实时以太网EtherCAT系统设计及在电力系统中的应用

论文摘要

随着电力系统规模的不断扩大,对电力自动化水平的要求越来越高。因此,高性能智能电子装置在电力系统中已经得到了广泛地应用。同时,电力系统电流电压等信号采样频率的提高,使采样数据在各智能设备之间的传输的实时性变得十分重要,一般的现场总线难以满足要求。实时以太网技术能提高系统的实时性能,EtherCAT是一种开放的实时以太网络通讯协议,EtherCAT具有优越的实时性与灵活性,精确的同步性,可选线缆冗余以及功能性安全协议的特点。论文研究了EtherCAT通信协议及工作原理;总结了基于EtherCAT技术的系统设计方法。在此基础上设计了基于实时以太网EtherCAT技术的实时数据采集系统,该系统能满足电力系统中实时数据采集的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 ETHERCAT的工作原理及性能
• 1.2.1 ETHERCAT的工作原理
• 1.2.2 ETHERCAT的性能
• 1.3 本论文的主要内容
• 第二章 ETHERCAT通信规范
• 2.1 物理层
• 2.1.1 综述
• 2.1.2 1008ASE-TX
• 2.1.3 1008ASE-FX
• 2.1.4 LVDS
• 2.2 数据链路层
• 2.2.1 综述
• 2.2.2 ETHERCAT服务
• 2.3 应用层
• 2.3.1 通信模型综述
• 2.3.2 从站
• 2.3.3 主站
• 第三章 ETHERCAT系统主站设计
• 3.1 TWINCAT系统简介
• 3.2 系统管理器及配置
• 3.3 ETHERCAT 系统配置文件
• 3.4 TWINCAT PLC控制器
• 3.5 基于ETHERCAT网络接口的主站开发
• 第四章 ETHERCAT系统从站设计
• 4.1 ETHERCAT从站控制器ESC10/20
• 4.1.1 简介
• 4.1.2 ESC10/20 结构与功能
• 4.1.3 寄存器/内存地址分配
• 4.1.4 用户与ESC10/20 的接口
• 4.2 ETHERCAT系统从站设计
• 4.2.1 简介
• 4.2.2 ESC10/20 并行接口的设计
• 第五章 ETHERCAT在电力系统中的应用
• 5.1 基于ETHERCAT技术的数据采集与监测系统主站设计
• 5.1.1 主站系统的软件设计
• 5.1.2 定间隔采样的相量测量算法
• 5.2 基于ETHERCAT技术的数据采集与监测系统从站设计
• 5.2.1 从站硬件设计
• 5.2.2 从站软件设计
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 在校期间发表的学术论文和参加科研情况