A new real-time ethernet MAC protocol for time-critical applications

The authors propose a new persistent transmission based real time Ethernet MAC protocol that provides a predictable upper bound for the delivery delay of real time frames. Moreover, it is compatible with the protocol used by the existing Ethernet controllers for conventional datagram traffic and thus standard Ethernet stations can be used in the system without any modification. The paper describes the protocol in detail and analyses the maximum delivery delay for real time traffic and the efficiency of the channel.

Ethernet/IP在工业实时控制中应用的研究

对Ethernet/IP的协议结构进行了介绍并对其特点进行了总结 ,对以太网应用于工业控制中关键的实时性分析也作了详细阐述。

一种网络化的新型工控系统架构研究

针对流程工业自动化控制手段的发展趋势及APL技术在流程工业的应用潜力,分析了当前系统存在的问题和瓶颈,提出了一种基于网络化架构的新型工控仪表系统。本文对仪表侧设备、网络侧设备、资产管理软件需要具备的特性进行分析,并通过仪表终端、交换机、仪表资产管理系统和通信协议栈的研制进行系统级验证,通过实验证明符合该新型架构的系统具备开放解耦、持续演进的特征。该实验系统的研制和运行成功,说明网络化的工业控制系统架构具备在流程行业广泛应用和推广的潜力。

基于Modbus/TCP与Ethernet/IP的输煤系统互联通信设计

大型火电厂由于分期建设存在多套输煤程控系统,各输煤程控系统可能使用不同品牌可编程控制器(PLC),使得各系统之间无法集中控制和资源共享。本文以某电厂一期和二期输煤程控系统的网络互联通信为例,在分析Control Logix PLC和Quantum PLC 2套系统控制特点的基础上,提出利用Micro Logix 1400 PLC进行网络通信协议转换,构建基于Modbus/TCP和Ethernet/IP协议的网络互联架构。在编译软件中对各PLC进行地址规划后,Quantum PLC利用数据类型转换功能块将控制设备的开关量组合成16位控制字;然后Micro Logix 1400 PLC通过MSG模块读写Quantum PLC设定的控制字,再与Control Logix PLC进行通信,从而实现Control Logix PLC和Quantum PLC的数据交换,使2套输煤程控系统实现数据共享与设备互联。经过3年的实际运行表明,互联系统设备响应速度快,数据读取准确,大幅提高了输煤系统的可靠性和工作效率。

基于EtherCAT协议现场级实时以太网控制系统研究

针对工业现场级控制对实时性要求越来越高的问题,提出了采用新一代工业以太网协议标准—EtherCAT协议构建现场级控制系统的方案。为了验证方案的可行性,以海洋环境监测应用为背景设计了多路浪高数据采集与控制系统,并在实验室条件下对包括主站和从站的完整系统进行了测试。实验结果表明,该类系统能够实现响应时间为微秒级的实时数据监控,为现场级以太网高实时性监控的实现提供了可行的解决途径。

工业以太网协议脆弱性与安全防护技术综述

为解决工业控制系统信息安全问题,对工业以太网协议安全进行深入研究,报告了协议安全防护的研究现状。首先论述了工业控制系统和工业以太网协议的体系结构,分析了5种主要协议的脆弱性。其次从外部主动防御技术、内部被动防御技术和协议安全改进三个方面,提出完善的工业以太网协议安全防护模型,并对主要防护技术进行论述,最后指出未来工业以太网协议信息安全改进的发展方向和研究方法。

新型工业以太网介质访问控制协议

以太网是一种针对商业使用的非确定性网络 ,不能满足工业控制中的实时性要求 .提出一种新的基于持续竞争的实时以太网介质访问控制协议 ,该协议能够保证实时信号的发送有确定的最大时延 ,而且该协议与现有的以太网介质访问控制协议兼容 .描述了协议的工作过程 ,分析了实时信号的最大发送时延和信道吞吐量特性 。

基于控制及信息协议的计算机监控通信软件

为使车间监控计算机通过以太网实现与PLC的可靠通信,选用以太网工业协议作为监控通信协议。分析了以太网工业协议的层次结构,指出CIP(控制及信息协议)中的显式消息传递方式适合作为监控计算机和PLC通信的协议。通信软件被设计为两层——基于以太网的CIP通信类和基于CIP通信类的监控通信类。CIP通信类提供了读写PLC各种内存变量的接口函数,采用互锁机制避免多线程操作中潜在的资源竞争冲突问题。监控通信类为应用程序提供向PLC发送命令和从PLC读取报告的接口函数和PLC状态的订阅服务。开发的通信软件已在某货物柔性处理线监控系统中应用。

基于MODBUS协议的泵站自动化励磁通讯系统的实现

MODBUS协议是MODICON公司推出的一个开放式通信协议,广泛运用于工业控制领域。重点介绍了西门子S7-300系列模块化PLC和苏州友明科技有限公司制造的LZK-3B(PLC同步电动机励磁装置)之间基于MODBUS协议的励磁通讯系统在泵站自动化监控系统中的实现。该励磁通讯系统确保了泵站主机机组的持久、安全、可靠运行,为其获得最佳技术经济效益创造了必要条件。并为最终实现整个泵站的自动化运行和现代化管理,达到"无人值班,少人值守"的目标奠定了坚实的技术基础。

工业以太网中嵌入式TCP/IP协议应用技术分析

阐述了以太网主导工业自动化领域的必然性和优越性,给出了工业以太网的架构和实施要点,详细讨论了工业以太网技术中的关键之处——嵌入式TCP/IP通信协议栈的特点、开发及应用,最后就当前该技术的应用进一步做了总结和展望.

基于UDP/IP的工业以太网络通信协议的设计

在供应者/消费者模式下,介绍了基于UDP/IP的UIIE网络协议的设计过程,包括数据报格式设计、数据报封装与解封、系统组态和UIIE程序设计.提出了工业以太网协议的性能评价方法,指出实时性是最重要的性能指标.通过模拟实验系统,进行了网络协议的实时性比较.实验结果表明,基于UDP/IP的UIIE网络协议比基于TCP/IP的通信协议具有更好的实时性,证明了UIIE网络协议的可行性和有效性.

工业以太网技术的应用探讨

简要介绍了工业以太网,讨论了应用于工业控制网络的以太网关键技术及其解决方案。介绍了几种主要的工业以太网协议,阐述了工业以太网的优势及在工业控制领域中的应用现状。

一类工业以太网络通信协议的设计与性能分析

工业网络协议的设计是网络控制系统分析和设计的重要内容.网络诱导的延时值越小,则越有利于系统的稳定和控制算法的设计.在工业以太网络通信协议(IECP)模型中,工业通信协议一般建立在传输层或是应用层.通过工业通信模式、数据报和IECP通信程序,详细介绍了IECP的设计.提出了网络协议的性能指标,指出实时性是最重要的指标,并通过实验系统,进行了基于TCP、UDP和IP的IECP的实时性比较.结果说明了基于不同层IECP的性能差异性.同时也证明了基于不同层IECP的可行性.

基于工业以太网的开放式数控系统设计与开发

提出一种基于工业以太网的开放式数控系统的体系结构,分析这种数控系统的功能及特点。EtherCAT是适用于这种数控系统的一种工业以太网,具体说明了EtherCAT的数据帧结构及通信模式,并给出一种基于工业以太网的标准数控平台的硬件、软件的设计方法。实践证明:这是一种在实时性、可靠性和同步性等方面较先进的开放式数控系统。

实时控制协议在工业以太网中的应用

本文介绍了一种实时以太网控制协议,该协议能够保证实时信号的发送有确定的最大时延,而且它与现有的以太网介质访问控制协议兼容,分析了协议的工作原理,证明该协议是可行的有效的。

基于MODBUS/UDP的控制系统开发

随着工业以太网发展,实时通信逐步从应用TCP协议转而采用UDP协议。本文介绍一种基于以太网技术的控制系统,系统应用Modbus/UD主从通信,同时基于μC/OS-Ⅱ实时操作系统应用优先级技术,从保证了系统的确定性和实时性。本文介绍了系统体系结构、节点软硬件设计,最后给出了Modbus/UD主从通信情况测试和结论。

无线局域网应用于工业控制系统研究

该文通过对工业控制网络发展现状的分析 ,讨论了工业控制网络对无线技术的需求。并详细介绍了IEEE 80 2 .11b无线局域网标准 。

基于TCP/IP协议的高压电气控制柜综合控制系统

提出了一种采用DSP和嵌入式网络芯片LAN9115组成的基于TCP/IP协议的高压电气控制柜综合控制系统解决方案,给出了系统各组成部分的硬件、软件设计方法与具体实现,详细论述了软硬件设计中关键技术问题的解决方法。系统由现场控制器、监控中心和监控终端3个子系统构成,可方便地与企业内部信息网集成,具有很好的性价比。

Modbus TCP/IP协议研究与应用

Modbus TCP/IP协议在工业控制以太网中被广泛采用,本文通过捕获通信报文的方法对协议作了详尽的分析,并给出了客户端的例程.

Modbus与工业控制网络在医疗设备中的应用研究

目的:探讨Modbus及基于TCP/IP的工业以太网在医疗设备通信以及设备控制中的应用,研究通信的实时性和指令响应时间。方法:为了分析设备的运行情况,采用对设备的运行日志进行分析及对数据总线上的通信数据包传送进行监控2种方法来获取指令响应周期的实际数据。结果:高工作负荷的情况下,平均指令响应周期为34 ms,最大响应周期为71 ms。结论:对于实时响应周期要求小于100 ms的医疗设备,使用Modbus和工业以太网络组合,完全可以满足设备使用的要求。