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工业以太网总线在电子提花机中的工程应用

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工业以太网总线在电子提花机中的工程应用

摘要:当你需要操作大量的“I/O口线”,多路的通讯(I2C,SPI等),又需要与上位机进行多达上百兆的数据交换时,本文通过引入工业以太网总线技术,提出一种新的工程应用,使“高速数据传输”,“远程故障诊断”,“远程控制”成为电子提花机的亮点。

关键词:工业以太网总线TCP/IP协议电子提花机

中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1007-9416(2011)04-0069-01

1、工业以太网总线

当今时代,网络控制的理念已经越来越被用户所接受,传统的基于RS485,CAN等总线的各种集散控制系统,由于其固有的缺陷,正在被基于TCP/IP协议的工业太网所取代,工业以太网总线和我们现在使用的局域网是一致的,它采用统一的TCP/IP协议,避免了不同协议间通讯不了的困扰,它可以直接和局域网的计算机互连而不要额外的硬件设备,它方便数据在局域网的共享,它可以用IE浏览器访问终端数据,而不要专门的软件,它可以和现有的基于局域网的ERP数据库管理系统实现无缝连接,它特别适合远程控制,配合电话交换网和GSM,GPRS无线电话网实现远程数据采集,它采用统一的网线,减少了布线成本和难度,避免多种总线并存。工业以太网总线正因为有诸多的优点,在国内外逐步得到了迅速的普及,现在已经有大量的配套产品在使用中。如工业以太网HUB,工业以太网防火墙产品,工业以太网关,以太网转RS232/RS485设备(周立功的广州致远电子有限公司),以太网A/D模块,以太网D/A模块,以太网AI模块,以太网AO模块,以太网DI模块,以太网DO模块及复合功能模块等。

2、电子提花机

中国技术杂志“丝绸”2002年第9期刊登一篇题目“电子提花机嵌入式控制技术”,其公开了一种采用“嵌入式CPU模块”的电子提花机控制系统的方案,该技术采用软盘做数据存贮介质,但是软盘的存贮量只有1.44M,不能适应复杂的花型。

随着技术的发展,嵌入式微处理器(EmbeddedMicroprocessorUnit,EMPU,orEmbeddedMicrocontrollerUnit,EMCU)已经应用到所有的工业领域。嵌入式微处理器功能强大,芯片内部集成FLASH、SRAM、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串行口、脉宽调制输出、A/D、D/A等各种必要功能和外设,可以很容易的构成片上系统(SOC,systemonchip)。只是CPU内部没有大容量的数据存储器(上百兆的flash等),只须外接一片大容量的数据存储芯片(K9K4G08UXM等)。

多达上百兆的数据量,在现有的技术基础:CAN,工业以太网等都可以选择,可是如果需要远程监控,远程故障诊断等功能时,CAN就显得力不从心,工业以太网在此处运用则恰到好处。

3、工业以太网在提花中的应用

电子提花机的龙头电控部分在数米高的空中,传输花纹数据的“数据线”长度需要15－20米,如何将PC机中最多达上百兆的数据量快速可靠的传输到龙头电控系统(图1:原理框图中的“21接口”)的存储器中,将是系统设计的关键所在。

当下每一台PC机都有标配的RJ45接口电路,统一的TCP/IP协议,由此我们采用工业以太网总线的思想来解决上述难题。

4、硬件介绍

选用LPC2378作为CPU,以太网控制器由以太网媒体接入控制器(MAC)和物理接口收发器(PHY)组成。通常MAC

与PHY直接采用MII接口(媒体独立接口)或者RMII接口(简化的MII)。LPC2378ARM包含一个功能齐全的10/100Mbps以太网MAC。LPC2378ARM的MAC与PHY(DM9161A)采用RMII(简化的MII)接口构成一个完整的以太网控制器。

5、软件介绍

IP特点:

Socket库兼容BSD标准SocketAPI;

基于UC/OS_II实时多任务操作系统,具有良好的实时性能;

所有函数都可以工作在非阻塞方式;

支持RFC标准TCP;

简易路由协议处理,可以跨越网关收发数据;

高移植性;

代码可重入;

可以配置和裁减;

支持网络地址解析(NAT);

支持多网络接口的应用;

基本完整的TCP栈支持,TCP模块处理支持以下功能;

(1)发送确认;

(2)带外数据;

(3)数据重传;

(4)数据校验;

(5)流模式;

(6)连接数目只受内存大小限制。

参考文献

[1]李志祥等编著.《电子提花机与产品开发》.中国纺织出版社.

[2]谢希仁编著.《计算机网络第五版》.电子工业出版