工控网络协议转换网关关键技术的研究

计算机和网络技术和发展，引发了控制领域深刻的技术变革，控制系统结构向网络化、开放性方向发展将是控制系统技术发展的潮流。工业以太网作为一种新兴、统一、快速发展的标准，已经在工业企业综合自动化系统中的资源管理层和执行制造层广泛应用，同时呈现出向下延伸直接应用于工业控制现场的趋势。目前现场总线多标准并存的现状导致的标准不统一和设备的兼容性问题，是现场总线亟待解决的问题之一。将工业以太网应用于现场级控制成为近年来工控领域的研究热点。 工业以太网标准的建立刚刚开始，获得普遍承认的国际性工业以太网的标准还没有制订出来。已有的现场总线标准仍将在较长的时间内主导市场。嵌入式网关是实现以太网与现有总线系统集成的关键环节。 本文探讨了一个基于Linux的工业协议转换网关的设计与实现。在嵌入式系统的基础上完成Modbus现场总线协议、CAN总线协议与Modbus╱TCP工业以太网协议的转换的功能。 首先，论文介绍了现场总线的现状和以太网的发展现状；对国内外工业以太网标准的制订情况做了概述。 其次，论文介绍了协议转换网关模型及系统的整体设计架构。接下来三章我们详细说明了本嵌入式工业网关的硬件设计与软件设计的实现过程，给出了部分电路原理和硬件驱动的详细实现说明，并有选择的介绍了课题中应用到的相关协议，对各协议模块的实现过程进行了详细说明，最后介绍了嵌入式WEB服务器的实现过程以及如何通过WEB服务器进行系统配置，进行程序在线升级。第七章本文对双机冗余容错技术应用于协议转换网关进行了探讨。 最后，论文对本课题进行了总结讨论，指出了后续工作中应努力提高和改善的地方。