基于现场总线技术的空调测控系统研究与设计--现场总线毕业论文

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1、基于现场总线技术的空调测控系统研究与设计目录第一章绪论21.1引言21.2现场总线技术21.2.1　现场总线技术21.2.2现场总线概述31.2.3现场总线的网络结构41.2.4现场总线的通讯协议41.2.5常见的六种现场总线介绍51.2.6现场总线的优点71.3系统设计概述8第2章设计基础82.1系统的硬件设计82.2系统的软件设计92.3数据采集102.3.1DS18B20特点102.3.2DS18B20的工作时序与命令102.4数据处理112.5性能演示12第3章系统控制133.1具体控制内容及方

2、式133.2监控系统功能15第4章总结16参考文献1717第一章绪论1.1引言　　众所周知，对于每一个复杂的控制系统都是由各种各样的传感器、变送器等检测设备组成，以便及时地将现场设备的运行状态和被控对象的各种参数反应到控制器或控制计算机，从而实现整个系统的精确控制。随着计算机、通信、集成电路、传感器技术的发展，在控制领域又出现了一种新兴的控制技术，即现场总线（FCS）。现场总线的出现，为数据采集和系统控制提供了一种新的手段。1.2现场总线技术1.2.1　现场总线技术根据国际电工委员会IEC1158定义，

3、现场总线（Fieldbus）是“安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行，数字式，多点通信的数据总线”。或者说，现场总线是以单个分散的，数字化智能化的测量和控制设备作为网络节点，用总线相连接，实现相互交换信息，共同完成自动控制功能的网络系统与控制系统。现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统，也被称为开放式、数字式、多点通信的底层控制网络。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现，

4、标志着工业控制技术领域又一个新时代的开始，并将对该领域的发展产生重要影响。1.2.2现场总线概述现场总线(Fieldbus)是80年代末、9017年代初国际上发展形成的，用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通信网络。它作为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场级控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。现场总线控制系统FCS作为新一代控制系统，一方而，突破了DCS系统采用通信专用网络的局限，采用了基于公开化标准化的解决方案，克服了封闭系统所造成的缺陷，另一方而把DCS的

5、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，把控制功能彻底下放到现场。可以说，开放性、分散性与数字通讯是现场总线系统最显著的特征怕。1.2.3现场总线的网络结构现场总线是集控制、计算机、通讯技术于一身的结果。计算机与通讯的结合，产生了计算机网络。计算机网络与控制设备的结合孕育了现场总线控制系统。网络技术是现场总线控制系统的重要基础，网络化是自动化系统结构发展的方向。现场总线的网络拓扑结构有：环型、总线型、树型以及上述几种类型的混合。环型拓扑结构中以令牌环形网最为典型，其优点是延时性较好，缺点

6、是成本较高。总线网的优点是站点接入方便，可扩充性较好，成本较低，在轻负载的网络基本上没有时延，但在站点多、通讯任务重时，延时明显加大。缺点是时延的不确定性，对某些实时应用不利。树型网是总线网的一种变型，其优点是可扩充性好，有较宽的频带，缺点是站点间通讯不方便。总线网的争用使它不适于实时处理某些突发事件，令牌环形网中的令牌绕环一周的时间虽然有一个上限，但在轻负载时性能不太好，可靠性比总线网差些，综合这两种网的优点，在现场总线中采用了令牌总线网，即在物理上是一个总线网，在逻辑上是一个令牌网。令牌总线网具有总

7、线网接入方便、可靠性较好的优点，也具有令牌环形网“无冲突”和时延性好的优点。从现场总线的数据存取、传送、操作方法来分可分为四种工作模式：对等(PeertoPeer)、主从(Cllent/Serverc/s)及网络计算结构(NetworkComputingArchitectureNCA)。对等和主从工作模式发展较早，也获得了广泛应用。在80年代发展c/s方式，90年代出现了NCA方式。17网络互连既是扩展现场总线地域、规模、功能的需要，也是不同结构、不同操作系统结构网互连的需要。网络扩展与网络互连需要一个

8、中间设备(或中间系统)，ISO的术语称为中继(Relay)系统。根据中继系统所在的不同网络层次有4种中继系统：物理层中继系统，即中继器(Repeater)：数据链路层中继系统，即网桥或桥接器(Bridge)：网络层中继系统，即路由器(Router)：网络层以上中继系统，即网关(Gateway)。高层的中继系统比低层中继系统复杂，网关连接两个不同的异构网，不但要连接网络间数据传送的通道，而且还需要进行协议的转换，是最复杂的一种中继设备。1.2