基于EPA的车间数字设备集成控制系统中网关设计与系统仿真

摘要

目前，中小型离散制造企业的数字设备普遍存在多种控制系统并存、不能实现远程监控与维护、信息难以直接连通和集成控制等问题；同时，生产现场信息不能被及时采集、处理和应用，现场控制层不能为企业信息系统直接提供必须的生产现场的信息。这些已成为企业信息化深入发展的瓶颈。因此，对车间数字设备集成控制的实现方案的研究具有重要意义。本文提出一种基于工业以太网的车间数字设备集成控制的方案，用于实现离散制造企业的管理和控制信息的交互与集成。本文的主要研究工作包括： 1．分析离散制造企业车间数字设备通讯接口的特性和控制模式，选择适合车间数字设备集成控制的网络，提出具有不同接口的车间数字设备的网络连接方案；对EPA的协议栈、确定性通信调度方案以及基于EPA的控制系统的体系结构进行详细分析；构建基于工业以太网的车间数字设备集成控制网络的体系结构。 2．分析基于工业以太网的车间数字设备集成控制系统中网关的功能；设计基于EPA协议的嵌入式网关的硬件结构；在此硬件平台上移植μC/OS-Ⅱ实时操作系统和LwIP协议栈，并实现EPA协议栈的功能，开发嵌入式网关的用户程序。 3．采用OPNET仿真软件，结合EPA协议，建立基于EPA的仿真模型，包括网关节点模型和设备节点模型，以及相应的过程模型；在此基础上，开发基于EPA的车间数字设备集成控制系统的网络性能和用户层仿真软件，以及基于XML技术的网络仿真平台：对所构建的基于EPA的车间数字设备集成控制系统网络进行仿真研究。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1制造企业信息化发展

1.2车间数字设备集成控制

1.3国内外研究现状

1.4本文研究的意义

1.5课题来源和主要研究工作

第2章基于EPA的车间数字设备集成控制网络结构

2.1车间数字设备接口特性分析

2.2设备联网

2.3工业以太网中EPA协议

2.4基于EPA的车间数字设备集成控制网络

2.5本章小结

第3章基于EPA的车间数字设备集成控制网络中网关的设计

3.1基于EPA的车间数设备集成控制网络中网关功能分析

3.2硬件设计

3.3软件设计

3.4本章小结

第4章基于EPA的典型车间数字设备集成控制网络的仿真

4.1仿真软件

4.2基于EPA的车间数字设备集成控制系统的网络仿真方法

4.3基于EPA的车间数字设备集成控制系统的网络仿真平台的建立

4.4 EPA网络性能分析

4.5典型车间集成控制系统的网络仿真结果及分析

4.6本章小结

第5章全文总结与展望

5.1全文总结

5.2研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间所发表的论文