基于IS-485总线现场监测系统的设计文献综述

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1、文献综述基于IS-485总线现场监测系统的设计1前言部分随着数字控制技术的发展，由单片机构成的控制系统也日益复杂。在一些要求响应速度快、实时性强、空置量多的应用场合，单个单片机构成的系统往往难以胜任。这时，由多个单片机结合PC机组成分布式系统成为一个比较好的解决方案。在这样的分布式系统中，可以使用RS-232接口连接PC机和单片机，但由于RS-232接口标准存在传输速率慢、传送距离短的缺点，很多时候无法满足偶那个也应用中多机系统的通信要求，因此实际应用中经常使用的是RS-485接口标准RS-485总线在工业应用中具有十分重要的地位。RS-485协议

2、是RS-232协议的替代标准，与传统的RS-232协议相比，其在通信速率、传输距离、多机连接等方面均有了非常大的提高，这也是工业系统中使用RS-485总线的主要原因。由于RS-485总线是RS-232总线的改良和提高，这也是工业系统中使用RS-485接口芯片提供的接收器、发送器选通的功能，为RS-232总线系统设计的软件部分完全可以不加修改直接应用到RS-485网络中。RS-485总线工业应用成熟，而且大量的已有工业设备均提供RS-485接口。早在八十年代中期起，随着多主的VME总线以及实时多用户的UNIX操作系统等计算机和CRT（彩色显色器）技术

3、的飞速发展，DCS出现了控制站双机冗余、一个操作站多个CRT操作终端、有专门的I/O子系统等特点，将可靠性提高到能消除用户心理障碍的程度，并大大提高了可操作性。使DCS得到广泛应用，尤其是在车间一级的就用。九十年代，由于超大规模集成电路、标准化的数据通讯链路和通讯网络技术等的发展，传感器技术、通信技术和计算机技术的发展,传统的集散式控制系统DCS(DISTRIBUTEDCONTROLSYSTEM)日益显露出它的不足,如无法监控现场仪表及设备、分散化不足、需要大量信号电缆等。因此出现了现行的“第三代”DCS，并在获得了广泛使用的同时，不断完善。最终应

4、具备的主要特点是：系统具有开放性能；人机接口功能更强；引入体现CEI（计算机－仪器仪表－电机电器）一体化思想的现场总线。今天随着DCS技术的进一步发展，开放性DCS系统实现了多层计算机网络构成的管控一体化，同层次的各站之间以及各层次之间的信息和数据的交换都是通过数字化通信来实现的。但是做为DCS最基层的众多现场仪表和现场控制站之间的信息和数据仍是采用传统的沿独立导线传输的4~20MADC信号。这不仅大大削弱了DCS系统的信息量优势，而且现场仪表的功能也远远没有发挥出现。于整个系统很不相配，已经严重影响了DCS的发展。1985年，国际电工委员会（IE

5、C）和美国仪表协会（ISA）的SP50委员会一起，开始制定用于微处理器为基础的现场仪表和数字控制系统之间进行数字的国际性标准，并将其命名为“现场总线”（FIELDBUS）。现场总线的出现,将变革传统的模拟仪表和DCS系统。它的显著特征体现在以下三个方面:1)数字通信。传统的模拟仪表采用0～10MA、4～20MA直流电流信号,1～5V直流电压信号等。由于模拟信号的传递需要一对一的物理连接,信号变换缓慢,信号抗干扰能力也较差。为此,采用各种抗干扰和提高精度的措施,则开销较大,增加了成本。而采用数字信号传输,一对传输线可以挂接多台仪表,而且双向传输多个信

6、号。这样安装费用低、维护容易。若要增加现场设备数,只需并行挂接在电缆上即可。另外,采用数字信号传输抗干扰能力强、精度高,无需采用抗干扰和提高精度的措施,从而减少了开销。2)开放性。传统的DCS系统中,通信由专用网络的封闭系统来实现,各厂家的产品自成系统,不同厂家的设备不能互连在一起,难以实现互连与互操作。而现场总线为开放式互连网络,用户可以自由集成不同制造商的产品,实现“即接即用”。可以与同层网络互连,也可与不同层网络互连。而且,用户可以非常方便地共享网络数据库。故而,现场总线将DCS基于封闭、专用的解决方案变成了基于公开标准化的解决方案。3）分散

7、性。现场总线将控制功能彻底下放到现场,通过现场仪表就可以构成控制回路。把DCS集中与分散相结合的集散系统结构,变成了新型全分布式结构,这样提高了系统的可靠性、灵活性。2主题部分对于IT领域而言，2004年注定将是载入计算机发展史的一年。在这一年里，第三代总线技术规格PCI-EXPRESS（PCI-E）终于闯入了人们的视野，虽然没有出现业内人士预测的PCI-E总线将大规模取代AGP总线规格的局面，但它的出现依然带给了翘首期盼者无限惊喜。对于工业领域，现场总线（Fieldbus）是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线，它主要解决工业现场的智能化仪器仪表

8、、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。由于现场总线简单、可靠、经济