工业控制系统综合训练平台信号处理部分的设计与实现

摘要

论文是依托工业控制系统综合训练平台建设而展开工作的。论文根据训练平台状况，设计和实现了一种由“信号处理部分”和“软件仿真部分”组成的软硬件仿真被控对象。用此方法构建的仿真被控对象可以代替实物被控对象，达到对学生进行工业控制综合训练的目的。 论文首先对工业控制系统综合训练平台进行了总体方案的设计。接着以ARM9为处理器，采用“主机板+接口板”的形式对信号处理部分进行了详细的硬件设计。而后详细讨论了信号处理部分的软件设计，重点对信号处理部分和PC机上的软件仿真部分之间的以太网通信进行了调试和实现。最后对PC机上的软件仿真部分的几种实现方法进行了讨论。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题的背景

1.2课题的提出

1.3国内外研究现状

1.4作者主要完成的工作

1.5论文主要内容和结构安排

2工业控制系统综合训练平台的总体设计

2.1工业控制系统综合训练平台总体设计思路

2.2工业控制系统综合训练平台总体结构

2.2.1工业控制系统综合训练平台的模块组成

2.2.2工业控制系统综合训练平台的通讯构成

2.3工业控制系统综合训练平台硬件构成

2.3.1控制器构成

2.3.2被控对象构成

2.4工业控制系统综合训练平台软件构成

2.4.1编程软件STEP7

2.4.2 PLC仿真软件PLCSIM

2.4.3监控软件SIMATIC WINCC

2.4.4对象仿真软件SIMIT

2.4.5管理评分系统

2.5工业控制系统综合训练平台工作方式

2.6工业控制系统训练信号处理部分总体设计

3工业控制系统综合训练平台信号处理部分硬件设计

3.1信号处理部分硬件总体设计

3.2信号处理主机板硬件设计

3.2.1核心板硬件设计

3.2.2功能底板设计

3.3信号处理接口板硬件设计

3.3.1数字量输出接口板设计

3.3.2数字量输入接口板设计

3.3.3模拟量输出接口板设计

3.3.4模拟量输入接口板设计

4工业控制系统综合训练平台信号处理部分软件设计

4.1信号处理部分软件总体设计

4.2软件开发平台的建立

4.3AT91RM9200的BootLoader的编写

4.3.1信号处理部分处理器AT91RM9200的地址空间

4.3.2AT91RM9200程序引导过程

4.3.3BootLoader的程序实现

4.4uC/OS-Ⅱ在AT91RM9200下的移植

4.4.1 uC/OS-Ⅱ简介

4.4.2 uC/OS-Ⅱ在AT91RM9200上的移植

4.5信号处理部分接口模块驱动程序的编写

4.5.1数字量输出接口板驱动程序设计

4.5.2数字量输入接口板驱动程序设计

4.5.3模拟量输出接口板驱动程序设计

4.5.4模拟量输入接口板驱动程序设计

5训练平台信号处理部分与对象仿真计算机通讯实现

5.1 TCP/IP介绍

5.2 ZLG/IP在AT91RM9200上的移植

5.2.1 ZLG/IP简介

5.2.2 AT91RM9200以太网媒体接入控制器EMAC的初始化

5.2.3 AT91RM9200上ZLG/IP底层收发函数的编写

5.3信号处理部分与对象仿真计算机的通信协议

5.4 AT91RM9200上以太网收发应用程序的实现

5.5对象仿真计算机后台通信模块的实现

5.6以太网通信的调试

6软硬件仿真被控对象中软件仿真部分实现方法的讨论

6.1使用Delphi构建软件仿真部分的方法

6.1.1 Delphi技术介绍

6.1.2用Delphi编写的软件仿真部分实例

6.2使用LabVIEW构建软件仿真部分的方法

6.2.1 LabVIEW技术介绍

6.2.2用LabVIEW编写的软件仿真部分实例

6.3使用OPC+SIMIT构建软件仿真部分

6.3.1 OPC技术介绍

6.3.2 OPC+SIMIT构建的软件仿真部分

7总结和展望

7.1总结

7.2展望

致谢

参考文献