現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)4--基于網(wǎng)絡(luò)的測(cè)控技術(shù).ppt

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1、第4章基于網(wǎng)絡(luò)的測(cè)控技術(shù)主要內(nèi)容集散網(wǎng)絡(luò)測(cè)控技術(shù)（DCS）現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)測(cè)控技術(shù)（FCS）以太網(wǎng)絡(luò)測(cè)控技術(shù)典型應(yīng)用重點(diǎn)討論DCS的MAP/TOP通信協(xié)議、現(xiàn)場(chǎng)總線的CAN協(xié)議與FF協(xié)議、以及以太網(wǎng)的TCP/IP協(xié)議，對(duì)上述三種測(cè)控系統(tǒng)組建涉及的開(kāi)發(fā)組態(tài)軟件進(jìn)行詳細(xì)介紹，并給出基于三種網(wǎng)絡(luò)測(cè)控系統(tǒng)的典型實(shí)例。第4章基于網(wǎng)絡(luò)的測(cè)控技術(shù)4.1.1開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)（ISO/OSI）標(biāo)準(zhǔn)模型OSI參考模型劃分原則：網(wǎng)中各結(jié)點(diǎn)都有相同的層次，相同的層次具有同樣的功能；同一結(jié)點(diǎn)內(nèi)相鄰層之間通過(guò)接口通信；每一層使用下層提供的服務(wù)，并向其

2、上層提供服務(wù)；不同結(jié)點(diǎn)的同等層按照協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)等層之間的通信。OSI參考模型的數(shù)據(jù)傳輸4.1.1開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)（ISO/OSI）標(biāo)準(zhǔn)模型4.1.2MAP/TOP通信協(xié)議MAP規(guī)約的主要內(nèi)容MAP規(guī)約是按照OSI七層模型的框架，從ISO及IEEE802，EIA等國(guó)際組織已有的文件和標(biāo)準(zhǔn)中選擇合適的內(nèi)容之后，組合成適合于控制領(lǐng)域中網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的分層協(xié)議。技術(shù)辦公系統(tǒng)協(xié)議（TOP）一種為辦公室系統(tǒng)通信定義局域網(wǎng)的一些規(guī)范和協(xié)議的開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)（OSI）協(xié)議，與生產(chǎn)自動(dòng)化協(xié)議（MAP）相連。4.1.3通信接口RS-232C接口RS

3、-422、RS-423接口RS-485接口4.1.4測(cè)控組態(tài)軟件“組態(tài)”的概念是伴隨著集散型控制系統(tǒng)的出現(xiàn)的。測(cè)控組態(tài)軟件是面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集（SupervisoryControlandDataAcquisition，SCADA）的軟件平臺(tái)工具，具有豐富的設(shè)置功能，使用方式靈活。4.2現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)測(cè)控技術(shù)（FCS）現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FieldbusControlSystem，F(xiàn)CS）借助設(shè)備、儀表的計(jì)算能力，來(lái)實(shí)現(xiàn)以往無(wú)法設(shè)想的各種復(fù)雜計(jì)算，形成真正意義上的分散在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的完整控制系統(tǒng)，提高了控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

4、4.2.1現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)簡(jiǎn)介幾種有影響的現(xiàn)場(chǎng)總線FF總線LonWorksPROFIBUSCANHARTControlNet4.2.2CAN總線CAN總線幀結(jié)構(gòu)4.2.2CAN總線CAN總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是通信程序的編寫。通信程序主要包括初始化子程序、發(fā)送子程序和接收子程序三個(gè)部分。4.2.3FF總線FF總線的通信參考模型4.2.3FF總線FF總線通信協(xié)議4.2.3FF總線FF總線通信控制器基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線通信圓卡4.2.3FF總線主CPU主CPU負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線的高層協(xié)議，即第2，7，8層。FF通信控制

5、器主要功能是減輕主CPU通信工作的負(fù)擔(dān)，完成總線信號(hào)的發(fā)送和接收，串行數(shù)據(jù)的編碼和解碼，幀檢驗(yàn)序列的生成和驗(yàn)證，信息幀的打包和解包等功能。4.2.3FF總線媒體連接單元MAU接收和發(fā)送符合FF規(guī)范的物理信號(hào)，包括對(duì)通信控制器傳來(lái)的信號(hào)限制頻帶，向總線上耦合信號(hào)波形，接收總線上耦合的信號(hào)波形，對(duì)接收波形的濾波和預(yù)處理等。MAU的功能是執(zhí)行通信控制器的TTL電平信號(hào)與現(xiàn)場(chǎng)總線物理介質(zhì)上傳輸?shù)男盘?hào)之間的轉(zhuǎn)換，具體電路根據(jù)所采用的物理介質(zhì)的不同而不同。4.2.3FF總線基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線通信控制器的功能總線信號(hào)的接收和發(fā)送通信

6、控制器需根據(jù)基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線的物理層標(biāo)準(zhǔn)，正確地實(shí)現(xiàn)總線信號(hào)的接收和發(fā)送。串行數(shù)據(jù)的編碼和解碼發(fā)送方必須采用數(shù)據(jù)編碼的方式，將時(shí)鐘信息隱藏在數(shù)據(jù)中發(fā)送出去；接收方對(duì)接收到的信號(hào)解碼，從中還原出時(shí)鐘信號(hào)，以達(dá)到接送雙方同步。4.2.3FF總線信息幀的打包和解包通信控制器在接收到來(lái)自數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)包后，需加上前導(dǎo)碼、幀前定界碼和幀尾定界碼才能用于傳輸；幀校驗(yàn)序列的生成和驗(yàn)證在數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程中，通信控制器一邊發(fā)送數(shù)據(jù)，一邊對(duì)發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的CRC計(jì)算處理，直到本幀的最后一位數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。4.2.3FF總線自動(dòng)地址識(shí)別接

7、收數(shù)據(jù)時(shí)，通信控制器能對(duì)接收信息中的地址進(jìn)行識(shí)別，驗(yàn)證本站點(diǎn)是否需要使用這些信息。如果需要使用，則將數(shù)據(jù)接收完，然后交給主CPU；否則放棄本幀數(shù)據(jù)，接著偵聽(tīng)下一幀數(shù)據(jù)。4.2.4測(cè)控系統(tǒng)組態(tài)1.控制策略圖形組態(tài)的功能提供多種控制器件庫(kù)、圖形控制和功能軟件，可組態(tài)各種顯示與控制功能，創(chuàng)建畫面和信息并將其與輸入點(diǎn)連接，以圖形形式顯示系統(tǒng)操作狀態(tài)。4.2.4測(cè)控系統(tǒng)組態(tài)2.控制算法組態(tài)的實(shí)現(xiàn)用功能塊法組態(tài)的一個(gè)典型的PID控制回路如圖CEST為常數(shù)設(shè)定，AI為模擬量輸入，SUB為減法運(yùn)算器，PID為控制算法，AO為模擬量

8、輸出。4.2.4測(cè)控系統(tǒng)組態(tài)2.控制算法組態(tài)的實(shí)現(xiàn)4.2.4測(cè)控系統(tǒng)組態(tài)3.測(cè)控組態(tài)系統(tǒng)測(cè)控組態(tài)系統(tǒng)是用于工業(yè)自動(dòng)化和過(guò)程監(jiān)視與控制的應(yīng)用測(cè)控軟件，它為自動(dòng)化工程提供人機(jī)接口或SCADA系統(tǒng)。通過(guò)測(cè)控組態(tài)軟件的使用，可使操作方便，并能直觀地獲取現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)視的目的，從而能夠快速地查找到遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控設(shè)備的故障，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。4.3.1TCP/I