环境试验的网络化研究.pdf

环境试验的网络化‘ 田光明11 · 2，黎启胜1，申川1，李明海1，陈光福2 (I．中mI程物理研究院结掏力学研究所，绵阳621900；z电子科技大学自动化工程学院，成都610054) 摘要：文章提出了以环境试验信息与数据库为核心的环境试验网络系统结构体系，计论了实现中的宾时 性．同步．可靠性．安全性以及现有设备的网络化等问题，井给出了一些解决办法． 关键词：环境试验：以太回：数据库；测控技术；结构体系 1引言 我所已经拥有了温湿度、低气压、运输、振动、冲击、加速度、噪声及其复合和火烧、跌落等环境 试验系统，试验技术和测试能力在不断地完善和提高。这些试验设备分散在各个不同的试验工号，测 控设备多种多样，采用的总线、接口标准也各不相同，没有形成综合测控能力。多年来，虽然取得了 各种环境试验大量的数据和结论，然而这些数据和结论一直处于零乱、分散的状态，不仅不便查询， 而且无法共享；每次试验都花费大量的人力、物力和财力，但往往是做完试验就了事，缺乏试验数据 的进一步分析和利用，造成了巨大的浪费。因此，建立以网络和数据库为中心的统一平台¨】，把各种 试验设备及其测控系统以及各种环境试验信息与数据有机地结合起来，实现环境试验测控系统的网络 化、开放化和标准化，促进环境试验信息与数据技术的应用以及环境试验管理的网络化。这不仅可以 提高环境试验的效率，而且有利于仿真与虚拟实验等技术的研究与发展。 2环境试验网络化 、 为了将各种环境试验测控设备和信息与数据合理地组织起来，必须构建可靠、实用的以数据库为 核心的环境试验网络系统，实现透明互联、分布式测控、可扩展性和无缝集成等【21目标，即：(1)屏 蔽各种现场总线控制网络之间的接口差异，使现场总线之间的通信及其现场设备之间的通信畅通无阻： (2)构筑开放的分布式测控网络，实现网络接入系统与设备的协同工作和系统资源的充分利用；(3) 系统规模或功能的变化不影响系统的正常工作；(4)实现测控网络与信息网络的无缝集成．建立测控、 信息一体化网络。 2．1环境试验网络体系结构 环境试验网络系统是以网络为基础的分布式测控、信息与数据系统，将分散的各种不同测控设备 挂接在网络上，通过网络进行环境试验测控、数据传输、存储、备份与归档和试验管理，实现资源、 信息共享，协调II=作．从而完成大型复杂的环境试验任务。环境试验网络系统由基本功能单元和通信 网络组成；组成系统的基本功能单元包括中心服务器、测控服务器、信息与数据库系统、应用服务器、 网络化仪器、网络化传感器、网络化测控模块、网关等。环境试验网络系统应是多层的复合结构，不 仅包括信息网和测控网，而且还可能包括由现场总线组成测控子系统。现场总线／以太网控制节点的接 入遵循现场总线／以太网通信协议，而其它的接入采用TCPfiP协议，以实现计算机系统和现场仪表或 仪器的互联和互操作。环境试验网络系统的结构如图l所示。 +中物院结构力学研究所创新与发展基金(编号；04cxj·36) 62 2005年度结构强度与环境工程专委会与航天空间环境工程信息刚学术讨论会 图I 环境试验网络系统模型 中，C,N务器是环境试验网络系统的核心，不仅响应网络测控请求和管理测控服务器、数据库服务 器与应用服务器，而且具备网络互联能力和数据处理与分析服务等功能。 信息与数据库系统由数据库服务器和存储、各份与归档系统组成，担任着环境试验相关数据和信 息的存储与管理等任务，也是环境试验网络系统的核心部分，是环境试验网络化建设的重中之重。 测控服务器主要进行各测控基本功能单元的控制、任务分配及时问同步，对基本功能单元采集来的 数据进行计算、处理与综台，存储数据和打印报表，标定设备，诊断系统故障及报警等。 应用服务器配置服务程序提供Web浏览器及其它软件的接口，使其可以访问现场测控节点所测控、 分析、处理的信息和测控服务器收集、产生的信息以及数据库服务器存储的信息，并提供生成的可视 化信息。 网络化仪器、网络化传感器和网络化测控模块是环境试验网络系统最基本的部分。它们是在传统 的测控仪器、传感器、测控模块的基础上，利用网络技术改造的带有本地微处理器和通信接口的现场 数据采集与控制设备，主要完成：(1)采集与处理测控数据；(