轨道交通直流牵引PROFIBUS主站接口研究

简要介绍了PROFIBUS规范发展现状和轨道交通直流牵引系统的PROFIBUS接口集成现状,给出了PROFIBUS开发的四种解决方案及其难点,提出了PROFIBUS—DP主站开发的硬件结构,并根据实际需求,给出了基于PROF旧US—DP规范的C101通信控制器在轨道交通直流牵引自动化系统的具体接口应用解决方案。     

基于DPRAM的智能主站数据交换接口设计

本文在分析和参考了目前profibus总线技术发展趋势和其DP主站开发现状的基础上,给出以西门子协议芯片ASPC2和ARM芯片S3C44B0作为基础来开发PROFIBUS-DP智能主站的方案。指出DPRAM在DP主站数据交换接口设计中的优势,并着重分析了DPRAM IDT70261L55PF的工作原理和仲裁机制,采用中断仲裁方式解决DPRAM争用问题,保证了数据交换的实时性,高速性。在此基础上给出了实现DP主站高速数据交换的硬件接口设计电路并辅以说明。     

ReWorks的POWERLINK主站设计与解决方案

本文基于国产嵌入式实时操作系统锐华(ReWorks)设计并实现了POWERLINK实时以太网主站解决方案,并在龙芯2K1000平台的网关控制器上进行应用,支持POWERLINK组网实时通信和双网冗余。基于ReWorks的POWERLINK主站控制器具有高可靠性、高实时性且方便开发调试等特性,可满足高安全实时控制与通信的工业控制、轨道交通、机器人运动控制等领域需求。测试结果表明,可满足安全工业互联网对实时稳定、自主可控、安全可靠的较高要求。     

基于OPC通信协议的冗余系统设计

以用于远程控制的对象连接与嵌入(OPC)标准接口为例,研究了在OPC标准接口的基础上,增加冗余通信功能和冗余切换功能。采用两路冗余接口通信和判断冗余接口通信状态的方法,实现了两条冗余通信链路的切换。采用冗余接口通信和冗余切换机制技术,实现了冗余系统的设计,满足了单一故障原则。通过在核电厂仪控系统中的实际应用,冗余的通信链路实现了正常接口通信功能和满足了核电厂对冗余系统的设计要求。研究结果证明了通过该冗余接口通信的方式实现的冗余系统在稳定性和可靠性上满足核电厂设计要求。     

基于FPGA的ARM与CAN控制器的接口设计与实现

卫星姿轨控系统CAN总线的设计与实现是基于CAN总线的卫星控制系统实现的关键技术之一;本文分析了ARM处理器AT91 RM920.和CAN控制器SJA100.的接口信号及时序,设计了基于现场可编程门阵列FPGA的ARM处理器与CAN控制器之间的接口电路,并给出了详细的软硬件实现方法,最后,在卫星姿轨控下位机原理样机中实现了该接口方案;测试结果表明,该接口能够实现CAN总线在不同波特率下的通信,性能可靠,扩展性强,满足了姿轨控计算机两路CAN总线冗余备份的要求,为其它系列处理器外扩地址数据线复用接口提供了参考.     

基于罗克韦尔ControlLogix的玻壳成型冗余自控系统设计

本文介绍了基于美国罗克韦尔公司ControlLogix控制器的玻壳成型冗余自控系统,应用基于PROFIBUS—DP、MPI及Ethemet的网络通信手段,通过软冗余的方式实现对生产线设备的控制。作者阐述了该冗余控制系统的基本工作原理、软硬件构成与通信网络配置、功能特点及程序设计等方面的内容。     

基于FPGA的航天相机控制器接口的设计

本文分析了航天相机控制器的构成与功能,并利用FPGA设计实现了相机控制器的外围接口,包括异步串行通讯接口、计时器接口、步进电机控制器接口,并给出了仿真结果.程序下载到FPGA芯片中后,控制器工作稳定,可靠,通信数据完全正确.     

水下机器人通信系统的CAN总线冗余设计

为提高系统在复杂环境下的稳定性和可靠性,对水下机器人(ROV)通信系统进行了研究.设计了通信扩展板,并采用一种全新的基于双CAN总线冗余策略的方法,实现系统各部分之间的通信.通信板卡选用ARM作为微处理器,并通过PC/104总线与主板进行数据传输,同时采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)实现双CAN总线冗余策略和总线接口之间的时序逻辑转化.试验结果表明,双CAN总线冗余设计有效地提高了通信系统的可靠性.     

基于MCU和FPGA的Profibus DP主站系统设计与实现

当前Profibus主站系统开发主要基于国外的ASIC或嵌入式模块,可选择余地小且易受到限制,本文针对核电厂DCS提出了一种基于MCU和FPGA的Profibus DP主站系统设计方案,采用MCU和自主代码实现Profibus DP协议栈处理器,增加FPGA芯片辅助MCU实现底层高速串行通信.经过国产MCU和国产FPGA芯片的试验验证,基于该方案实现的Profi-bus DP主站系统可以稳定可靠的与从站设备连接,满足核电厂的工程应用需求.     

基于PROFIBUS-DP的β-甘露聚糖酶发酵控制系统的研究

针对β-甘露聚糖酶发酵过程控制系统布线复杂、影响参数多、自动化程度低等问题,设计了一套基于PROFIBUS-DP的现场总线发酵过程控制系统;通过总线,DP主站、DP从站和各智能仪表间可直接进行通信,形成开放性网络,简化了系统结构,提高了控制效果;另外,采用基于遗传寻优的模糊控制器对发酵液的pH值进行控制,控制精度与常规方法相比提高了50%.     

冗余Profibus-DP通信协议主站卡的设计与实现

在对Profibus总线协议和主站状态机制深入分析的基础上,研发了冗余Profibus-DP通信协议主站卡.利用ASPC2主站协议芯片进行通信系统设计,通过主备冗余逻辑和同步通讯电路进行数据的周期性同步备份,实现了主卡和备卡的无干扰切换以及主站与从站无故障数据通讯.该冗余通信协议卡成功运用在某1000MW火力发电机组辅网控制系统中,实际工作表明,其可靠性和稳定性皆符合运行标准.     

支持双网双主站的Modbus通信在继电保护中的应用

根据Modbus通信协议的特点以及继电保护装置中对通信可靠性的要求,提出了支持双通信网络、双主站的Modbus通信在继电保护装置中的应用。简介TModbus通信协议,系统冗余和单元冗余的概念。给出了双网双主站的通信方案,说明了为支持冗余在主站和子站设计上应该注意的问题,定量分析了采用单元冗余、系统冗余混合冗余的方式为系统可靠性提高带来的影响。说明了Modbus协议传输继电保护装置信息的数据交换过程和应当注意的问题,如镜像数据区定义,TCP粘连包的问题等。     

基于maxDNA系统的以太网103协议冗余设计

自动化领域中使用103协议的保护测控装置非常多,但是max DNA分散控制系统的通信模块不支持103协议。介绍了基于max DNA系统SBP技术的南自以太网103主站协议的设计,重点讲述了103主站的几种冗余模式设计,分析了各自的优缺点,并测试了双主站双网冗余模式的性能。基于max DNA系统的以太网103主站,与从站采用UDP报文与TCP报文相结合的方式通信,提高了信息传输的及时性,保证了数据的完整性和正确性,多种冗余方式的支持,可根据现场应用的具体需求选择适用的冗余模式,增加了系统的安全可靠性和灵活性。     

基于DSP的相机控制器CAN总线通信系统

为了满足空间相机控制器控制接口多、处理速度高的要求,实现空间相机控制器与上位机安全可靠地通信,介绍了一种DSP+FPGA结构的相机控制器设计方法,并采用了CAN总线与上位机通信.详细介绍了相机控制器的CAN总线通信系统的实现方法.最后采用了USB总线与计算机通信,完成系统的地面测试任务.实验表明,系统通信速率可达500kbps.误码率低,无丢失帧现象,满足相机控制器实时性与可靠性的要求.     

以太网与PROFIBUS-DP数据转换接口的实现

为了实现以太网与PROFIBUS-DP现场总线数据的转换,本文提出了一种以太网与PROFIBUS-DP总线数据转换接口的设计方案,并主要从硬件和软件两个方面进行介绍。本设计中采用S3C44BOX作为主控制器;以太网通信模块部分采用以太网控制器芯片RTL8019AS,并使用了精简的TCP/IP协议;PROFIBUS- DP通信模块部分采用专用协议芯片SPC3。经测试,本系统可靠的实现了以太网与PROFIBUS-DP现场总线之间的数据转换。     

基于CPLD的控制器冗余切换和通信容错的研究

本文探讨了用CPLD实现控制系统控制装置控制器的热备冗余切换和通信容错,并给出了具有冗余切换和通信容错功能的控制器结构以及冗余切换和通信容错模块的具体实现方法。     

SPARK-Ⅱ转鼓及控制棒驱动机构交叉冗余伺服驱动控制系统的设计

SPARK-Ⅱ转鼓及控制棒的驱动机构需要高可靠的驱动控制,实现该驱动控制功能的设备定义为转鼓及控制棒驱动机构驱动控制器,是指把堆控计算机的指令转化为驱动机构的驱动信号,并能通过对驱动机构的状态采集实现对多套转鼓及控制棒驱动机构的精确控制的控制系统。驱动控制器开展具备双冗余控制器对多台双冗余机构的交叉冗余伺服驱动控制设备的设计,控制器由两组备份的逻辑控制单元、电机交叉冗余切换单元、旋变测量信号切换单元、模拟量调理与切换单元、电磁驱动控制单元及9组电机驱动单元等组成,并通过1553B与堆控计算机通信。通过采用工业器件对设计的控制器的性能进行了检验,设备具备良好的控制性能,能够满足对转鼓及控制棒驱动机构的控制。系统接口满足航天相关规范要求。     

消防指示灯智能监控系统三端口网关设计

提出采用两级环形总线网络拓扑、主从通信方式的消防指示灯智能监控系统.设计了用电池提供应急电源的通信网关的总体结构.采用单片机自带的双串口构成两个独立光电隔离的RS-485接口作为下级环形总线主站,实现与智能应急标志灯之间交换数据.利用单片机的SPI接口功能和另一个单片机扩展第三个独立的光电隔离RS-485接口,作为上级环形总线网络的从站,实现与监控主机之间状态和命令信息交换.给出了系统网络拓扑结构和基于Modbus协议的通信软件结构.     

低成本惯性多冗余导航控制一体机设计

为了智能体的精确定位和定姿,实现其稳定运动控制,设计了一种低成本多惯性冗余导航控制一体机,给出了设计方法。稳压电路的开关电源MP2482DN和线性电源JW29300U-3.3V为一体机提供稳定5 V和3.3 V的较大功率电源;控制器STM32H7的SPI采用星形拓扑总线与3片六轴惯性芯片BMI088通信,2路TTL串口与差分卫星定位板双向通信,实现智能体定位和定姿;控制器STM32F4的CAN总线接口与智能体底盘双向通信,实现其运动控制,1路TTL串口实现与控制器STM32H7的双向通信;两控制器的网络接口与上位机组成无线局域网,实现数据交换和状态监控。整个系统具有功耗低、体积小、成本低、接口丰富的特点。     

RS232-GPIB控制器的设计

描述了基于RS232接口的GPIB控制器的设计,利用单片机控制GPIB接口芯片NAT9914,并通过SCPI语句在Windows操作系统自带的串口通信工具超级终端中,实现了计算机与GPIB仪器的通信与程控。