基于SERCOS總線的高速數(shù)字通信系統(tǒng)研究.pdf

1、對于具有高實時、高性能要求的開放式控制系統(tǒng),關(guān)鍵的核心技術(shù)之一是數(shù)控系統(tǒng)(CNC)和多個伺服驅(qū)動器之間的高速通信。本課題的研究目的是將SERCOS-Ⅱ總線技術(shù)引入到數(shù)控系統(tǒng),設(shè)計開發(fā)基于SERCOS-Ⅱ總線的高速主從站網(wǎng)絡(luò)通信模塊,并且使得基于該結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)能通過主從站網(wǎng)絡(luò)通信模塊與數(shù)字伺服、傳感器和PLC-IO等進行實時數(shù)據(jù)交換。
　　 首先,基于傳統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)所存在的問題及對下一代通信接口要求,提出將現(xiàn)場總線技術(shù)引入到數(shù)控系

2、統(tǒng)的高速通信接口。針對高速數(shù)控系統(tǒng)一般具有嚴格的同步要求或多電機協(xié)調(diào)運動的需求,結(jié)合對常用工業(yè)控制用現(xiàn)場總線調(diào)查和研究,選擇采用SERCOS-Ⅱ總線技術(shù)構(gòu)建高速數(shù)字通信系統(tǒng)。
　　 其次,研究SERCOS-Ⅱ總線協(xié)議特征和工作原理,并探討其同步機制。分析系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu),設(shè)計主從站硬件電路框圖,詳述各個功能模塊的關(guān)鍵技術(shù)和硬件原理圖設(shè)計。在研究高速PCB設(shè)計的關(guān)鍵問題基礎(chǔ)上,考慮工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境對通信系統(tǒng)可靠性的要求,在原理圖和PCB板

3、設(shè)計中引入EMC(電磁兼容)設(shè)計,完成高可靠性的硬件電路設(shè)計和開發(fā)。
　　 在軟件設(shè)計方面,為了克服目前嵌入式軟件靜態(tài)開發(fā)方式的局限性,引入UML和設(shè)計模式的思想,構(gòu)建基于UML的嵌入式可視化建模方案。并從UML建模的各個階段出發(fā),提出一種通用的基于嵌入式過程設(shè)計模式選擇方法。在此基礎(chǔ)上,給出使用UML對系統(tǒng)整個軟件架構(gòu)進行建模的全過程,并詳述其中的關(guān)鍵技術(shù)。此外,介紹了SERCOS主從站驅(qū)動程序開發(fā)的主要技術(shù)細節(jié),探討SERC