基于网络的测控技术详解.ppt

01－11－23 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 第4章 基于网络的测控技术 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。 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。 4.1.1开放系统互联（ISO/OSI）标准模型 OSI参考模型的数据传输 4.1.2 MAP/TOP通信协议 MAP规约的主要内容 4.1.3 通信接口 RS-232C接口 RS-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（Supervisory Control and Data Acquisition，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（FCS）  现场总线控制系统（Fieldbus Control System，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。 4.2.1 现场总线技术简介 几种有影响的现场总线 4.2.2 CAN总线 CAN总线帧结构 4.2.2 CAN总线 CAN总线系统的设计 4.2.3 FF总线 FF总线的通信参考模型 4.2.3 FF总线 FF总线通信协议 4.2.3 FF总线 FF总线通信控制器 基金会现场总线通信圆卡 4.2.3 FF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。 4.2.3 FF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。 4.2.3 FF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。 4.2.3 FF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。 4.2.3 FF总线 自动地址识别 4.2.4 测控系统组态 1.控制策略图形组态的功能 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 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。 4.3.1 TCP/IP协议 TCP/IP协议栈除了TCP/IP协议