【正文】 相位緩沖段 2 組成。在 ，而在 IS011898 標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容更加具體，但沒有指明通訊介質(zhì)的材料，因而用戶可以根據(jù)需要選擇雙絞線、同軸電纜或光纖。各現(xiàn)場(chǎng)總線之間網(wǎng)關(guān)議轉(zhuǎn)換的網(wǎng)關(guān)，將采用不同總線協(xié)議的生產(chǎn)線、生產(chǎn)車間互連 [6]。而工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境要惡劣的多，如果以太網(wǎng)要在這樣的環(huán)境中工作，需要加上電涌抑制器、ESD 防護(hù)設(shè)備以及一大批其它防護(hù)設(shè)備，這在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上都需要增加投入。反過來，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)的儀表或設(shè)備要往上層的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，它需要經(jīng)過網(wǎng)關(guān)的協(xié)議轉(zhuǎn)換，再發(fā)送給相應(yīng)的上層網(wǎng)絡(luò)。生產(chǎn)監(jiān)控層生產(chǎn)監(jiān)控層主要包括各種網(wǎng)關(guān)和在底層簡(jiǎn)單的現(xiàn)場(chǎng)控制器，負(fù)責(zé)生產(chǎn)過程的監(jiān)控，以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)的采集、上報(bào)和下傳，保證現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備準(zhǔn)確高效地運(yùn)行。 基于網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)模型在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，現(xiàn)代企業(yè)非常關(guān)心如何在將企業(yè)生產(chǎn)和運(yùn)營的費(fèi)用降低的同時(shí)又能使管理者有效的監(jiān)管企業(yè)的生產(chǎn)和運(yùn)營，工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的建立就是為了解決這一問題的。研究并開發(fā)了 CAN 總線與 RS485 協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的硬件。它也基于 OSI 參考模型，采用了其中的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層，提高了實(shí)時(shí)性。 ，通信距離可達(dá)1900m（可加中繼器延長），可支持總線供電，支持本質(zhì)安全防爆環(huán)境。傳輸速率為 ～12Mbps ，最大傳輸距離在 12Mbps時(shí)為 100m， 時(shí)為 400m,可用中繼器延長至 10km。 PROFIBUS 總線PROFIBUS 是德國國家標(biāo)準(zhǔn) DIN19245 和歐洲標(biāo)準(zhǔn) EN50170 的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。因此，多種現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)并存的現(xiàn)狀還將持續(xù)下去。表 國內(nèi)幾家參與現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)關(guān)研究的公司和院校中國北方集團(tuán)四方車輛研究所 CAN 網(wǎng)關(guān)等產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所 LonWorks 網(wǎng)關(guān)等產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)廣州致遠(yuǎn)電子有限公司 基于 CAN 總線的網(wǎng)關(guān)、中繼器產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)武漢大學(xué) 基于 CAN、LonWorks 總線網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與研究南京理工大學(xué) 基于 LonWorks 總線網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與研究 現(xiàn)場(chǎng)總線 現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)現(xiàn)場(chǎng)總線是 20 世紀(jì) 80 年代中期發(fā)展起來的一種先進(jìn)的控制技術(shù)，被譽(yù)為 20 世紀(jì)90 年代工業(yè)控制領(lǐng)域的一場(chǎng)革命。主要用于不同類型的 WAN 之間的互連。具有路由選擇功能。安全網(wǎng)關(guān)安全網(wǎng)關(guān)是各種技術(shù)有趣的融合，具有重要且獨(dú)特的保護(hù)作用，其范圍從協(xié)議級(jí)過濾到十分復(fù)雜的應(yīng)用級(jí)過濾。由于兩個(gè)互連的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的邏輯差異， 安全網(wǎng)關(guān)是兩個(gè)技術(shù)上相似的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域間的必要中介。在使用不同的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式或語言，甚至體系結(jié)構(gòu)完全不同的兩種系統(tǒng)之間，網(wǎng)關(guān)是一個(gè)翻譯器。同時(shí)可以通過企業(yè)信息網(wǎng)與互連網(wǎng)的連接把現(xiàn)場(chǎng)總線通過企業(yè)信息網(wǎng)接入互連網(wǎng)，在世界上的任何地方監(jiān)視并控制這些現(xiàn)場(chǎng)以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況和各種參數(shù)而不必親臨現(xiàn)場(chǎng)，可以節(jié)約大量費(fèi)用，而且設(shè)備供應(yīng)商也可以通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)自己的設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。在現(xiàn)場(chǎng)總線國際標(biāo)準(zhǔn)制定的過程中，共有8種現(xiàn)場(chǎng)總線同時(shí)成為IEC現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的子集，而且還有其它的有影響力的現(xiàn)場(chǎng)總線。Gateway 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文III目 錄1 緒論 .........................................................................................................................................1 課題研究的重要意義 ......................................................................................................1 網(wǎng)關(guān) ..................................................................................................................................2 網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備 ............................................................................................................2 工業(yè)控制中網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用和研究 .................................................................................3 現(xiàn)場(chǎng)總線 ..........................................................................................................................4 現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì) ..................................................................................4 主流現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介 ..................................................................................................5 本論文的主要工作 ..........................................................................................................72 基于網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)模型 .........................................................................................8 現(xiàn)有控制系統(tǒng)存在的不足 ..............................................................................................8 基于網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)模型 ..................................................................................8 基于網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ............................................................................9 控制系統(tǒng)中網(wǎng)關(guān)的需求分析 ..................................................................................103 CANS485 協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān) 的設(shè)計(jì) .........................................................................................12 CAN 協(xié)議規(guī)范 ................................................................................................................12 CAN 報(bào)文規(guī)范 ................................................................................................................13 主要器件介紹 ................................................................................................................13 CAN 控制器 SJA1000 簡(jiǎn)介 ....................................................................................13 CAN 收發(fā)器 PCA82C250 簡(jiǎn)介 ...............................................................................16 單片機(jī) AT89S51 簡(jiǎn)介 ............................................................................................17 RS485 收發(fā)器 MAX485 簡(jiǎn)介 .................................................................................19 CANRS485 協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì) ....................................................................................20 基本原理 ..................................................................................................................20 硬件設(shè)計(jì) ..................................................................................................................20 軟件設(shè)計(jì) ..................................................................................................................214 試驗(yàn)調(diào)試 ...............................................................................................................................275 可靠性設(shè)計(jì) ...........................................................................................................................32沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文IV 硬件設(shè)計(jì) ........................................................................................................................32 軟件設(shè)計(jì) ........................................................................................................................32結(jié) 論 .........................................................................................................................................34致 謝 .........................................................................................................................................35參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................36附錄 A 英文 原文 .....................................................................................................................37附錄 B 中文翻譯 .....................................................................................................................41附錄 C.......................................................................................................................................44圖 C1 原理圖 ......................................................................................................................44圖 C2 PCB 圖 .........................................................................