工業(yè)以太網(wǎng)總線測(cè)試平臺(tái)研究.pdf

1、數(shù)控機(jī)床的高速、高精和高可靠性依賴于通信鏈路的通信實(shí)時(shí)性、并行處理的同步性和通信的可靠性?，F(xiàn)場(chǎng)總線已成為自動(dòng)化技術(shù)的集成組件，通過大量的實(shí)踐檢驗(yàn)和測(cè)試，如今已被廣泛應(yīng)用。采用工業(yè)以太網(wǎng)作為現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)控系統(tǒng)越來越普及，現(xiàn)場(chǎng)總線在整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)中起到了舉足輕重的作用。數(shù)控系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)總線的安全性和可靠性將直接影響整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)的安全性和可靠性。因此研究工業(yè)以太網(wǎng)測(cè)試的方法具有重要意義。為此，找到一種有效的方法，在不對(duì)整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)造成干擾的前提下

2、，合理準(zhǔn)確地檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)總線，并能衡量和檢驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)總線性能，進(jìn)行評(píng)估尤為關(guān)鍵。
　　本文選擇POWERLINK和EtherCAT兩種工業(yè)以太網(wǎng)總線作為代表，研究了這兩種總線的通信機(jī)制。針對(duì)使用上述兩種總線的數(shù)控系統(tǒng)，提出一種非介入式的測(cè)試方案。硬件方面，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一套基于FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)的下位機(jī)硬件板卡，用來對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線鏈路層數(shù)據(jù)及相關(guān)信息進(jìn)行采集捕獲。軟件方面，研究了Windows平臺(tái)下的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包捕獲引擎WinPcap架

3、構(gòu)及其在.NET平臺(tái)下的一個(gè)優(yōu)秀的封裝庫SharpPcap，并對(duì)Wireshark工具進(jìn)行了定制。此外，還設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了軟件結(jié)構(gòu)，采用C＃編寫，基于.NET4.0實(shí)現(xiàn)。使用SharpPcap作為鏈路層數(shù)據(jù)包捕獲引擎，操作底層驅(qū)動(dòng)，獲取硬件上傳的數(shù)據(jù)包;編寫了數(shù)據(jù)包解析處理算法，對(duì)捕獲到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。
　　最后，在搭建的被測(cè)系統(tǒng)上應(yīng)用此測(cè)試平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了在不對(duì)被測(cè)系統(tǒng)造成影響的前提下獲取總線數(shù)據(jù)和相關(guān)信息。在軟件平臺(tái)上分析處理這些數(shù)