基于MCU的Profibus-DP与Ethernet协议转换器设计开题报告

 2021-08-14 02:53:47

1. 研究目的与意义(文献综述)

得益于现今良好的社会环境,自动化行业正在以飞快的速度发展,而现场总线技术作为工业自动化系统最底层设备之间通信的核心技术,对于整个行业发展的重要性不言而喻。然而,目前现场总线远程通信能力薄弱,并且受现场总线技术发展初期商业因素影响,导致目前国际上流行多种现场总线通信协议标准,彼此之间却很难兼容与协调,这在很大程度上制约了现场总线技术的发展。不过正在迅猛发展的工业以太网因其良好的开放性与可扩展性而成为了一个很好的解决方案,即将工业以太网与现场总线技术结合。这种结合在目前工业控制系统中应用十分普遍,这也就使得工业以太网和现场总线之间的通信协议转换环节无法回避。

目前,由于通信标准的多元化存在,国内外关于各协议之间转换的研究不少。国外例如美国GE-Harris、MOXA等公司都有相关的接口转接设备,国内如北京鼎实、台湾研华等一些公司也都有成型产品出现。但是这些设备或产品大多是针对CAN、MODBUS、DeviceNet等几种现场总线与工业以太网相互转接问题的。目前世界广泛使用欧洲标准Profibus-DP作为最为成功的几种总线协议之一,国内外对其与工业以太网转接问题的研究都不多,并且市场上仅有的几个公司产品成本都不低。

因此,本设计的目的即在于研究Profibus-DP以及Ethernet的TCP/IP的通信协议,选择合适的MCU作为核心,设计网络转换控制器(或者称为网关),实现Profibus-DP现场总线网络与Ethernet的TCP/IP协议网络的信息交流,即实现管理网络与控制网络的互连。

2. 研究的基本内容与方案

1.基本内容:

1) 了解现场总线协议profibus-dp与ethernet协议的主要规则;

2) 比较各种mcu的特点,确定转换器的总体方案;

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3. 研究计划与安排

第1~2周:翻译外文资料,查阅相关的参考文献,初步确定方案,完成开题报告;

第3~4周:对转换器的主要部分进行方案论证;

第5~7周:确定最终方案,并进行可行性分析,完成硬件电路设计;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 丁小伟,王卫国,李芃. 基于profibus-dp协议的智能断路器系统设计[j]. 低压电器,2010,(24):39~42.

[2] 冯 朔. 基于spc3的嵌入式profibus-dp智能从站接口的设计及测试[j]. 电脑知识与技术,2010,6 (10):2518~2519.

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