基于EPA的现场I/O设备的研究与开发
| 摘要 | 第1-4页 |
| ABSTRACT | 第4-9页 |
| 第1章 绪论 | 第9-19页 |
| 1．1 现场总线与工业以太网 | 第9-13页 |
| 1．2 基于以太网的EPA通信标准 | 第13-14页 |
| 1．3 现场I／O设备及其发展现状 | 第14-15页 |
| 1．4 论文的立题背景和研究目标 | 第15-18页 |
| 1．4．1 本论文的立题背景 | 第15-16页 |
| 1．4．2 本论文的研究目标 | 第16-17页 |
| 1．4．3 本论文的结构 | 第17-18页 |
| 1．5 本章小结 | 第18-19页 |
| 第2章 基于EPA的控制系统与现场I／O设备 | 第19-23页 |
| 2．1 EPA网络拓扑结构 | 第19-20页 |
| 2．2 EPA设备 | 第20-21页 |
| 2．3 EPA现场I／O设备 | 第21页 |
| 2．4 本章小结 | 第21-23页 |
| 第3章 EPA通信栈软件的设计与开发 | 第23-49页 |
| 3．1 EPA系统结构 | 第23-26页 |
| 3．1．1 物理层与数据链路层 | 第24页 |
| 3．1．2 网络层与传输层 | 第24页 |
| 3．1．3 应用层 | 第24-25页 |
| 3．1．4 应用进程 | 第25-26页 |
| 3．1．5 EPA管理信息库 | 第26页 |
| 3．2 EPA设备间的通信 | 第26-30页 |
| 3．2．1 EPA链接对象 | 第27-28页 |
| 3．2．2 EPA通信发起方 | 第28-29页 |
| 3．2．3 EPA通信接收方 | 第29-30页 |
| 3．3 EPA通信栈软件的设计与开发 | 第30-47页 |
| 3．3．1 以太网收发控制器驱动程序 | 第31页 |
| 3．3．2 TCP(UDP)／IP协议软件包 | 第31-36页 |
| 3．3．2．1 ARP协议 | 第32-33页 |
| 3．3．2．2 IP协议 | 第33-34页 |
| 3．3．2．3 UDP协议 | 第34-35页 |
| 3．3．2．4 ICMP协议 | 第35-36页 |
| 3．3．2．5 API服务接口 | 第36页 |
| 3．3．3 EPA实时通信协议软件包 | 第36-39页 |
| 3．3．3．1 EPA套接字映射接口软件包 | 第37页 |
| 3．3．3．2 EPA应用层通信软件包 | 第37-38页 |
| 3．3．3．3 EPA用户层服务接口软件包 | 第38-39页 |
| 3．3．4 EPA管理协议软件包 | 第39-44页 |
| 3．3．4．1 设备识别 | 第39页 |
| 3．3．4．2 地址分配 | 第39-40页 |
| 3．3．4．3 对象定位 | 第40页 |
| 3．3．4．4 增加或删除设备 | 第40-41页 |
| 3．3．4．5 时间同步 | 第41页 |
| 3．3．4．6 功能块调度 | 第41-42页 |
| 3．3．4．7 EPA链路管理 | 第42页 |
| 3．3．4．8 EPA管理信息库 | 第42-44页 |
| 3．3．5 EPA通信调度 | 第44-46页 |
| 3．3．6 基于XML的设备描述 | 第46-47页 |
| 3．4 本章小结 | 第47-49页 |
| 第4章 基于以太网的总线供电技术的研究 | 第49-55页 |
| 4．1 PoE以太网供电系统介绍 | 第49-50页 |
| 4．2 PoE以太网供电的优点 | 第50页 |
| 4．3 PoE以太网供电方式 | 第50-52页 |
| 4．3．1 In-Band方式 | 第51页 |
| 4．3．2 Out-Of-Band方式 | 第51-52页 |
| 4．4 以太网供电工作过程 | 第52页 |
| 4．5 以太网供电技术在EPA设备中的应用 | 第52-53页 |
| 4．6 以太网供电技术实际应用分析 | 第53-54页 |
| 4．7 本章小结 | 第54-55页 |
| 第5章 现场I／O设备的安全防爆研究 | 第55-65页 |
| 5．1 安全防爆技术 | 第55页 |
| 5．2 现场I／O设备本质安全防爆研究 | 第55-58页 |
| 5．2．1 电路设计基本思想 | 第55-57页 |
| 5．2．2 结构设计基本思想 | 第57-58页 |
| 5．3 EPA本质安全系统研究 | 第58-60页 |
| 5．3．1 本质安全系统概述 | 第58-59页 |
| 5．3．2 EPA本质安全系统的组成 | 第59-60页 |
| 5．4 现场I／O设备的功耗分析 | 第60-63页 |
| 5．4．1 微处理器功耗分析 | 第61页 |
| 5．4．2 以太网通信模块功耗分析 | 第61-62页 |
| 5．4．3 ADS1240功耗分析 | 第62页 |
| 5．4．4 电源转换模块功耗分析 | 第62页 |
| 5．4．5 功耗分析结果 | 第62-63页 |
| 5．5 现场I／O设备的隔爆防爆设计 | 第63页 |
| 5．6 本章小结 | 第63-65页 |
| 第6章 基于EPA的现场I／O设备的设计与开发 | 第65-103页 |
| 6．1 现场I／O设备的设计与开发思路 | 第65页 |
| 6．2 基于EPA的标准信号采集模块的设计与开发 | 第65-91页 |
| 6．2．1 标准信号采集模块的总体设计 | 第66页 |
| 6．2．2 标准信号采集模块的硬件开发 | 第66-82页 |
| 6．2．2．1 总体设计 | 第66-68页 |
| 6．2．2．2 通信底板的开发 | 第68-74页 |
| 6．2．2．3 信号采集背板的开发 | 第74-82页 |
| 6．2．3 标准信号采集模块的软件设计 | 第82-91页 |
| 6．2．3．1 总体没计 | 第82-83页 |
| 6．2．3．2 主程序的开发 | 第83-84页 |
| 6．2．3．3 系统服务子程序的开发 | 第84-87页 |
| 6．2．3．4 A／D数据采集处理程序的开发 | 第87-90页 |
| 6．2．3．5 EPA通信栈软件的开发 | 第90-91页 |
| 6．3 其它EPA现场I／O模块的设计与开发 | 第91-96页 |
| 6．3．1 热电偶和毫伏信号输入模块的设计与开发 | 第91-92页 |
| 6．3．2 热电阻信号输入模块的设计与开发 | 第92-93页 |
| 6．3．3 开关量输入模块的设计与开发 | 第93-94页 |
| 6．3．4 开关量输出模块的设计与开发 | 第94-96页 |
| 6．4 现场I／O设备的可靠性研究与设计 | 第96-102页 |
| 6．4．1 冗余与容错设计 | 第96-97页 |
| 6．4．2 电磁兼容性设计 | 第97-100页 |
| 6．4．2．1 现场I／O设备所受干扰的形式 | 第97-98页 |
| 6．4．2．2 硬件抗干扰措施 | 第98-100页 |
| 6．4．3 软件可靠性设计 | 第100-102页 |
| 6．5 本章小结 | 第102-103页 |
| 第7章 现场I／O设备的测试 | 第103-112页 |
| 7．1 模块精度测试 | 第103-105页 |
| 7．2 电磁兼容性测试 | 第105-110页 |
| 7．2．1 静电放电抗扰度测试 | 第106页 |
| 7．2．2 电快速瞬变脉冲群抗扰度测试 | 第106-108页 |
| 7．2．3 雷击浪涌抗扰度测试 | 第108-109页 |
| 7．2．4 共串模电压抗扰度测试 | 第109-110页 |
| 7．3 EPA通信一致性测试 | 第110-111页 |
| 7．3．1 自动测试 | 第110页 |
| 7．3．2 手动测试 | 第110-111页 |
| 7．4 本章小结 | 第111-112页 |
| 第8章 总结与展望 | 第112-114页 |
| 8．1 研究总结 | 第112页 |
| 8．2 进一步研究方向 | 第112-114页 |
| 附录1 EPA通信一致性测试流程图 | 第114-115页 |
| 附录2 现场I／O设备及其在现场的应用 | 第115-116页 |
| 参考文献 | 第116-118页 |
| 致谢 | 第118-119页 |
| 作者攻读硕士期间发表的论文和科研成果 | 第119页 |
