使企业信息网络延伸到生产现场,掀起了控制领域的一次革命。同时,基于TCP/IP协议的商用以太网技术逐渐渗透到了工业控制领域。最终用户必须面对已有系统和众多新技术的抉择,于是出现了多总线系统集成构建企业管控一体化网络的要求和趋势。本文首先分析了控制系统的历程与发展趋势,以及控制系统网络化发展的观点,在此基础上,构建了企业一体化系统网络结构模型,即Infranet/Intranet/Internet模式。底层网络Infranet的集成是企业一体化的核心,对于异构现场总线网络,分别给出了实现网络集成、控制集成以及应用集成的方法。Infranet和上层Ethernet的集成,是企业一体化系统集成的关键,OPC技术是解决这一关键问题广泛采用的技术手段。其次,传统的DCS系统依然被广泛使用,DCS与FCS集成具有广泛的市场空间。本文提出了以下几种实现方法:1.通过现场总线接口卡将现场总线网段在DCS控制器的I/O子系统模块上集成;2.DCS和FCS通过网关实现数据交换;3.在DCS的上层LAN上实现两者的互联。最后,本文针对某油田陆上终端原油处理厂的控制系统改造进行了描述,应用现场总线接口卡将现场总线挂在DCS控制器的I/O子系统模块上,传统仪表信号接入DCS控制器的传统I/O卡件上,实现了现场总线与DCS的网络集成。
杨振宇[5]2007年在《基于CAN总线的工业控制系统的研究与应用》文中进行了进一步梳理随着计算机技术、通信技术和控制技术的发展,传统的工业控制领域正经历着一场前所未有的变革,而工业控制的网络化,更拓展了工业控制领域的发展空间,带来新的发展机遇。基于嵌入式技术和现场总线技术的兴起和广泛应用,本文以工业现场和机电设备控制的需求为基础,研究开发基于嵌入式技术的能够完成多种控制任务和数据通信功能的多用途工业控制器,并以此为独立的智能控制节点构建一个基于现场总线的工业网络控制系统,以满足多种工业控制的要求。本文所设计的系统中作为个体的智能控制器可以独立实现控制任务,也可以通过现场网络进行联机工作,具有个体系统的独立性与网络化的联机性相结合的特点,对解决各种中小型生产设备的自动化程序控制和系统管理对网络通信和实时控制的需求具有重要意义。总的来说,本文主要进行以下几个方面的工作:·对工业控制系统的发展状态进行分析,研究了工业控制器和网络化工业控制的应用背景和发展现状;·分析CAN总线满足工业控制网络要求的相关技术,提出工业设备网络控制系统的总体设计,构建系统的基本层次和功能;·在CAN通信的基础上,分析和定位控制对象,提出工业控制器的设计要求,选择嵌入式微处理器,进行控制器主控单元及外围电路的软硬件协同设计,主要包括传感器信号、开关量信号等被控量瞬时值的检测和输入模块,模拟量输入输出模块,数字量输出模块,电源模块,存储模块以及显示和人机接口模块等;·网络控制系统的应用层通信协议的设计,底层智能控制器节点通信功能的实现以及PC-CAN通信适配卡的设计;·分析工业控制系统在拉链机和铝锭连铸堆剁机组中的应用;·基于CAN总线的工业控制系统研究的总结与展望
朱春花[6]2005年在《ControlNet总线及网络控制技术在冷站控制系统中的应用》文中指出论文的研究工作是以某卷烟厂动力车间冷站控制系统工程改造为背景展开的。随着计算机技术、控制技术与网络通信技术的飞速发展,以现场总线作为企业信息系统的底层控制网络已成为控制网络发展的一个重要方向。如何选用适合于相关工程的总线技术,如何构建控制网络,以及实现底层控制网络与企业信息网络的数据融合,实现企业计算机集成制造系统已成为控制网络化研究的一个热点。换句话说,当现场设备的实时数据传送到控制网络的监控组态软件后,如何实现实时数据与组态软件的连接、以及组态软件与其它应用程序的数据交换是解决控制网络与信息网络集成的关键所在。论文在深入分析ControlNet 总线技术的基础上,重点剖析了ControlNet 在冷站控制系统改造中的应用。论文的主要内容和作者的主要贡献在于:对现场总线控制技术,尤其是ControlNet 总线技术的技术特点和应用范围进行深入分析,着重阐述了它的通讯模式、仲裁方式以及其网络体系结构,并与其它常见总线技术进行了对比;在对具体冷站工程技改项目控制要求和控制对象进行分析的基础上,对采用ControlNet 总线技术实现冷站控制系统的可行性进行了较全面的论证,并提出了详细而具体的方案设计,包括改造后各主要设备及中央操作站的控制功能和目标等;对冷站控制网络进行软硬件设计,包括其硬件结构与配置,现场控制器ControlLogix5555MMI软件编程以及它与组态软件RSView32间相互通讯的模式等,在此基础上,实现控制网络的有效运行;构建基于ControlNet 总线的冷站CIMS体系,并在对体系所采用的主要集成技术――OPC 技术和组态软件进行详细分析的基础上,不仅实现了整个冷站控制系统集成的软件架构,而且还运用RSView32组态软件对冷站控制网络和信息网络进行组态设计,从而实现控制网络与信息网络的集成;最后对整个系统的监控软件实现作了演示。不难看出,论文实际上研究的是如何运用ControlNet 总线技术对诸如冷站控制系统之类的过程控制系统,包括远程监控与数据采集(SCADA),进行方案论证、系统设计和相关理论分析。因此,论文对基于总线技术的控制系统的理论研究,尤其是工程应用具有相当的参考价值。
宣义友[7]2005年在《基于现场总线技术的制丝生产线管控系统的研究与实现》文中研究指明随着控制技术、计算机通信、网络技术的发展,自动化系统结构也正在发生巨大变化。底层控制网络不再是孤立的控制系统,通过工业以太网和现场总线技术实现网络集成,将基础自动化控制、过程控制和管理与企业资源计划层ERP(Enterprise Resource Planning)连接在一起;提高现场数据采集能力,增强使用灵活性,有效解决了以往控制系统提供的信息不全,自动化控制系统与企业管理系统之间的无缝集成问题,还为实现ERP管理和管控一体化提供了良好的必要条件。本课题正是针对采用现场总线技术的生产线管理与控制系统展开研究的。 本文第一章简要介绍了生产线自动控制及管控系统的发展概况和现场总线技术;第二章详尽论述了Profibus现场总线原理和网络模型;第叁章介绍了工业以太网交换技术和网络冗余原理;第四章分析生产线管控系统底层控制采用Profibus现场总线的可行性;第五章深入研究了基于现场总线技术的生产线管控系统的设计;第六章探讨了基于现场总线技术的工业控制系统组态画面的设计;第七章给出基于B/S结构远程监控信息发布方法。最后对论文工作进行了总结。
蒋绍涛[8]2005年在《控制网络技术在轮胎胎面生产监控系统中的研究与应用》文中研究指明随着Intranet/Internet等信息技术的发展,要求企业能从现场控制层到管理层实现无缝信息集成。信息网络位于工业企业网的上层,是企业数据共享和传输的载体;控制网络位于工业企业网的下层,它不仅将工业生产过程推向了更高的自动化水平,实现了协调控制和优化控制,而且还为与信息网络的集成,构建统一的企业管控一体化系统提供了强大的技术支撑。现场总线是当今控制网络领域的一项重要技术,在各种工业现场控制中扮演着及其关键的角色。由于以太网技术发展迅速并日趋成熟,同时它也很好地克服了原有现场总线自身的一些缺陷,因而也有了工业以太网在控制网络中的应用研究。 本论文结合轮胎胎面生产控制系统设计这个工程实际项目,对基于控制网络技术的生产设备监控系统设计方法进行了研究。根据控制系统的要求,采用了现场总线+工业以太网的整体网络结构。本文首先对Profibus现场总线的技术特征作了探究,剖析了其优于其它总线的技术特性,并对Profibus现场总线网络的设计及组态方法、网络通信方法、网络设备故障诊断方法做了详细分析与实现。现场总线的应用有效地解决了本系统由于工艺复杂、I/O点数多且分布分散、设备类型多样、控制协调性要求高所带来的控制问题。 然后,针对监控系统要求将整个车间所有子系统或设备都纳入其内,形成一个统一有机系统的要求,提出了将以太网技术引入控制网络的方案。研究并讨论了传统的以太网应用于工业现场所必须解决的通信实时性、本质安全、可互操作性等问题,进一步对控制网络与信息网络互联的必要性以及其实现方法原理进行详细分析。最后阐述了基于以太网的胎面生产监控网络系统体系结构,并对其硬件和软件方面作具体的研究与设计。 采用现场总线和以太网结合组成全分散、全开放的控制网络经过设备现场运行检验,其结果验证了本文设计方案的可行性和实用价值,并己在多条轮胎胎面生产线控制系统上运行。
方晓柯[9]2005年在《现场总线网络技术的研究》文中认为现场总线是当今自动化领域发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。现场总线网络技术的出现标志着工业控制技术领域一个新时代的开始。它涉及了计算机、自动化、通信等众多技术领域，目前正处于一个不断发展，不断改进和完善阶段。我国在现场总线方面的研究起步较晚，无论是理论研究还是应用研究方面都远远落后于国外，在我国深入开展现场总线网络技术的研究已经迫在眉睫。 本文主要针对现场总线网络技术进行了理论与应用研究，重点对现场总线与以太网的结合、现场总线实时性能、现场总线的选择、现场总线的集成、现场总线网络体系结构和现场总线网络节点的开发等几方面问题进行了深入的探讨，提出了一些创新的方案，提供了一些指导原则和理论依据，并解决了一些实际应用问题，在现场总线网络技术的理论研究和应用研究方面取得了一定的进展。 (1)总结出了以太网应用到工业控制领域中需要面临的问题，并分别提出了相应的解决方案，为以太网技术向工业控制领域的发展奠定了初步的理论基础。通过对互联网中互联技术的研究，提出了现场总线与以太网相结合的封装、组件、隧道叁种技术方案，对其工作原理进行了详细的阐述，并通过典型案例证明了这叁种技术方案的可行性，为其它现场总线开发与以太网相结合的技术提供了理论指导和应用范例，具有很好的现实意义和应用价值。 (2)总结了固定分配类、随机竞争类、按需分配类等叁种常用介质访问控制方法的优缺点，找出了ControlNet现场总线采用的生产者／消费者模型与传统的源／目的模型的不同之处。发现了生产者／消费者模型对传输数据的内容进行了标识，提高了网络的通信效率。对工业现场的数据报文归纳出隐性报文、显性报文和维护报文叁种形式，并总结出它们的特点。对ControlNet现场总线CTDMA技术的运行机理给出了图形化的表示。找出了NUT与SMAX之间的内在联系，即NUT=T×SMAX+T+t_(maintenance)。总结出正确设置节点地址的方法，提出了对ControlNet控制系统的优化法则，为ControlNet的组态提供了理论依据。
顾苑婷[10]2007年在《工业以太网和CAN现场总线在煤矿监控系统上的应用研究》文中认为随着经济的发展、社会的进步、生产管理自动化水平的不断提高,特别是网络的日益普及,集中监控系统在社会各行各业得到了越来越广泛的应用。我国煤矿使用的煤矿安全监控系统对改善煤矿安全生产状况发挥了积极的作用,但随着系统的推广使用和扩展,现有的系统已经暴露出了技术上的种种不足。原先的各类独立设备已经不能够满足现代化煤矿生产的需求,组建一个技术先进的煤矿通讯网络,对煤矿的设备、现场环境参数进行监测、控制,形成一个能够满足地域化控制,符合煤矿安全要求的煤矿信息管理系统,这已经是煤矿行业发展的大趋势。本文阐述了现场总线技术的定义、技术特点和优点,重点研究了CAN现场总线技术和工业以太网技术,分析了CAN现场总线技术和工业以太网技术的优点以及应用到煤矿监控系统的可行性。本文以控制器局域网(CAN)现场总线为各现场设备之间的通信网络,监控模块与远程计算机之间采用工业以太网相连接组成远程通信网络。现场监控设备之间采用CAN总线作为底层通信网络实现了全数字通信,可以对多达100路现场设备进行实时监控,将大量有关现场设备运行的参数信息集成到管理层,有利于设备的后期维护,对其进行及时报警和故障诊断。并对该方案的选取、系统各部分的硬件和软件的实现、整个系统可靠性和抗干扰性进行深入地研究。同时在软件方面,对模块化和层次化编程进行了研究和尝试。通过系统运行和性能分析可知,将工业以太网和CAN总线技术运用于煤矿监控系统,能很好地解决煤矿生产中能遇到的问题,使生产中的事故降到最低点,同时易于设备的后期维护,能给煤矿企业带来巨大的经济效益。同时本系统是一个全开放式系统,具有很强移植性和技术升级空间,可以很容易地应用到其他监控领域如电力、通讯、工厂等。
参考文献：
[1]. 基于现场总线的底层控制网络应用研究[D]. 廖云洁. 浙江大学. 2003
[2]. 基于Internet的远程测控技术研究及其在智能家庭中的应用[D]. 崔春来. 湖南大学. 2004
[3]. 车间级控制网络体系结构和信息集成的研究和应用[D]. 张国权. 合肥工业大学. 2007
[4]. 现场总线与DCS网络集成的研究与应用[D]. 王静. 中国石油大学. 2007
[5]. 基于CAN总线的工业控制系统的研究与应用[D]. 杨振宇. 厦门大学. 2007
[6]. ControlNet总线及网络控制技术在冷站控制系统中的应用[D]. 朱春花. 重庆大学. 2005
[7]. 基于现场总线技术的制丝生产线管控系统的研究与实现[D]. 宣义友. 合肥工业大学. 2005
[8]. 控制网络技术在轮胎胎面生产监控系统中的研究与应用[D]. 蒋绍涛. 武汉理工大学. 2005
[9]. 现场总线网络技术的研究[D]. 方晓柯. 东北大学. 2005
[10]. 工业以太网和CAN现场总线在煤矿监控系统上的应用研究[D]. 顾苑婷. 上海交通大学. 2007
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