基于RT-Ethernet的井下防越级系统仿真研究

针对目前煤矿井下供电系统越级跳闸问题,搭建基于实时以太网的井下电网防越级系统,该系统以安装有TwinCAT软件的工业PC作为主站,以PLC控制器作为从站。主站完成对从站PLC控制器的配置,从站之间利用上下级闭锁的方式实现防越级功能。通过模拟井下供电网络短路故障,研究井下电网防越级功能的实现及RT-Ethernet的通信实时性。试验结果表明,在发生短路故障时,该系统能够快速准确地切除井下电网中的故障线路,实现防越级功能。

基于RT-Ethernet的井下自适应闭锁防越级方案

针对相邻线路逐级闭锁的井下防越级跳闸方案,不能根据短路故障点的位置自动地调整闭锁时间的不足之处,提出了基于RT-Ethernet的井下自适应闭锁防越级方案,分析了自适应闭锁原理和自适应闭锁时间。实验室条件下,搭建基于RT-Ethernet的井下防越级系统,对自适应闭锁防越级方案的闭锁性能进行研究。结果表明,该系统能根据故障点的位置自动地调整闭锁时间,减少故障持续时间,使离故障点最近的综保器在最短时间内发出跳闸命令,该防越级方案对井下供电系统的安全运行具有重要的理论价值。

基于RT-Thread的Zynq-7000实时控制系统设计与实现

针对目前相控阵天线控制系统通讯高速、高实时、高稳定的需求,设计了一款基于Zynq-7000和RT-Thread操作系统的实时控制系统。首先从硬件方面讨论了系统的总体结构,在软件方面采用优先级抢占式的任务调度方式以及消息队列、信号量和邮箱等任务通信机制来确保实时性和可靠性;其次移植RT-Thread实时操作系统到Zynq-7000平台中,利用LwIP协议栈完成网络通信功能设计;最后构建了实验测试平台。测试结果表明:提出的基于Zynq-7000和RT-Thread的实时控制系统在网络传输方面具有低时延、低抖动和低丢包率的优点,保证了系统执行处理的实时性和稳定性。

基于站域保护的煤矿井下电网防越级技术研究

煤矿井下供电系统的防越级主要解决的问题是使离故障点最近的配电点出线跳闸,而各配电点采用单母线接线,使防越级系统成为二级通信网络,结构复杂,难以满足实时性要求。根据站域保护思想,提出了一种站域保护的井下防越级方案,该方案由站域保护装置和监控主机通过实时以太网构成的单级通信网络实现。站域保护装置的功能是采集井下供电系统配电点的电气信息,确定故障出线并上传故障信息;监控主机利用故障矩阵法确定故障线路所在的配电点,并向站域保护装置下发跳闸指令,使离故障点最近的断路器跳闸,而高性能实时以太网的应用,保证了防越级跳闸系统的实时性。实验结果表明,该方案可以使离故障点最近的断路器跳闸,且满足煤矿井下防越级的实时性要求,为解决煤矿井下越级跳闸问题提供了新的方法。

RT-Linux下基于Ethernet的实时通信

提出了一种在RT-Linux平台下基于Ethernet的实时通信解决方案RTL-Ethernet,解决了RT-Linux平台下实时任务间无法进行实时网络通信的问题。RTL-Ethernet将Ethernet网络接口控制器的驱动从原Linux内核下迁移到实时内核下,并在EthernetMAC层之上增加了基于虚拟令牌机制的传输控制子层以消除EthernetMAC层协议在时间行为上的不确定性。相关的分析和测试表明,该方案能够保证网络通信的实时性要求。

一种基于STM32的CAN_Ethernet网关设计

随着工业自动化程度的提高,对实现工业现场设备的实时监控,完成工业现场信息与远程网络信息管理、共享的需求更加迫切。针对工业现场信息与以太网互联互通的问题,在研究TCP/IP协议基本原理基础上,将CAN总线数据转换为以太网数据传输,实现一种以STM32作为控制核心的CAN_Ethernet网关。该网关采用10/100M以太网控制器DM9000A作为物理层接口设备,利用RT-Thread实时操作系统的Lw IP协议栈(Light weight Internet Protocol)将CAN数据转换为适合以太网传输数据帧,并传送至TCP服务器,可以实现对工业现场远程监测、管理。经实验验证,该网关工作正常,能够为工业设备接入互联网提供参考。

通用可靠的串口/以太网网关设计

介绍了一种串口/以太网嵌入式网关的设计方案,详细讨论了串口可靠通信的实现方法,并在开源操作系统RT-Thread和微处理器S3C2440开发板的软硬件平台上实现。网关实际应用于一个无线传感器网络项目,实验表明该网关能实现可靠的数据通信。

显示控制设备仿真器的设计与实现

针对联合式航空电子系统在地面仿真试验中总线信息流的测试问题,应用并行测试思想对该问题进行分析,并采用多远程终端仿真技术,设计实现显示控制设备仿真器。显示控制设备仿真器在一台PC机上仿真4个显示控制子系统(航电启动板、平显、多功能显示器和上前方控制板)的逻辑过程。仿真器将显示部分与控制部分分离开,显示部分与控制部分以特定的接口文件通过以太网相连,同时能接收来自以太网的模拟故障数据。经地面仿真试验验证,满足了设计要求。

液晶盖板检测系统的多轴运动控制器设计

针对液晶盖板检测系统多轴运动控制实时性低、可靠性差的问题,设计了一种液晶盖板检测系统的多轴运动控制器。该控制器以高级精简指令集微处理器(ARM)和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)为控制单元,其中ARM搭载RT-Thread实时操作系统,通过以太网传输控制协议(TCP)与上位机数据交互,基于修正梯形加减速算法完成速度规划。FPGA根据速度规划的脉冲参数产生脉冲,通过输出脉冲/方向信号实现执行机构的位置控制。实验结果表明:本文所设计的运动控制器应用于4轴液晶盖板检测系统中,实现了多轴平稳运行,位置控制误差为±0.129 mm。

交换式以太网上实现实时通信的探讨

本文探讨利用实时层在交换式以太网中实现网络通信的实时化、可预测化的设计思路及具体的实现方法。

高速列车空气动力学试验以太网接口设计

针对高速列车上空气动力学试验布线复杂,易受干扰等问题,提出了分布式以太网检测系统,并设计了一个嵌入式以太网接口,采用ENC28J60作为以太网控制器和ARM Cortex-M3内核的STM32作为主控制器,移植了RT-Thread嵌入式系统以及LwIP协议栈,并建立了基于TCP的应用程序,实现了与上位机的高速以太网通信。经过测试,该以太网接口稳定可靠,满足高速列车空气动力学试验的要求。

城轨列车实时以太网拓扑结构分析及应用思考

随着实时以太网技术的发展以及我国城市轨道交通智能化、网络化与信息化进程的推进,基于实时以太网的城市轨道交通列车通信网络已逐渐成为行业研究的重点。文章在剖析城市轨道交通列车实时以太网5种典型拓扑结构优缺点的基础上,对目前普遍采用的双归属环形拓扑和线性双链路聚合拓扑2种结构进行对比分析,得出结论:虽然这2种拓扑结构均能满足单点故障不影响列车运行的要求,但由于线性双链路聚合拓扑结构中采用大量旁路中继器,会增加故障风险,因此推荐采用双归属环形拓扑结构。然后,从多网融合与网络信息安全2方面针对实时以太网在城市轨道交通列车通信领域的应用展开思考,提出多网融合具体方案以及网络安全防护措施,以期推进城市轨道交通列车实时以太网技术的发展。