专用高速运动控制网络论文

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1、专用高速运动控制网络毕业论文目录第一章绪论11.1引言11.2运动控制网络的发展11.3运动控制网络的研究现状31.4本文的结构7第二章网络整体结构92.1需求分析92.2系统整体结构92.3网络拓补结构102.4本课题采用的拓补结构122.5模块功能分析122.6主节点模块设计13第三章从节点逻辑结构与功能143.1从节点芯片的逻辑结构143.2读取控制算法153.3功能分析153.4运动控制芯片开发16第四章直线插补算法VHDL实现174.1逐点比较法插补的基本原理174.2直线插补过程174.3直线插补逻辑状态194.4直

2、线插补方向进给214.5直线插补VHDL仿真214.5四象限直线插补23第五章圆弧插补算法VHDL实现255.1圆弧插补过程255.2圆弧插补逻辑状态275.3圆弧插补方向进给285.4圆弧插补VHDL仿真295.5四象限圆弧插补30II第六章总结与展望326.1工作总结326.2问题讨论32致谢33参考文献34附录A:程序清单35II第一章绪论1.1引言网络技术是15世纪影响人类生活型态，甚至改变公司经营决策最重要的一项技术。随着信息技术的发展，自动化领域也经历了一场由组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统（DDC）、集散

3、控制系统（DCS）、现场总线控制系统（FCS）到现在刚刚兴起的工业以太网控制的深层次变革。现在，工业自动化领域的现状是，DCS仍然在许多行业有着广泛的应用；FCS已逐渐被大家认可，并以每年30%的增长率快速成长；而工业以太网控制系统则刚刚兴起，正处于试用阶段，并有望解决运动控制系统对网络实时性和确定性的要求，实现工业网络控制标准的最终统一。所谓运动控制网络是指建构在控制器与多轴电机驱动器之间，能够实时、同步地传送运动命令和接收运动状态的网络系统，目前已成为伺服驱动器发展的趋势。本文对目前市场上比较流行的各种串行运动控制网络做了深

4、入探讨，对国内运动控制网络技术的发展有所帮助。1.2运动控制网络的发展由于组合式模拟仪表控制系统和集中式数字控制系统已基本被淘汰，因此本文主要对DCS，FCS及工业以太网的发展情况加以叙述。1）集散控制系统（DCS）集散控制系统又称为分布式控制系统，它是一种应用于过程控制的工程化分布式计算机控制系统，它的特点在于可实现硬件积木化、软件模块化、松耦合多处理机系统、控制系统用组态方法生成、可应用通信网络和可靠性等，解决了原有计算机集中控制中导致的危险集中和常规模拟仪表控制功能单一的局限性，克服了计算机集中控制双工系统成本高的问题。D

5、CS控制系统是计算机、通信、CRT显示和控制技术发展的产物。它采用危险分散、控制分散、操作和管理集中的基本设计思想，多层次、合作自治的结构形式，适应现代的生产和管理要求。DCS在功能与性能上较模拟仪表及集中式数字控制系统有了很大进步，可在此基础上实现设备级、车间级的优化控制。近年来，为了使DCS更加适用于工业生产现场，新一代DCS还进一步做了一些改进，比如系统开放化、超大型化和微型化、通信介质多样化、DCS与PLC相互融合以及软件的不断丰富等等。但是，在DCS43系统形成的过程中，由于受计算机系统早期存在的系统封闭这一缺陷的影响

6、，各厂家的产品自成系统，不同厂家的设备不能互联在一起，难以实现互换与互操作，要组成更大范围信息共享的网络系统存在很多困难。2）现场总线控制系统（FCS）现场总线是20世纪80年代中期在国际上发展起来的。它作为过程自动化、制造自动化、智能楼宇和交通等领域现场智能设备之间的互联通信网络，沟通了生产现场设备之间及其与更高控制管理网络之间的联系，为彻底打破自动化系统的信息孤岛创造了条件。现场总线控制系统为网络集成式全分布控制系统，其特点是控制功能由过去的控制室设备变为智能现场仪表承担。由于控制功能的分散化及全数字化，就有可能组成大型的开

7、放式控制系统，进而实现从最高决策层到最低设备层的综合管理和控制。目前国际上有40种现场总线，其中最有影响力的有FF,Profibus,HART,CAN,LonWorks等。然而，现场总线技术的发展还存在许多问题，最主要的是没有一个统一的国际标准（目前的现场总线国际标准IEC61158,包含了8种不同类型的现场总线，因此可以说没有标准），并且由于支持各总线的集团间利益冲突等原因，近期产生统一的现场总线标准是不可能的。由于现场总线均有自己的协议，要构成一个控制系统，必须采用相应的开发工具、平台、软件包，这需要较昂贵的代价，且实现不同

8、总线产品间的互连非常困难。这使得FCS的开放性、分散性和可互操作性等特点难以体现。这时，以太网受到人们的重视。3）工业以太网在工业控制现场，能否将在商业领域应用已相当成熟的以太网用于网络控制系统的底层，完全替代现场总线，目前还处于研究和讨论阶段。普通以太网向下延