自动化技术中基于网络环境的测控系统实时性研究

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1、电子测量与仪器学报2004年增干i』自动化技术中基于网络环境的测控系统实时性研究易勇(电子科技大学自动化工程学院，成都610054成都大学，成都610106)摘要:工业测控系统采用Ethernet进行系统集成己成为一种主流技术，但实时性、确定性问题是长期阻碍Ethernet进入测控领域的主要障碍。为了解决这一问题，本文首先分析了信息传输系统与工业测控系统的差异，并从不同角度提出了许多解决办法，为Ethernet进入工业测控领域提供了一定的借鉴。关健字:网络化测控系统实时性工业自动化ResearchesBasedonReal-timeNetwork

2、edMeasurementandControlSysteminAutomationYiYong(Dept.ofAutomation,UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina,610054)(DepartmentofComputerScienceandTechnologyChengduUniversity,610106)Abstract:Inthispaper,systemintegrationofEthernethasbeenapopulartechnologyonindustrialco

3、ntrolsystems.Howevertheproblemofreal-timeperformanceanddeterminacyisamainobstacleonEthernetusedtoindustrialmeasurementandcontroHnordertosolvethisproblem,thediferenceofinformationtransmissionsystemsandindustrialcontrolsystemsarecomparedfirstlythensuggestmanysolutionondiferentp

4、ointofview.Finally,referenceforEthernetusedtoindustrialmeasurementandcontrolfieldareprovided.Keywords:Networkedcontrolsystem,real-timeperformance,industrialautomation1箭合人曰.4仁J随着科学技术的飞速发展，在国防、通信、航天、航空、气象、环境监测、工业自动化制造等领域，要求测试和处理的信息量愈来愈大、传输数据的速度愈来愈高。而且，测试对象的空间位置十分分散，测试任务复杂，测控系统庞

5、大，需要大量的测试基本单元，测控系统中各测试点之间以及测试点与中央管理计算机之间的信息交换量越来越大，它们之间的配合也愈来愈密切，因此，提出了测控系统现场化、远程化、网络化的要求〔1,210目前国外通过Ethernet构建网络化测控系统的研究最早见于1998年马里兰大学G.C.Walsh的论著中提出的，"NetworkedControlSystems"，但未给出明确的定义。只是用图示说明了网络控制系统的结构，指出在该系统中控制器与传感器通过串行通信形成闭环;CaroRichardH研究了如何将以太网和TCP/IP协议用于控制网络，对现场总线协议进

6、行了重新定义和改进，以便能与Ethernet和工nternet无缝集成工作[31;Otanez等提出了将基于TCP/IP的Ethernet用于工业控制网络的构想，并给出了将Ethernet成功应用于控制网络所需的必要条件〔‘〕;Kaplan总结了应用EthernetControlNet的诸多好处并介绍了Ethernet应用于I业控制的实例〔51;Dell,3Com,Cisco,Intel,Sony,Apple和朗讯等约70家公司也支持IEEE802.11b无线局域网标准，为其产品用于测控网络提供了方便。国内在这方面的研究相对国外来说起步较晚，技术

7、比较落后。目前主要集中在一些体系结构的建立、概念的提出及系统搭建上，如同济大学的于之训等用了“网络控制系统”;重庆大电子测量与仪器学报2004年增刊学的张结斌等提出了“分布式网络控制系统”这样的术语;电子科技科技大学自动化工程学院1996年完成的“集散式数据采集技术研究”采用三级分布结构，模块化设计，通信网络采用总线结构(与RS485兼容)，主从式存取控制，与智能前端通信距离可达1000米。综上所述，要使基于以太网的测控网络进入工业自动化实用还存在着一些问题。本文就自动化技术中基于网络环境的测控系统实时性进行研究，比较几种实时性方案。2基于Eth

8、ernet的自动测控系统的性能特点以太网CSMA/CD算法中每个站点在发送数据前监听信道上是否有其他站点在发送数据，如果没有，则发送数据