工業(yè)以太網(wǎng)多協(xié)議集成通信適配器研究.pdf

1、以太網(wǎng)技術向工業(yè)現(xiàn)場的推廣，在生產(chǎn)效率的提高、產(chǎn)品的優(yōu)化等多方面都起到了極大的推進作用。但是，在目前多種工業(yè)以太網(wǎng)通信協(xié)議共同發(fā)展壯大的現(xiàn)狀下，向工業(yè)控制現(xiàn)場推廣工業(yè)以太網(wǎng)技術存在著諸多的問題，例如，許多傳統(tǒng)生產(chǎn)設備不具有工業(yè)以太網(wǎng)通信功能，但是將其完全淘汰替換成具有工業(yè)以太網(wǎng)通信功能的設備成本太高；目前沒有統(tǒng)一的工業(yè)以太網(wǎng)通信標準，多種工業(yè)以太網(wǎng)標準百家爭鳴，每種標準都有自己的優(yōu)勢，如果使現(xiàn)場設備同時具有多種工業(yè)以太網(wǎng)通信功能，將會使

2、設備更好地適應復雜多變的工業(yè)控制現(xiàn)場。所以，研究開發(fā)一個集成適配器，能夠在傳統(tǒng)設備本體和工業(yè)控制網(wǎng)絡之間架起一座橋梁，解決傳統(tǒng)設備無法連入工業(yè)以太網(wǎng)控制網(wǎng)絡問題。同時，集成適配器集成多種工業(yè)以太網(wǎng)通信功能，能夠使傳統(tǒng)設備接入到不同的工業(yè)以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡中從而變得更加靈活，能夠極大地提高工業(yè)生產(chǎn)力。開發(fā)集成適配器，研究多種工業(yè)以太網(wǎng)通信協(xié)議的集成，對工業(yè)以太網(wǎng)統(tǒng)一標準的誕生，也起到一定的推動作用。
　　本文基于如上背景，在分析了Mod

3、bus-TCP、Ethernet/IP和POWERLINK三種工業(yè)以太網(wǎng)通信協(xié)議的基礎之上，提出了開發(fā)Modbus-TCP、Ethernet/IP和POWERLINK三種工業(yè)以太網(wǎng)通信協(xié)議集成適配器的解決方案。首先，分析了這三種工業(yè)以太網(wǎng)的協(xié)議程序，并分別實現(xiàn)在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下這三種工業(yè)以太網(wǎng)的從站通信功能。接著，采用上下雙層板的設計思路，將以S3C2440為核心的ARM9最小系統(tǒng)集中在上層板中，下層板中集成了以太網(wǎng)模塊、復位

4、電路模塊、適配器工作模式選擇模塊等硬件電路模塊，完成集成適配器的硬件設計。然后，向集成適配器中移植Modbus-TCP、Ethernet/IP和POWERLINK三種工業(yè)以太網(wǎng)從站協(xié)議程序，并分析提出了集成適配器中三種工業(yè)以太網(wǎng)從站程序對同一片DM9000以太網(wǎng)控制芯片的共用技術，集成適配器對三種工業(yè)以太網(wǎng)從站程序的選擇執(zhí)行技術，以及集成適配器IP地址的外部引入技術，完成集成適配器的軟件設計。
　　最后，搭建實驗測試平臺，配合Mo