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随着计算机、控制、通讯、网络等技术的发展,信息交换的需求迅速地从企业的管理层延伸到位于底层的现场设备。现场总线技术正是为适应这一需求而发展起来的,现场总线通过开放的、标准化的网络总线传输各种现场设备所需的信息,使控制系统向分散化、网络化和智能化的方向发展。经过十多年的发展,世界上出现了多种有影响的现场总线,并得到广泛应用。其中PROFIBUS是最为流行的现场总线技术之一,它作为符合国际标准IEC61158和欧洲标准EN50170的现场总线系统,目前在工业控制领域中已成为发展速度最快、产品种类最多、应用范围最广、最有发展前景的现场总线。因此,深入研究PROFIBUS的技术特点,掌握PROFIBUS网络的构建与配置方法,开发与PROFIBUS对接的软硬件产品,已经成为顺应技术发展潮流,促进现场总线技术推广应用的迫切需要。 另一方面,随着Internet的广泛普及,在以太网环境下运行TCP/IP协议已经成为工业企业建立局域网和接入Internet的主流解决方案,因此研究现场总线与以太网的对接对于促进企业整体信息的集成有着非常现实的意义;另外由于以太网拥有良好的性价比和广泛的用户群,研究和开发基于嵌入式TCP/IP协议和以太网的现场设备一直是业界研究的热点,其对于降低企业的建网成本、推进以太网作为现场总线技术的发展、实现基于Internet的设备远程管理等是非常有意义的。 本文以济南一机床集团有限公司的柔性制造单元自动工件装载系统的网络化改造为背景,构建了一个以SIEMENS公司的S7-300 PLC为核心的PROFIBUS-DP控制网络和一个以自行开发的远程测控板作为现场设备的以太网控制网络,并且通过开发上位监控机软件实现了两个网络的对接,最终实现了对整个工件装载系统包括工件运载车的实时控制。 本文中,远程测控板是作为具有一定通用性的嵌入式现场控制设备而被开发的,其在自动工件装载系统中的作用是实现对工件运载车定位过程的实时控制。文中简要介绍了远程测控板的硬件设计思路,重点介绍了在远程测控板中实现嵌入式TCP/IP协议以及利用UDP报文实现远程测控的方法。 TCP/IP协议的实现是嵌入式设备软件开发的要点。由于标准的TCP/IP协议把大量的精力花在了保证数据的可靠性和数据流量的控制上,无法满足实时性需求,并且由于其实现过于复杂,难以在系统资源非常有限的嵌入式设备上运行。因此,需要把传统TCP/IP协议加以改进,提高其实时性,减少对存储空间的占用,以满足嵌入式应用的要求。本文对TCP/IP协议族的一些基本协议如ARP、IP、ICMP、UDP等协议进行了详细分析,并且根据所开发的远程测控板的特殊要求,在不违反