تحلیل زماني مخابره سيگنالهاي کنترلي از طريق پیوندهای چند مرحله اي بر روي شبکههاي صنعتي به منظور پياده سازي حلقههاي کنترل گسترده با انعطاف پذيري بالا
نوع فایل: word (قابل ویرایش)
تعداد صفحات : 140 صفحه
چکیده
پيشرفت فن آوريهاي مرتبط با شبکههاي ارتباطي در دههاي اخير و گسترش آنها در لايههاي بالايي صنعت نظير لايههاي مانيتورينگ و مديريتي ايجاب نموده تا روشهايي براي بکارگيري اين شبکهها در سطوح پايين يعني شبکه نمودن دستگاهها و سنسورها ابداع و به کار گرفته شوند که هر يک نسبت به روشهاي سنتي داراي مزايا و معايبي ميباشند.
در این پایاننامه نگاهی اجمالی به اتوماسیون صنعتی و نقش شبکههای ارتباطی در توسعه صنعت خواهیم داشت و با بیان تاریخچه شبکههای صنعتی از جمله اترنت و پروفیباس به ذکر اطلاعات پایه و سطوح سلسله مراتبی اتوماسیون صنعتی و پروتکلهای آن میپردازیم. در ادامه ملزومات اساسی طراحی و ارتباطات قسمتهای مختلف شبکه اترنت و پروفیباس شرح داده میشود و با ذکر محاسن و معایب هریک نشان خواهیم داد که چگونه میتوانیم شبکههای با سرعت بالا ولي غير زمان حقيقي مانند اترنت را در پروسههاي نيازمند داده زمان حقيقي استفاده نماييم و در انتها با ترکيب شبکههای سطح بالا (اترنت) با شبکههاي سطح پایینتر (مانند پروفیباس) به بررسي تحلیل زماني مخابره سيگنالهاي کنترلي از طريق پیوندهای چند مرحله اي ميپردازيم.
با توجه به بکارگيري گسترده شبکه پروفیباس و شبکه اترنت صنعتي، در اين رساله به طور خاص بر استفاده همزمان از اين دو نوع شبکه براي تبادل سيگنالهاي کنترلي متمرکز خواهيم شد و رفتار تأخير متغير با زمان، خطا در ارسال و ساير موارد را در مخابره سيگنالها از طريق هر دو شبکه و تأثيري که ميتوانند بر عملکرد سيستم کنترل داشته باشند را مورد مطالعه قرار خواهيم داد با اين هدف که با استفاده از نتايج تحليل بتوان به طور مشخص برآورده شدن قيود زمان حقیقی را به ازاي هر سيستم کنترل تعيين نمود. همچنين به دنبال آن خواهيم بود که راهکارهائي را براي کمک به برآورده شدن اين قيود ارائه نمائيم.
در این پایاننامه نگاهی اجمالی به اتوماسیون صنعتی و نقش شبکههای ارتباطی در توسعه صنعت خواهیم داشت و با بیان تاریخچه شبکههای صنعتی از جمله اترنت و پروفیباس به ذکر اطلاعات پایه و سطوح سلسله مراتبی اتوماسیون صنعتی و پروتکلهای آن میپردازیم. در ادامه ملزومات اساسی طراحی و ارتباطات قسمتهای مختلف شبکه اترنت و پروفیباس شرح داده میشود و با ذکر محاسن و معایب هریک نشان خواهیم داد که چگونه میتوانیم شبکههای با سرعت بالا ولي غير زمان حقيقي مانند اترنت را در پروسههاي نيازمند داده زمان حقيقي استفاده نماييم و در انتها با ترکيب شبکههای سطح بالا (اترنت) با شبکههاي سطح پایینتر (مانند پروفیباس) به بررسي تحلیل زماني مخابره سيگنالهاي کنترلي از طريق پیوندهای چند مرحله اي ميپردازيم.
با توجه به بکارگيري گسترده شبکه پروفیباس و شبکه اترنت صنعتي، در اين رساله به طور خاص بر استفاده همزمان از اين دو نوع شبکه براي تبادل سيگنالهاي کنترلي متمرکز خواهيم شد و رفتار تأخير متغير با زمان، خطا در ارسال و ساير موارد را در مخابره سيگنالها از طريق هر دو شبکه و تأثيري که ميتوانند بر عملکرد سيستم کنترل داشته باشند را مورد مطالعه قرار خواهيم داد با اين هدف که با استفاده از نتايج تحليل بتوان به طور مشخص برآورده شدن قيود زمان حقیقی را به ازاي هر سيستم کنترل تعيين نمود. همچنين به دنبال آن خواهيم بود که راهکارهائي را براي کمک به برآورده شدن اين قيود ارائه نمائيم.
فهرست مطالب
۱- مقدمه 2
۱-۱- کلیات 2
۱-۲- جايگاه اترنت در هرم اتوماسيون 3
۱-۳- جايگاه فيلدباس در هرم اتوماسيون 7
۲- معرفی شبکههای صنعتی 11
۲-۱- مقدمه 11
۲-۲- معرفي شبکه اترنت 12
۲-۲-۱- نگاهی به تاریخچه پیدایش اترنت 13
۲-۲-۲- نگاهی به روند تکاملی اترنت 15
۲-۲-۳- نگاهی به روند تکاملی اترنت زمان حقيقي 17
۲-۲-۳-۱- ON TOP OF TCP/IP 20
۲-۲-۳-۱-۱- MODBUS/TCP 20
۲-۲-۳-۳-۲- ETHERNET/IP 20
۲-۲-۳-۱-۳- P-NET 20
۲-۲-۳-۱-۴- VNET/IP 20
۲-۲-۳-۲- ON TOP OF ETHERNET 21
۲-۲-۳-۲-۱- ETHERNET POWER LINK (EPL) 21
۲-۲-۳-۲-۲- TIME-CRITICAL CONTROL NETWORK (TCNET) 21
۲-۲-۳-۲-۳- ETHERNET FOR PLANT AUTOMATION 21
۲-۲-۳-۲-۴- PROFINET CBA 21
۲-۲-۳-۳- MODIFIED ETHERNET 21
۲-۲-۳-۳-۱- SERIAL REALTIME COMMUNICATION SYSTEM …………………………….. 22
۲-۲-۳-۳-۲- ETHERCAT 22
۲-۲-۳-۳-۳- PROFINET IO 22
۲-۳- شبکه پروفيباس 22
۲-۳-۱- نگاهی به تاریخچه پیدایش شبکه پروفیباس 23
۲-۴- ارتباطات منطقی در شبکههای صنعتی (اترنت و پروفیباس) 24
۲-۵- تکنولوژی ارتباطات در اترنت 25
۲-۵-۱- لايه فيزيکي 26
۲-۵-۱-۱- 10BASE 5 27
۲-۵-۱-۲- 10 BASE 2 27
۲-۵-۱-۳- 10 BASE-T 28
۲-۵-۱-۴- 10 BASE-FL 29
۲-۵-۱-۵- 100 BASE يا FAST ETHERNET 30
۲-۵-۱-۶- 1000 BASE يا اترنت گيگابيت 31
۲-۵-۲- مقايسه کلي شبکه هاي اترنت مبتني بر IEEE 802.3 32
۲-۵-۳- لایه پيوند داده اي در اترنت 32
۲-۵-۳-۱- فريم بندي داده در اترنت 33
۲-۵-۳-۲- روش دسترسي به باس در اترنت 36
۲-۵-۴- لايه شبکه در اترنت 39
۲-۵-۴-۱- IP ADDRESS در لايه NETWORK 40
۲-۵-۴-۱-۱- آدرس IP-V4 40
۲-۵-۴-۱-۲- آدرس IP-V6 40
۲-۵-۵- لايه انتقال در اترنت 41
۲-۶- تکنولوژی ارتباطات در پروفیباس 43
۲-۶-۱- لايه فيزيکي 44
۲-۶-۶-۱- انتقال با کابل مسي 44
۲-۶-۱-۲- انتقال با فيبر نوري 48
۲-۶-۲- توپولوژیهای شبکه پروفیباس 50
۲-۶-۲-۱- توپولوژی باس با استفاده از ریپیتر 50
۲-۶-۲-۲- توپولوژی درختی با استفاده از ریپیتر 51
۲-۶-۳- لايه پيوند داده: 52
۲-۶-۳-۱- فرمت انتقال دیتا و امنیت آن 53
۲-۶-۳-۲- نحوه دسترسی به باس 54
۲-۶-۳-۳- فریم TOKEN 56
۲-۶-۴- پروفيباس FMS 56
۲-۶-۵- پروفيباس PA 57
۲-۷- جمع بندی 60
۳- تبادل داده بین PLC ها با استفاده از شبکههای صنعتی 62
۳-۱- مقدمه 62
۳-۲- طراحی شبکه 63
۳-۲-۱- امکان سنجی 64
۳-۲-۲- تجزیه و تحلیل 65
۳-۲-۳- طراحی 65
۳-۲-۴- اجرا 66
۳-۲-۵- نگهداری و به روز رسانی 66
۳-۳- تکنیکهای دسترسی به شبکه 67
۳-۴- شبکه کردن PLC ها با استفاده از اترنت 67
۳-۴-۱- ارتباطات SEND / RECEIVE در شبکه اترنت 68
۳-۴-۲- کارکردهاي ارتباطی 69
۳-۴-۳- پیکربندی و برنامه نویسی ارتباط S7 CONNECTION 70
۳-۴-۳-۱- پیکر بندی سخت افزار 70
۳-۴-۳-۲- پیکربندی ارتباط در NETPRO 71
۳-۴-۳-۳- برنامه نویسی تبادل دیتا در اترنت 72
۳-۵- شبکه کردن PLCها با استفاده از پروفیباس 73
۳-۵-۱- تنظیمات شبکه پروفیباس 75
۳-۵-۱-۱- پارامتر HIGHEST PROFIBUS ADDRESS 76
۳-۵-۱-۲- پارامتر TRANSMISSION 76
۳-۵-۱-۳- پروفایلهای پروفیباس 77
۳-۵-۲- INTELLIGENT SLAVE 77
۳-۵-۳- برنامه نویسی تبادل دیتا در پروفیباس 77
۳-۶- جمع بندی 78
۴- تحلیل تئوری و عملی شبکههای صنعتی 80
۴-۱- مقدمه 80
۴-۲- محاسبه زمانی ارتباط پروفیباس 81
۴-۲-۱- محاسبه زمانی ارتباط یک MASTER و یک SLAVE به لحاظ تئوری 82
۴-۲-۲- محاسبه زمانی ارتباط یک MASTER و یک SLAVE به لحاظ عملی 85
۴-۲-۳- محاسبه زمانی ارتباط یک MASTER و دو SLAVE به لحاظ تئوری 88
۴-۲-۴- محاسبه زمانی ارتباط یک MASTER و دو SLAVE به لحاظ عملی 89
۴-۳- محاسبه زمانی ارتباط اترنت 91
۴-۴- زمان حقیقی نمودن اترنت 96
۴-۵- سیستمهای چند مرحله ای 98
۴-۵-۱- حالت اول DP-LAN-DP 99
۴-۵-۲- حالت دوم LAN-DP-DP 102
۴-۵-۳- مقایسه دو سیستم 104
۴-۶- جمع بندی 105
۵- تاثیر شبکههای صنعتی بر روی حلقه کنترلی 107
۵-۱- مقدمه 107
۵-۲- مدل مورد بررسی بدون تاخیر زمانی 108
۵-۳- وارد نمودن تاخیر به سیستم (تاخیر ناشی از شبکه) 110
۵-۴- مدل سازی با شبکه ترکیبی 113
۵-۵- نتیجه گیری: 114
۶- جمع بندی و پبشنهادات 116
۶-۱- جمع بندی 116
۶-۲- پیشنهادات 119
۱-۱- کلیات 2
۱-۲- جايگاه اترنت در هرم اتوماسيون 3
۱-۳- جايگاه فيلدباس در هرم اتوماسيون 7
۲- معرفی شبکههای صنعتی 11
۲-۱- مقدمه 11
۲-۲- معرفي شبکه اترنت 12
۲-۲-۱- نگاهی به تاریخچه پیدایش اترنت 13
۲-۲-۲- نگاهی به روند تکاملی اترنت 15
۲-۲-۳- نگاهی به روند تکاملی اترنت زمان حقيقي 17
۲-۲-۳-۱- ON TOP OF TCP/IP 20
۲-۲-۳-۱-۱- MODBUS/TCP 20
۲-۲-۳-۳-۲- ETHERNET/IP 20
۲-۲-۳-۱-۳- P-NET 20
۲-۲-۳-۱-۴- VNET/IP 20
۲-۲-۳-۲- ON TOP OF ETHERNET 21
۲-۲-۳-۲-۱- ETHERNET POWER LINK (EPL) 21
۲-۲-۳-۲-۲- TIME-CRITICAL CONTROL NETWORK (TCNET) 21
۲-۲-۳-۲-۳- ETHERNET FOR PLANT AUTOMATION 21
۲-۲-۳-۲-۴- PROFINET CBA 21
۲-۲-۳-۳- MODIFIED ETHERNET 21
۲-۲-۳-۳-۱- SERIAL REALTIME COMMUNICATION SYSTEM …………………………….. 22
۲-۲-۳-۳-۲- ETHERCAT 22
۲-۲-۳-۳-۳- PROFINET IO 22
۲-۳- شبکه پروفيباس 22
۲-۳-۱- نگاهی به تاریخچه پیدایش شبکه پروفیباس 23
۲-۴- ارتباطات منطقی در شبکههای صنعتی (اترنت و پروفیباس) 24
۲-۵- تکنولوژی ارتباطات در اترنت 25
۲-۵-۱- لايه فيزيکي 26
۲-۵-۱-۱- 10BASE 5 27
۲-۵-۱-۲- 10 BASE 2 27
۲-۵-۱-۳- 10 BASE-T 28
۲-۵-۱-۴- 10 BASE-FL 29
۲-۵-۱-۵- 100 BASE يا FAST ETHERNET 30
۲-۵-۱-۶- 1000 BASE يا اترنت گيگابيت 31
۲-۵-۲- مقايسه کلي شبکه هاي اترنت مبتني بر IEEE 802.3 32
۲-۵-۳- لایه پيوند داده اي در اترنت 32
۲-۵-۳-۱- فريم بندي داده در اترنت 33
۲-۵-۳-۲- روش دسترسي به باس در اترنت 36
۲-۵-۴- لايه شبکه در اترنت 39
۲-۵-۴-۱- IP ADDRESS در لايه NETWORK 40
۲-۵-۴-۱-۱- آدرس IP-V4 40
۲-۵-۴-۱-۲- آدرس IP-V6 40
۲-۵-۵- لايه انتقال در اترنت 41
۲-۶- تکنولوژی ارتباطات در پروفیباس 43
۲-۶-۱- لايه فيزيکي 44
۲-۶-۶-۱- انتقال با کابل مسي 44
۲-۶-۱-۲- انتقال با فيبر نوري 48
۲-۶-۲- توپولوژیهای شبکه پروفیباس 50
۲-۶-۲-۱- توپولوژی باس با استفاده از ریپیتر 50
۲-۶-۲-۲- توپولوژی درختی با استفاده از ریپیتر 51
۲-۶-۳- لايه پيوند داده: 52
۲-۶-۳-۱- فرمت انتقال دیتا و امنیت آن 53
۲-۶-۳-۲- نحوه دسترسی به باس 54
۲-۶-۳-۳- فریم TOKEN 56
۲-۶-۴- پروفيباس FMS 56
۲-۶-۵- پروفيباس PA 57
۲-۷- جمع بندی 60
۳- تبادل داده بین PLC ها با استفاده از شبکههای صنعتی 62
۳-۱- مقدمه 62
۳-۲- طراحی شبکه 63
۳-۲-۱- امکان سنجی 64
۳-۲-۲- تجزیه و تحلیل 65
۳-۲-۳- طراحی 65
۳-۲-۴- اجرا 66
۳-۲-۵- نگهداری و به روز رسانی 66
۳-۳- تکنیکهای دسترسی به شبکه 67
۳-۴- شبکه کردن PLC ها با استفاده از اترنت 67
۳-۴-۱- ارتباطات SEND / RECEIVE در شبکه اترنت 68
۳-۴-۲- کارکردهاي ارتباطی 69
۳-۴-۳- پیکربندی و برنامه نویسی ارتباط S7 CONNECTION 70
۳-۴-۳-۱- پیکر بندی سخت افزار 70
۳-۴-۳-۲- پیکربندی ارتباط در NETPRO 71
۳-۴-۳-۳- برنامه نویسی تبادل دیتا در اترنت 72
۳-۵- شبکه کردن PLCها با استفاده از پروفیباس 73
۳-۵-۱- تنظیمات شبکه پروفیباس 75
۳-۵-۱-۱- پارامتر HIGHEST PROFIBUS ADDRESS 76
۳-۵-۱-۲- پارامتر TRANSMISSION 76
۳-۵-۱-۳- پروفایلهای پروفیباس 77
۳-۵-۲- INTELLIGENT SLAVE 77
۳-۵-۳- برنامه نویسی تبادل دیتا در پروفیباس 77
۳-۶- جمع بندی 78
۴- تحلیل تئوری و عملی شبکههای صنعتی 80
۴-۱- مقدمه 80
۴-۲- محاسبه زمانی ارتباط پروفیباس 81
۴-۲-۱- محاسبه زمانی ارتباط یک MASTER و یک SLAVE به لحاظ تئوری 82
۴-۲-۲- محاسبه زمانی ارتباط یک MASTER و یک SLAVE به لحاظ عملی 85
۴-۲-۳- محاسبه زمانی ارتباط یک MASTER و دو SLAVE به لحاظ تئوری 88
۴-۲-۴- محاسبه زمانی ارتباط یک MASTER و دو SLAVE به لحاظ عملی 89
۴-۳- محاسبه زمانی ارتباط اترنت 91
۴-۴- زمان حقیقی نمودن اترنت 96
۴-۵- سیستمهای چند مرحله ای 98
۴-۵-۱- حالت اول DP-LAN-DP 99
۴-۵-۲- حالت دوم LAN-DP-DP 102
۴-۵-۳- مقایسه دو سیستم 104
۴-۶- جمع بندی 105
۵- تاثیر شبکههای صنعتی بر روی حلقه کنترلی 107
۵-۱- مقدمه 107
۵-۲- مدل مورد بررسی بدون تاخیر زمانی 108
۵-۳- وارد نمودن تاخیر به سیستم (تاخیر ناشی از شبکه) 110
۵-۴- مدل سازی با شبکه ترکیبی 113
۵-۵- نتیجه گیری: 114
۶- جمع بندی و پبشنهادات 116
۶-۱- جمع بندی 116
۶-۲- پیشنهادات 119
قيمت فايل ورد پروژه : 12000 تومان
دانلود فایل ورد بلافاصله بعد از پرداخت هزینه
بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود
پشتیبانی سایت : 09010633413
فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید