《工业以太网在舞台机械控制系统中应用研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工业以太网在舞台机械控制系统中应用研究（65页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、R e s e a r c ha n dA p p l i c a t i o no nS t a g em a c h i n e r yC o n t r o lS y s t e mB a s e do nI n d u s t r i a lE t h e r n e tb yT u oJ i y i n gB E ( L a n z h o uU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y ) 2 0lOAt h e s i ss u b m i t t e di np a r t i a ls a t i s f a c t i o no ft
2、h eR e q u i r e m e n t sf o rt h ed e g r e eo fM a s t e ro fE n g i n e e r i n g1 nE l e c t r i c a lE n g i n e e r i n gi nt h eG r a d u a t eSc h o o lo fL a n z h o uU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g yS u p e r v i s o rA s s o c i a t eP r o f e s s o rL u oD o n g s o n gJ u n e ，
3、2 0 1 3兰州理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：孚芗舅日期：勿左；年月弓日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印
4、、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1 、保密口，在年解密后适用本授权书。2 、不保密回。( 请在以上相应方框内打“4 ”)作者签名：髻万莫 导师签名孚雩岛妒卜日期囊力多年多月乡日日期乃，夕年月乡日硕士学位论文目录摘要IA b s t r a c t I I插图索引I I I附表索引V第1 章绪论11 1 引言11 2 课题的研究背景及意义11 3 舞台机械控制技术的国内外研究现状21 3 1 舞台机械控制技术的国外研究现状21 3 2 舞台机械控制技术的国内研究现状31 4 舞台机械控制中的通讯总线技术简介31 4 1 现场总线技术简介31 4 2 工业以太网技术简介4
5、1 5 课题的研究内容以及组织结构61 5 1 性能指标一61 5 2 研究目标一61 5 3 研究内容一71 5 4 需解决的关键问题71 6 论文的组织结构7第2 章P R O F I N E T 工业以太网标准的分析与研究82 1P R O F I N E T 体系结构82 2P R O F I N E T 通讯92 2 1P R O F I N E T 通讯分类92 2 2P R O F I N E T 通讯实时性分析1 02 2 3P R O F I N E T 网络通讯能力分析1 22 3P R O F I N E T 网络拓扑结构1 32 3 1 星形拓扑结构1 32 3 2 总
6、线型拓扑结构1 32 3 。3 环形拓扑结构1 42 3 4 树形拓扑结构1 52 4P R O F I N E T 设备选型1 52 5P R O F I N E T 设备描述1 62 6P R O F I N E T 安全性1 72 6 1 设备安全性1 72 6 2 故障安全性1 7工业以太网存舞台机械控制系统中的应用研究2 7P R O F I N E T 的优势1 72 8 本章小结18第3 章基于P R O F I N E T 的舞台机械控制系统硬件设计1 9 3 1 舞台机械控制对象概述1 93 1 1 舞台台面设备1 93 1 2 舞台吊杆系统2 03 2 硬件框架设计2 03
7、 2 1 硬件设计原则2 03 2 。2 硬件结构设计一2 13 2 3 设备编号2 23 3 通讯方案设计2 23 4 网络拓扑设计2 33 5 硬件配置2 43 5 1 硬件选型2 43 5 2 设备通讯方案2 63 。5 3 硬件组态2 73 5 4 网络参数配置：2 83 6 本章小结2 8第4 章基于P R O F I N E T 的舞台机械控制系统软件设计2 94 1 软件整体设计2 94 2P L C 程序功能分析2 94 3 数据交换3 04 3 1P L C 与现场设备的数据通讯3 04 3 2P L C 与上位机的数据通讯3 04 4P L C 程序开发3 14 4 1P
8、L C 程序结构设计3 14 4 2P L C 程序功能模块开发3 34 5 上位机软件框架设计3 54 5 1 上位机软件功能分析3 54 5 2 上位机软件设计原则3 64 5 3 上位机软件模块设计3 74 5 4 上位机软件框架设计3 84 6 上位机软件开发3 84 6 1 软件界面开发3 84 6 2P C P L C 通讯开发3 94 6 3 数据库设计4 24 6 4X M L 配置文件4 7硕士学位论文4 6 5 剧目管理设计4 94 6 6 可靠性设计5 04 7 设备控制流程一5 1 4 8 本章小结5 2总结与展望5 3参考文献5 4致谢5 6附录A 攻读学位期间发表的
9、学术论文5 7l i j j 士学位论文摘要传统的舞台机械控制系统大多采用P R O F I B U S 、C A N 等现场总线控制方式，上位软件多采用组态软件，设备成本高，传输带宽低，灵活性较差，且不兼容于其他现场总线协议，不利于系统集成，已经很难适应人们对更高舞台演出效果的追求。本文提出了一利- 基于P R O F I N E T 工业以太网的舞台机械控制系统，该网络完全兼容标准以太网协议，可以设计廉价、可靠、开放、安全的网络实现更高实时性、更高传输带宽的控制系统，本文以目肃大剧院的典型舞台机械为被控对象，研究了P R O F I N E T 工业以太网模型及其特点，重点分析P R O
10、F I N E TR T 与I R T 协议的实时通讯原理、协议调度机制和网络拓扑结构，结合舞台机械控制的特点设计了一套基于P R O F I N E T 工业以太网的舞台机械计算机控制系统。该系统的硬件结构采用管理层、过程层、设备层三层架构，结构清晰，方便搭建和维护。为了实现实时、可靠、合理的舞台机械控制与监测，采用而向对象程序设计语言c j ! j 4 0 在V i s u a lS t u d i o2 0 10 下开发了上位机软件，实现了与P L C 的O P C 通讯，完成了数据库设计、舞台剧目设计等关键任务；采用S C L 语言在S T E P 7 下开发了S 7 4 0 0P L C 程序，
