基于FPGA的千兆网络数据采集系统设计与实现

介绍了网络流量管理中的网络数据采集系统的设计与实现。以Altera StratixGX系列FPGA为平台,结合Marvell 88E1111网络芯片,完成了网络数据采集系统。本设计采用SoPC技术,利用Altera提供的千兆以太网IP核,完成FPGA系统无缝连接千兆以太网,实现网络数据包采集。     

工业以太网应用的研究

本文针对工业以太网在工业控制应用中存在的问题如：网络安全性、稳定性、可靠性、总线供电、本质安全性工业现场的实际问题给出了可行的解决方案。在工业网络中采用虚拟局域网等技术来解决工业以太网的网络安全性问题,通过采用以太网的环冗余保证工业控制网络的可靠性和稳定性。并且对工业以太网在实际应用中存在的如总线供电、本质安全性问题给出了可行方案。     

工业以太网中网络通信技术的研究

随着以太网技术的迅猛发展，工业以太网在工业控制领域扮演着越来越重要的角色。该文在阐述工业以太网通信协议模型基础上．针对当前工业控制领域提出的将测控分散到现场、实现远程监控的要求，提出了一种实现工业以太网数据通信技术的可行的方案。按该方案设计的系统已得到实现．应用结果证明此种通信方案高效可靠。能够满足工业以太网对于网络通信的要求。     

改进的WRR策略在交换式工业以太网中的最大时延计算

为满足不同类型的数据在交换式工业以太网中传输的不同要求,在交换机中引入具有优先级队列的加权轮循(Weighted Round Ring,WRR)策略,应用网络演算理论推导不同类型的数据在该策略下的等待时延上界,得出计算公式,并与绝对优先级调度算法进行比较,展现该策略在工业以太网中应用的优越性.     

三网合一在LF钢包精炼炉的应用

简要阐述了企业数据网、工业以太网和控制网三网合一在杭州钢铁集团LF钢包精炼炉自控系统的应用，重点介绍了PLC控制网络、工业以太刚、数据企业刚三网合一组成该精练炉自动化控制系统，取得了很好的应用效果。     

以太网流量测量研究综述

随着网络技术的发展,新的网络流量测量技术不断涌现,其中一些研究成果已被采纳并在设备中实现。本文介绍了网络测量的国内外研究现状,总结和概括了已有的以太网流量测量技术及其特点,对该领域的关键技术和难点问题进行了分析,并提出了一些当前需要解决的问题。     

OPC技术及其在工业以太网控制系统中的应用

介绍了工业以太网控制系统，OPC(OLE for Process Control)数据存取、数据交换技术及其在工业以太网中的应用模式，给出了OPC数据存取服务器设计与实现的方法。     

冷轧机厚度检测网络的诊断措施

简要介绍了宝钢冷轧生产线轧机厚度控制网络的结构与运行原理,说明了在高速工业检测网络中通信模式变更带来的问题与风险,论证了为准确获得工业以太网的运行状况而增加专用网络监控设备的必要性,对增加诊断措施的方法进行了研究与实践,给出了一种在不改变原有网络通信路径的前提下获得网络实时数据、历史数据、网络流量负荷统计等参数的方法,说明了针对轧机厚度检测网络改造中各种问题的对策。基于此次实践结果,对类似工业网络的维护与诊断提出了思考与建议。     

以太网在网络控制系统中的应用与发展趋势

针对目前网络控制系统的发展情况,介绍了现场总线控制系统和工业以太网在工业控制中的应用现状。根据以太网的技术特点,分析了以太网在工业现场控制中的优缺点,预测了以太网在网络控制系统中的发展趋势。     

一种基于工业以太网的监控系统的设计与应用

本文在介绍工业以太网系统的总体设计的基础上,重点阐述了工业以太网监视控制管理平台的软件设计与应用。主要包括上位机监控组态控制平台的数据通讯、数据管理、组态控制各模块以及网络管理平台的设计思路,并介绍了该系统在实验室的具体应用实例。     

Enforcing the timing behavior of real-time stations in legacy bus-based industrial Ethernet networks

This paper proposes a virtual token-passing mechanism, which allows the coexistence of legacy industrial Ethernet devices with enhanced (real-time) devices in the same bus network. The VTPE mechanism allows the implementation of real-time (RT) applications upon legacy bus-based industrial networks, enforcing the adequate timing behavior of the supported applications. It enables the traffic separation between legacy Ethernet stations and enhanced (RT) stations. A set of experiments has been performed, which allowed to measure the message access delay and the token rotation time. The achieved results clearly demonstrate that the VTPE architecture enables the support of RT communication upon legacy bus-based industrial Ethernet networks, even when the communication medium is shared with uncontrolled traffic sources.     

不同网络结构的交换式以太网最大时延的研究

以太网的实时通信不确定性是其应用于实时性要求较高的工业控制系统中的障碍。交换式以太网的出现使这一问题得到了改善。采用网络演算理论作为以太网实时性能的分析方法，计算出星形和树形两种不同网络结构的交换式以太网的最大网络时延，分析了不同负载和不同数据量的情况下两种拓扑的实时性能，证明了交换式以太网良好的实时性能以及应用于实时工业控制中的可行性，并提出将以太网应用于高速磁浮列车的运行控制系统中的方案，保证了磁浮列车中信息的实时传输。     

工业控制系统应用组播技术抑制广播风暴

针对工业控制系统通信网络故障中最常见的广播风暴问题,结合其成因和危害,介绍了基于工业以太网的工业控制系统,利用组播技术抑制广播风暴的方法.阐述了采用分组通信的组播原理和方法,建立了一套实时性好、传输效率高,有效抑制广播风暴的工业系统通信网络.     

基于工业以太网的实时监控系统通信设计

工业以太网控制系统是集散控制系统(DCS)和现场总线控制系统(FCS)之后产生的一种新型的工业控制系统。工业以太网以其全开放、实现工业控制网络与数据信息网络的无缝整合的特点,已成为当前自动化技术领域的热门技术。本文以西门子SIMATIC S7-300/400 PLC为对象,利用多线程编程技术实现可编程控制器(PLC)与上位机(PC)基于工业以太网的实时通信,给出系统的通信原理和软件设计方法,并将此方法成功应用于实时监控系统。     

基于软件的实时交换式以太网的实现

本文讲述了在交换式以太网环境下采用流量控制来实现实时通信的方法,重点描述了实现流量控制所采用的算法,并对比了加载块前后系统的延迟、抖动、丢包率。测试表明,采用流量控制后能够有效改善网络的性能,实现实时通信。     

煤矿井下电网区域联锁保护方案及其实时性研究

针对煤矿井下供电系统通信网络无法满足数据传输实时性、可靠性的要求,很难同时实现保护速动性和选择性的问题,提出了基于交换式以太网的区域联锁保护方案,并采用OPNET网络仿真软件对交换式以太网进行了实时性研究。该方案采用树形结构的交换式以太网,在各综合保护装置上增加具备以太网通信接口的智能联锁装置,组成区域联锁系统。仿真结果表明,在同时有64个网络节点收发数据的极端情况下,网络整体延时最大值不超过0.65ms,端到端最大延时不超过1ms,整体数据收发流量比较平稳,说明交换式以太网具有很高的稳定性和可靠性,能够满足本区域联锁保护系统实时性要求,防止越级跳闸事故发生。     

基于工业以太网的动态通信平滑过滤器研究

针对工业控制系统的特点,在不改变以太网协议的条件下,采用一种新的动态通信平滑过滤器来控制网络负荷以满足控制系统的实时通信要求。研究表明:该动态通信平滑过滤器不仅可以为非实时数据提供合理的网络吞吐率,并且可以显著地控制实时数据传输的超时比率,其性能明显优于静态通信平滑过滤器。     

实时工业以太网无线通信节点的设计与实现

实时控制网络是新型网络化、智能化工业装备的重要支撑技术。在研究POWERLINK实时工业以太网协议的基础上,以FPGA为核心,设计和实现了一个实时无线通信嵌入式硬件节点。其中,以FPGA作为实时网络协议栈处理单元,采用并行接口与主控单元实现高速数据交互,并基于典型射频模块实现无线数据传输接口,可支持高速无线数据传输。通过所集成POWERLINK IP核的实时链路层管理机制,实现了工业网络中多节点间数据的无线实时传输。     

基于TCP/IP协议的高可靠冗余以太网设计

研究提出一种工业以太网冗余通信方案。结合工业自愈以太环网和节点双网卡技术,设计基于TCP/IP协议的双网卡冗余通信机制,提高了网络数据传输通信的实时性和可靠性。实验证明,设计的方案可保证网络数据传输具备高可靠性。     

基于网络演算的交换式以太网实时特性分析

交换式以太网在网络控制系统中的应用关键问题是实时能力,为此采用一种新型实时性能分析工具——网络演算,对交换式以太网实时能力进行确定性的分析和研究。针对FIFO调度算法,对两级树型拓扑结构的交换式以太网系统建立了通信模型,推导出各网络元素的到达曲线和服务曲线,由此得到了最大时延、所需缓冲区大小、输出突发量等实时业务流的主要参数解析表达式;利用推导所得结论计算了实时业务流的最大网络时延。