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EtherCAT网络实时数据采集系统主站的研究

作　者: 陈顺利
导　师: 李木国
学　校: 大连理工大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 工业以太网 EtherCAT 实时系统 INtime 主站设计数据采集
分类号: TP274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

数据采集系统在国民经济的诸多应用领域都有着广泛的应用,目前高速、远距离和分布式的数据采集系统是研究的热点。工业以太网以其灵活、实时和网络化的特点,极大的提高了数据采集的性能。EtherCAT是当今国际上领先的工业以太网,通过修改商用以太网的底层MAC协议,成功的利用了商用以太网的通用灵活性和工业现场总线的实时性,是搭建实时、高速的分布式数据采集系统的理想平台。本文以海洋工程波浪模拟实验为应用背景,研发了一种新的基于Windows XP+INtime实时环境的EtherCAT采集系统控制软件。软件利用INtime的实时编程环境,使EtherCAT实现了主从站间的实时通信,保证了EtherCAT主站对采集数据的高速实时接收。通过现场测试证明,该软件可以成功应用于海洋工程实验的数据采集。论文的主要研究成果如下：一、从海洋工程波浪模拟实验的需求出发,分别对数据采集系统的几种软硬件方案进行了分析,选择了硬件基于EtherCAT网络、软件基于Windows XP+INtime实时系统的数据采集实时系统解决方案,并对系统进行了具体的功能和体系划分。二、根据INtime应用软件开发的特点和系统功能的实时性不同,将系统划分为主控界面程序和网络通信程序,详细介绍了两程序的具体设计和实现,并深入研究了实现两程序间数据通信和同步控制的方法,给出了关键部分的具体代码。三、研究和开发了数据处理程序,根据功能划分为数据采集存储、数据回放和数据分析三部分,并讲述了具体的的实现方法。四、通过多次的海洋造波实验,得出实时的现场采集结果,并进行了数据回放和数据分析。根据对采集过程的监控和存储数据的分析,对系统的实时性和稳定性进行了评估,验证了系统方案的可行性和优势。

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