基于嵌入式控制器的分布式测控系统

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1、山东大学硕士学位论文摘要现场总线、工业以太网以及嵌入式控制器技术的飞速发展，为分布式测控系统解决分布式控制、控制系统与企业网络的集成等问题，提供了新的途径和手段。分布式测控模块也因此逐渐向智能化、网络化、小型化、现场化方向发展，以适应当前科技发展的需要。嵌入式控制器应用于测控模块中，提高了处理速度与可靠性，使整个分布式测控系统拥有更强的竞争力。CAN总线是目前应用最广泛的现场总线之一，它适用于过程控制、纺织机械、机器人、数控机床及传感器等很多领域。CAN总线具有低成本、高可靠性、实时性、抗干扰能力强等特点，因

2、而具有很好的发展前景。嵌入式技术广泛应用于消费电子、通信、汽车、航空航天、工业控制、仪表和办公自动化等领域。嵌入式技术已成为工业控制、通信和消费类产品的共同发展方向。本文主要介绍了基于CAN总线技术与嵌入式控制器的分布式测控系统的构建与测控模块的开发。现场测控模块是测控系统中直接与现场进行I／O数据采样、信息交互、控制运算、逻辑控制的核心单元，完成整个工业过程的实时控制功能。测控模块主要包括标准信号输入模块、标准信号输出模块、数字量信号输入模块、数字量信号输出模块、热电偶信号输入模块、热电阻信号输入模块、脉冲

3、量信号输入模块等，它们直接与现场的电流、电压、流量、压力、温度等各种信号相连，从而实现对现场的控制及检测。测控模块采集工业现场的数据，进行运算处理，将数据打包通过CAN总线送给通信控制器，同时测控模块可随时接收控制器发送的校验、组态命令，进行通道配置、校验等相应操作并返回确认信息，实现集中控制。本文重点讲述了热电偶信号输入模块、热电阻信号输入模块、数字量信号输入模块及标准信号输入模块的设计。模块选用飞思卡尔公司的16位嵌入式单片机MC9S12D64，它具有丰富的I／O模块和工业控制专用的通信模块。测控模块硬件

4、电路包括复位电路、供电电路、通信电路、信号调理电路、模拟开关电路、光电隔离电路、信号采样电路等。在测控模块软件设计上，主要介绍了模块的主程序流程图、CAN通信程序、A／D转换程序、控制及测量算法等。工厂采用基于现场总线网络与嵌入式控制器的分布式测控系统，简化了工业山东大学硕士学位论文自动化的体系结构，增强了过程控制的功能和效率，提高了工厂自动化的整体性和稳定性，最终节省了企业为生产自动化而做出的投资。关键词：分布式测控系统；CAN总线；嵌入式控制器；分布式测控模块Ⅱ山东大学硕士学位论文ABSTRACTWith

5、therapiddevelopmentofFieldbus，industrialEthemetandembeddedcontroller,distributedmeasuringandcontrolingsystemhasnewwaystosolvetheproblemsofdistributedcontrol，integrationofcontrolsystemsandenterprisenetworkandotherissues．Distributedmeasuringandcontrolingmodul

6、esbecomemoreandmoreintelligentandminiaturizedinordertomeettherequirementsofnewtechnology．Embeddedcontrollerisusedinfieldmeasuringandcontrolingmodules．Itcallimprovesystemreliability，andmakethewholedistributedmeasuringandcontrolingsystembecomemorecompetitive．

7、CANBUSisoneofthemostwidelyusedFieldbus．Itisappliedinthefieldsofprocesscontrol，textilemachinery,robots，sensorsandSOon．CANBUShasmanyadvancedcharacteristics，suchaslowcost,hi曲reliability,real-time，stronganti-interferenceability,whichmakeitprospective．Embeddedco

8、ntrolleriswidelyusedinconsumerelectronics，communications，automotives，aerospace，industrialcontrol，instruments，O伍ceautomationandotherfields．Nowithasbecomeacommondevelopmentdirectionofindustrialcontrol，co