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基于实时网络数控系统通信平台的设计与实现

作　者: 宋桃桃
导　师: 于东
学　校: 中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所）
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 数控系统通信平台 MECHATROLINK RTnet RCS
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 233次
引　用: 6次
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内容摘要

数控技术作为先进制造技术的核心内容之一,正朝着开放化,网络化,智能化的方向发展。本文以数控系统的网络化趋势为切入点,研究并实现了实时网络数控系统通信平台,为数控系统的网络化实现奠定了底层通信基础。本文首先介绍了数控系统的发展趋势以及网络数控系统的功能及特点,分析了数控系统的体系结构。然后提出了基于实时网络的数控系统通信平台,并将该通信平台划分为内部网络和外部网络。内部网络连接采用高速现场总线MECHATROLINK。根据MECHATROLINK现场总线的特点,本文设计并实现了运动控制器与MECHATROLINK总线之间的设备驱动层。外部网络连接采用一种完全基于软件框架的硬实时以太网RTnet。本文详细分析了RTnet的实时网络协议栈,设计并实现了RTnet下的实时驱动程序。在此基础上,使用RTnet实时网络协议栈作为实时网络基础,实现了基于RTnet的RCS通信平台,并在数控系统中建立网络通信代理。最后,对外部网络进行了实时性测试和分析。本文实现的实时网络数控系统通信平台,完成了远程监控端、数控系统以及现场设备之间的实时通信,能够为远程网络制造和监控提供实时的通信保证,为企业网络化制造、自动化生产奠定良好的基础。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
引言  7-9
第一章绪论  9-14
  1.1 数控系统的发展趋势  9-10
  1.2 网络化数控系统  10-12
  1.3 本文的工作内容和组织结构  12-14
第二章数控系统体系结构  14-20
  2.1 实时系统平台  14-15
  2.2 RCS 通信平台  15-17
    2.2.1 通信管理系统CMS  15-16
    2.2.2 中间消息语言NML  16-17
  2.3 数控系统软件结构  17-19
  2.4 本章小结  19-20
第三章总体结构设计  20-26
  3.1 数控系统通信平台总体结构  20
  3.2 内部网络的选择  20-23
  3.3 外部网络的选择  23-25
  3.4 本章小结  25-26
第四章内部网络通信的设计与实现  26-36
  4.1 现场总线在数控系统中的应用  26
  4.2 MECHATROLINK 现场总线  26-29
  4.3 现场总线与数控系统间通信的设计  29-32
  4.4 设备驱动层的实现  32-35
    4.4.1 初始化与卸载  32-33
    4.4.2 数据交换的实现  33-35
  4.5 本章小结  35-36
第五章实时以太网RTNET 通信的实现  36-46
  5.1 RTNET 实时网络协议栈  36-40
  5.2 基于RTNET 网卡实时驱动的实现  40-45
    5.2.1 PCI 设备驱动程序的设计方法  40-41
    5.2.2 EEPR0100 网卡实时驱动的实现  41-45
      5.2.2.1 注册与注销  41-42
      5.2.2.2 主要函数的实现  42-45
    5.2.3 编译和运行  45
  5.3 本章小结  45-46
第六章外部网络通信的设计与实现  46-60
  6.1 代理的提出  46
  6.2 基于RTNET 的RCS 通信的实现  46-53
    6.2.1 基于RTnet 的UDP 协议传输  46-49
    6.2.2 RTnet 通信的设计  49-50
    6.2.3 实时端口登记的实现  50-51
    6.2.4 实时发送和接收的实现  51-53
  6.3 网络通信代理的实现  53-57
    6.3.1 配置文件的编写  54-55
    6.3.2 通信通道的创建  55-57
    6.3.3 代理的启动和停止  57
  6.4 外部网络实时性测试  57-59
    6.4.1 测试环境的建立  57-58
    6.4.2 测试结果与分析  58-59
  6.5 本章小结  59-60
结论  60-61
参考文献  61-63
发表文章  63-64
致谢  64

基于实时网络数控系统通信平台的设计与实现

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