Ethernet/IP通信适配器硬件设计

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工业以太网是近年来的研究热点,相对于我国在现场总线技术上的落后现状,我们不应该在这个领域再次落后。本文论述与上海捷准工业自动化公司合作开发的Ethernet/IP通信适配器,即是符合工业以太网Ethernet/IP协议的工业控制现场仪器。其应用主要包括两个方面:(1)集成在传统的工业设备上,作为工业控制系统中信息管理层与现场设备层之间的沟通桥梁;(2)作为独立的设备,是Ethernet/IP工业互联网组网的基础设备,不同协议的工业设备、工业控制系统通过与Ethernet/IP工业互联网通信适配器的连接,便可实现数据集成、协议转换。本文首先介绍工业以太网的发展概况及其关键技术,并简要描述了国际上现有的几个比较典型的工业以太网协议:Modbus-IDA工业以太网、Ethernet/IP工业以太网、ProfiNet工业以太网、FF HSE工业以太网。并详细介绍了Ethernet/IP以太网技术,包括:Ethernet/IP的协议模型,应用层协议CIP。Ethernet/IP通信适配器作为工业以太网控制系统中的中介点,其对实时性、可靠性皆有很高的要求,必须构建稳定、强健的硬件平台作为其基础。由此,本文设计了以S3C2410A微处理器为核心的硬件系统。硬件设计充分利用S3C2410A出色的内核性能及丰富的外围设备接口,构造出带有以太网、USB、RS232、LCD、I/O扩展接口的硬件平台。本文完成了从原理图设计、PCB设计等工作,并借助工具对最终的硬件系统进行底层测试,经检测表明,Ethernet/IP通信适配器有良好的稳定性、可靠性、实时性。最后,对课题研究进行总结,指出一些有待进一步提高和改进的地方。
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