工业控制系统综合训练平台信号处理部分的设计与实现
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摘要
论文是依托工业控制系统综合训练平台建设而展开工作的。论文根据训练平台状况，设计和实现了一种由“信号处理部分”和“软件仿真部分”组成的软硬件仿真被控对象。用此方法构建的仿真被控对象可以代替实物被控对象，达到对学生进行工业控制综合训练的目的。
论文首先对工业控制系统综合训练平台进行了总体方案的设计。接着以ARM9为处理器，采用“主机板+接口板”的形式对信号处理部分进行了详细的硬件设计。而后详细讨论了信号处理部分的软件设计，重点对信号处理部分和PC机上的软件仿真部分之间的以太网通信进行了调试和实现。最后对PC机上的软件仿真部分的几种实现方法进行了讨论。
This thesis mainly relies on construction of the synthetical training platform forindustry control system. Considering the status of the synthetical training platform, theauthor designs and realizes an emulation controlled plant which is make up of hardwaresignal process part and software simulation part. Using this plant, students can get all kindsof industry control training as if they have the real plant.
In the first of this thesis, the author gives the general design of the synthetical trainingplatform for industry control system, then describes the hardware design of the signalprocess part which consists of ARM9 board and interface board. After that the thesisdiscusses the software design and places emphasis on the debugging and realization of thecommunication between the signal process part and PC. In the end, the thesis discussesseveral methods which can realize the software simulation part.
论文首先对工业控制系统综合训练平台进行了总体方案的设计。接着以ARM9为处理器，采用“主机板+接口板”的形式对信号处理部分进行了详细的硬件设计。而后详细讨论了信号处理部分的软件设计，重点对信号处理部分和PC机上的软件仿真部分之间的以太网通信进行了调试和实现。最后对PC机上的软件仿真部分的几种实现方法进行了讨论。
This thesis mainly relies on construction of the synthetical training platform forindustry control system. Considering the status of the synthetical training platform, theauthor designs and realizes an emulation controlled plant which is make up of hardwaresignal process part and software simulation part. Using this plant, students can get all kindsof industry control training as if they have the real plant.
In the first of this thesis, the author gives the general design of the synthetical trainingplatform for industry control system, then describes the hardware design of the signalprocess part which consists of ARM9 board and interface board. After that the thesisdiscusses the software design and places emphasis on the debugging and realization of thecommunication between the signal process part and PC. In the end, the thesis discussesseveral methods which can realize the software simulation part.
引文
1．周永勤，周美兰．基于组态技术虚拟被控对象的PLC仿真实验研究．哈尔滨理工大学学报．2004．9(6)：7-9
2. Siemens AG. SIMIT SCE The Virtual plant for training in artomation. Siemens AG, 2004
3．鞠勇．面向实际工程应用的PLC实验室建设．实验室研究与探索．2002．21(1)：101-103
4. Salita, Stephen. Integration of Automation PLC Development with Real-Time Simulation. ISA TECH/EXPO Technology Update Conference Proceedings, 2002: 11-20
5. Lacombe Y, Barnes R. Using simulation to test a digital control system and man to machine interface for a station blackout EDG [J]. Simulators International, 1995 (7):43-46
6. PalmaJoao. Multipurpose process simulator for automation engineering laboratory. ISIE, 1997 (3):931-935
7．(印度)Raj Kamal．嵌入式系统——体系结构、编程与设计．清华大学出版社，2005
8．杨广才，唐学媛．工业控制系统发展新技术．机床电器．2007(1)：5-8
9．贾东耀，汪仁煌．工业控制网络结构的发展趋势．工业仪表与自动化装置．2002(5)：12-15
10．廖常初．S7-300／400 PLC应用技术．机械工业出版社，2005
11．西门子．SIMATIC S7-300 CPU 31xC和CPU 31x技术数据．西门子，2004
12．西门子．用于小型应用的经凑而经济的过程控制系统—SIMATIC PCS7 BOX．西门子，2005
13．张志学，肖志怀等．PROFIBUS总线技术介绍．电站系统工程．2001．17(5)：57-59
14．杜春雷．ARM体系结构和编程．清华大学出版社，2003
15．Atmel．基于ARM920T~(TM)的控制器AT91RM9200．Atmel，2005
16. Atmel. ARM920T~(TM)based Microcontroller AT91RM9200. Atmel, 2003
17. Hynix. HY57V281620 4 Bank×2M×16Bit Synchronous. Hynix, 2003
18．伦德全．电路板级的电磁兼容设计．摩托罗拉微控制部，2001
19. AMD. Am29LV640MH/L Data Sheet. AMD, 2000
20. National Semiconductor Corporation. LM2576/LM2576HV Series SIMPLE SWITCHER(?) 3A Step-Down Voltage Regulator. National Semiconductor Corporation, 2004
21．西门子．SIMATIC S7-300模块数据手册．西门子，2002
22．(美)W．Richard Stevens．TCP／IP详解．北京大学出版社，1999
23．李驹光，聂雪媛等．ARM应用系统开发详解—基于S3C4051B的系统设计．清华大学出版社，2003
24．(美)Jean J．Labrosse．uC／OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统．北京航空航天大学出版社，2003
25．周立功．ARM嵌入式系统软件开发实例(一)．北京航空航天大学出版社，2004
26．雷振山．LabVIEW 7 Express实用技术教程．中国铁道出版社，2004
27．邓本再，谢玉梅．可编程序控制器虚实交互实验系统．实验技术与理．2006．23(2)：72-74
28. Analog Devices. 4-20mA Transmitter AD694. Analog Devices, 2002
29．周立功．ARM嵌入式系统实验教程．北京航空航天大学出版社，2004
30．周立功．ARM微控制器基础与实现．北京航空航天大学出版社，2003
31．John Catsoulis．Designing Embedded Hardware．中国电力出版社，2004
32．姜立科．MOS电阻阵驱动控制系统设计与实现．南京理工大学硕士论文，2006
33．林锐．高质量C++／C编程指南．上海贝尔，2001
34．谭浩强．C语言程序设计．清华大学出版社，2000
35．(加)KIRK ZURELL．嵌入式系统的C程序设计．机械工业出版社．2001
36. ARM Corporation. ADS1.2 Compilers and Libraries Guide. ARM Corporation, 2003
37. ARM Corporation. ARM Developer Suite Linker and Utilities Guide, issue A. ARM Corporation, 2001
38．朱义君，扬育红等．AT91系列ARM微控制器体系结构与开发实例．北京航空航天大学出版社，2004
39．张志杰．嵌入式系统在工业控制中的应用．电子科技大学硕士论文．2005
40．Behrouz A．Forouzan等．TCP／IP协议族．清华大学出版社．2006
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