现代检测技术4--基于网络的测控技术.ppt

《现代检测技术4--基于网络的测控技术.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第4章基于网络的测控技术主要内容集散网络测控技术（DCS）现场总线网络测控技术（FCS）以太网络测控技术典型应用重点讨论DCS的MAP/TOP通信协议、现场总线的CAN协议与FF协议、以及以太网的TCP/IP协议，对上述三种测控系统组建涉及的开发组态软件进行详细介绍，并给出基于三种网络测控系统的典型实例。第4章基于网络的测控技术4.1.1开放系统互联（ISO/OSI）标准模型OSI参考模型划分原则：网中各结点都有相同的层次，相同的层次具有同样的功能；同一结点内相邻层之间通过接口通信；每一层使用下层提供的服务，并向其

2、上层提供服务；不同结点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。OSI参考模型的数据传输4.1.1开放系统互联（ISO/OSI）标准模型4.1.2MAP/TOP通信协议MAP规约的主要内容MAP规约是按照OSI七层模型的框架，从ISO及IEEE802，EIA等国际组织已有的文件和标准中选择合适的内容之后，组合成适合于控制领域中网络互联的分层协议。技术办公系统协议（TOP）一种为办公室系统通信定义局域网的一些规范和协议的开放式系统互联（OSI）协议，与生产自动化协议（MAP）相连。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测控组态软件“组态”的概念是伴随着集散型控制系统的出现的。测控组态软件是面向监控与数据采集（SupervisoryControlandDataAcquisition，SCADA）的软件平台工具，具有丰富的设置功能，使用方式灵活。4.2现场总线网络测控技术（FCS）现场总线控制系统（FieldbusControlSystem，FCS）借助设备、仪表的计算能力，来实现以往无法设想的各种复杂计算，形成真正意义上的分散在生产现场的完整控制系统，提高了控制系统运行的可靠性。

4、4.2.1现场总线技术简介几种有影响的现场总线FF总线LonWorksPROFIBUSCANHARTControlNet4.2.2CAN总线CAN总线帧结构4.2.2CAN总线CAN总线系统的设计软件设计的关键是通信程序的编写。通信程序主要包括初始化子程序、发送子程序和接收子程序三个部分。4.2.3FF总线FF总线的通信参考模型4.2.3FF总线FF总线通信协议4.2.3FF总线FF总线通信控制器基金会现场总线通信圆卡4.2.3FF总线主CPU主CPU负责实现基金会现场总线的高层协议，即第2，7，8层。FF通信控制

5、器主要功能是减轻主CPU通信工作的负担，完成总线信号的发送和接收，串行数据的编码和解码，帧检验序列的生成和验证，信息帧的打包和解包等功能。4.2.3FF总线媒体连接单元MAU接收和发送符合FF规范的物理信号，包括对通信控制器传来的信号限制频带，向总线上耦合信号波形，接收总线上耦合的信号波形，对接收波形的滤波和预处理等。MAU的功能是执行通信控制器的TTL电平信号与现场总线物理介质上传输的信号之间的转换，具体电路根据所采用的物理介质的不同而不同。4.2.3FF总线基金会现场总线通信控制器的功能总线信号的接收和发送通信

6、控制器需根据基金会现场总线的物理层标准，正确地实现总线信号的接收和发送。串行数据的编码和解码发送方必须采用数据编码的方式，将时钟信息隐藏在数据中发送出去；接收方对接收到的信号解码，从中还原出时钟信号，以达到接送双方同步。4.2.3FF总线信息帧的打包和解包通信控制器在接收到来自数据链路层的数据包后，需加上前导码、帧前定界码和帧尾定界码才能用于传输；帧校验序列的生成和验证在数据发送过程中，通信控制器一边发送数据，一边对发送的数据进行相应的CRC计算处理，直到本帧的最后一位数据发送完毕。4.2.3FF总线自动地址识别接

7、收数据时，通信控制器能对接收信息中的地址进行识别，验证本站点是否需要使用这些信息。如果需要使用，则将数据接收完，然后交给主CPU；否则放弃本帧数据，接着侦听下一帧数据。4.2.4测控系统组态1.控制策略图形组态的功能提供多种控制器件库、图形控制和功能软件，可组态各种显示与控制功能，创建画面和信息并将其与输入点连接，以图形形式显示系统操作状态。4.2.4测控系统组态2.控制算法组态的实现用功能块法组态的一个典型的PID控制回路如图CEST为常数设定，AI为模拟量输入，SUB为减法运算器，PID为控制算法，AO为模拟量

8、输出。4.2.4测控系统组态2.控制算法组态的实现4.2.4测控系统组态3.测控组态系统测控组态系统是用于工业自动化和过程监视与控制的应用测控软件，它为自动化工程提供人机接口或SCADA系统。通过测控组态软件的使用，可使操作方便，并能直观地获取现场的实时数据，达到实时监视的目的，从而能够快速地查找到远程现场测控设备的故障，提高劳动生产率。4.3.1TCP/I