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基于嵌入式WEB服务器的远程PLC控制研究

作　者: 梁晨艳
导　师: 徐淑萍
学　校: 西安工业大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 嵌入式WEB服务器 CGI 远程控制 PLC
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着信息网络的发展和技术的革新,远程控制不再是指局域网中的远程控制,而是基于信息网的远程控制。信息网与控制网相比具有更大的优势,将两者结合起来,借助信息网的优势发展远程控制系统早已受到广泛关注。传统的远程控制系统已经暴露出许多问题,比如：服务器设备体积庞大、价格昂贵、操作困难等,这些弊端的出现使得人们迫切的想寻找一种价格低、稳定性高、操作简单的服务器来进行远程控制。随着WEB技术和嵌入式服务器被引入Internet中,这一系列问题得以解决。PLC是用于工业控制的计算机,控制各种生产过程。如何将嵌入式WEB服务器与PLC应用于对工业现场设备的控制中,实现对现场设备的实时、可靠的基于信息网的远程控制成为了一项研究热点。本文从系统的观点出发,结合WEB技术,在所选用嵌入式WEB服务器的基础之上研究了基于嵌入式WEB服务器的远程PLC控制系统。文章首先对所选用的嵌入式WEB服务器做了分析,对其软硬件平台,环境配置做了介绍。讨论了WEB技术,深入研究分析了嵌入式WEB服务器的工作原理,对CGI的工作原理及相关技术做了分析。其次,研究了上位机与下位机通信的条件,设计了双方通信协议格式。最后,提出了整个系统体系结构,对系统各模块及软件实现部分做了详细叙述与设计,实现了整个系统功能。文章还在整个系统之上研究了控制系统中的网络延时问题,对系统延时问题做了分析与测量。此研究将信息网引入到控制网络中,实现了基于信息网的实时远程控制,为远程控制系统的设计与实现提供了一种新的参考方法。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-12
  1.1 课题背景与研究意义  8-9
    1.1.1 课题背景  8-9
    1.1.2 研究意义  9
  1.2 控制网络发展及研究现状  9-10
  1.3 论文研究的主要内容  10-11
  1.4 论文章节安排  11
  1.5 小结  11-12
2 嵌入式WEB服务器软硬件平台及相关技术  12-28
  2.1 软硬件平台  12-16
    2.1.1 嵌入式WEB服务器总体结构图  12-13
    2.1.2 嵌入式WEB服务器结构  13-15
    2.1.3 COBOS操作系统及目录结构  15-16
    2.1.4 具体安装与配置  16
  2.2 嵌入式WEB服务器与WEB服务器  16-19
    2.2.1 WEB服务器和嵌入式系统  16-19
    2.2.2 嵌入式WEB服务器与WEB服务器比较  19
  2.3 嵌入式WEB服务器相关技术  19-27
    2.3.1 CGI技术  20-22
    2.3.2 HTTP协议  22-25
    2.3.3 HTML  25-27
  2.4 小结  27-28
3 嵌入式WEB服务器与PLC通信分析与设计  28-37
  3.1 PLC在工业领域的应用  28-29
  3.2 嵌入式WEB服务器与PLC通信设计  29-36
    3.2.1 接口标准  29-31
    3.2.2 通信双方初始条件设置  31-32
    3.2.3 通信消息格式  32-35
    3.2.4 通信消息举例  35-36
  3.3 小结  36-37
4 基于嵌入式WEB服务器的远程PLC控制系统设计与实现  37-61
  4.1 需求分析  37-38
  4.2 系统总体结构  38-40
    4.2.1 远程客户端模块  39
    4.2.2 网络模块  39
    4.2.3 嵌入式WEB服务器模块  39-40
    4.2.4 可编程控制器及被控对象模块  40
  4.3 系统功能  40
  4.4 系统软件实现  40-46
    4.4.1 软件设计框架图  40-41
    4.4.2 CGI开发  41-44
    4.4.3 串口组件设计  44-46
  4.5 下位机系统功能实现  46-52
    4.5.1 下位机控制设备  46-47
    4.5.2 下位机控制对象  47-52
  4.6 系统安全机制  52-56
    4.6.1 硬件系统的安全机制  52
    4.6.2 软件系统的安全机制  52-56
  4.7 系统主功能页面  56-59
  4.8 系统测试  59-60
  4.9 小结  60-61
5 系统实时性研究  61-68
  5.1 几种减少网络时延的技术  61-62
  5.2 时延测试方法  62-63
  5.3 系统时延分析  63-65
  5.4 时延补偿策略  65-67
  5.5 小结  67-68
6 结论  68-70
  6.1 总结  68
  6.2 展望  68-70
参考文献  70-72
攻读硕士学位期间发表的论文  72-73
致谢  73-75

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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