工业控制以太网中网络控制器的实现.pdf

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工业控制以太网中网络控制器的实现pdf,工业控制以太网中网络控制器的实现
这里不能采用商业以太网的动态转换表模式,这是由工业以太网的特性决定的。首先, 在工业以太网中,大部分的通讯请求都是从外部网络发起的(如从外部监控工业现场的参 数),因此,采用动态转換表就无法建立连接;其次,如果表项是动态的,它的可靠性就很 难得到保证,如果分配算法有漏洞(例如连接,由于没有握手协议,所以很难知道它 什么时候廾始,什么时候中止),这样有可能会误删除正在连接的表项,使得通讯无法正常 进行。所以在实际的实现中,采用静态的转换表,为每个可能的连接建立一个静态表项,对 于这个静态的转换表,是用专用的配置软件在机上设置好,然后通过网络下载到网络枢 纽控制器中,这样网络枢纽控制器就可以按照转换表实现网关功能了。 硬件实现 图是硬件的结构图。整个网络都在网终枢纽控制器协调的步调下运作,它的反应速 度越快,则网络的空闲时间越短,网络的吞吐量越大。因此,在这里选用的 作为它的核心处器 以太网接口芯片选用 公司的 这是一款市场上网卡中选用率 很高的接口芯片。一共仗用了两片这样的芯片,一片用于和内部网络通讯,另一片则用于与 外部 相连。 图2网络枢纽控制器硬件框图 有三种工作方式:即插即用方式,跳线方式和免跳线方式。为了减少资源 占用,这里选择跳线方式。此时 的地址由 脚决定。地址总线的 中除和接高电平外,其余都接低电平 与的地址总线的 相连,这样,访问的相应空间地址就相当于访问两块以太网接口芯片中对 应的奇存器,于是的地址就和两片 能建立地址映射关系。至此,通过 访问这些寄存器,就可以控制 发送或接收数据。 此外,扩展一片片外随机存储器 ,它是用来做通讯缓冲区,暂时存放来 不及处理的数据包。由于 内部没有集成或 ,因此,它不能自 举运行。于是采用接口引导,程厅存放在单片机 上。当系统上电时, 通过接∏将程序写入到 的片内中,然后启动它,这样就开 始工作了。 软件编写 实现网络控制功能要求反应遮度一定要快,因此这部分程序放在中断中完成。在硬件 设计中,把第一片 的中断与的相连,把第二片的与相连。因 为第一片与内部网终相连,所以,实现网络控制控制功能的程序主要在 中完成。图 是中断响应程序的框图。 出一和教糕 音想网关传发数 发送数据 计算下个控制 退出中 图3NT0中断响应程序 系统共有两片转发缓冲区,缓冲区用米暂存从内部对外的转发数据,而缓冲区用 来暂存从外部对内部的数据转发,一块发送数据的同时,另一块填装数据,提高了效率。 为了保证网终控制功能的实时性,防止中断冲突,简化程序结构,网关功能的这部分 程序就用查询方式实现。框图如图所示: 图4网关程序框图 需要特别注意的是,在重定向地址之后,一定要重新计算校验和。因为不论是头 还是和 地址都在他们的校验项之内。如果改变了地址,那么校验和就要 重新计算,否则,接收到这些数捱包的设备就会认为校验错误,从而拒绝接受 结论 网络控制器虽然是最核心的改备,但是其功能的发挥还有赖于工业以太网上相关控制设 各针对整体的控制策略作出相应的改变。「业以太网中为了生产,执行任务的控制设备,要 在网络枢纽控制器的协调下完成通讯功能,包括数据采集前端、输出前端、前端、执行 札构前端等。这需要它们速度达到一定的要求,因为当它收到控制节点的发送指令后,就要 迅速将数据包送出,此时它的任何迟延都是整个网终的迟延。 本文作者创新点:提出了一种新型的工业以太网实时控制算法,并且根据这个算法的 特点,针对性的改进了相关协议和设置、硬件选型、程序沇程 参考文献 邢国文,虞哲明,实时控制协议在工业以太网中的应用,微计算机信息, 美史蒂文斯 著范建华等译 详解北京机械工业出版 作者简介:易飞( ),男(汉族),湖北省仙桃人,武汉人学自动化系硕士研宄牛 硏究方向为控制与建模

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