的发展都围绕着实现工厂整体自动化()这个总目标,即将自动控制装置用于生产流程的整个操作过程,从开机到停机的全程控制及将控制、生产计划安排和工厂全面管理有机的结合起来,实现工厂整体的自动化、综合化、最佳化。
测量单元微小型化、智能化测量控制与仪器仪表大量采用新的传感器、大规模和超大规模集成电路、计算机及专家系统等信息技术产品,不断向微小型化、智能化发展,从目前出现的芯片式仪器仪表,芯片实验室、芯片系统等看,测量单元的微小型化和智能化将是长期发展趋势。
从应用技术看,微小型化和智能化测量单元的嵌入式连接和联网应用技术得到重视。
测控范围向立体化、全球化扩展,测量控制向系统化、网络化发展。
随着仪器仪表所测控的既定区域不断向立体化、全球化甚至星球的发展,仪器仪表和测控装置已不再呈单个装置形式,它必然向测控装置系统化、网络化方向发展。
例如一个大型水电站的测控系统,仅检测大坝安全性的传感器就达数千个,此外各个发电机组状态及水位情况的检测控制点(/测控点)将超过万点,要达到大型水电站的正常发电和送电,必须将各个测控点的测控装置形成一个有机的测控网络系统。
又例如卫星测控系统,运载火箭上配置的各种传感器就达到数千,
而卫星上各种测控装置构成一个完整的自动测控系统,然后和多个地面站的测控系统构成一个广域测控系统。
三、总线的基本原理控制器局域网总线(,)是一种用于实时应用的串行通讯协议总线,它可以使用双绞线来传输信号,是世界上应用最广泛的现场总线之一。
协议由德国的公司开发,用于汽车中各种不同元件之间的通信,以此取代昂贵而笨重的配电线束。
该协议的健壮性使其用途延伸到其他自动化和工业应用。 协议的特性包括完整性的串行数据通讯、实时支持、传输速率高达/、同时具有位的寻址以及检错能力。
总线是一种多主方式的串行通讯总线,基本设计规范要求有高的位速率,高抗电子干扰性,并且能够检测出产生的任何错误。 总线可以应用于汽车电控制系统、电梯控制系统、安全监测系统、医疗仪器、纺织机械、船舶运输等领域。
总线通信接口中集成了协议的物理层和数据链路层功能,可完成对通信数据的成帧处理,包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。
协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码,而代之以对通信数据块进行编码。
采用这种方法的优点可使网络内的节点个数在理论上不受限制,数据块的标识码可由位或位二进制数组成,因此可以定义或个不同的
数据块,这种按数据块编码的方式,还可使不同的节点同时接收到相同的数据,这一点在分布式控制系统中非常有用。
数据段长度最多为个字节,可满足通常工业领域中控制命令、工作状态及测试数据的一般要求。
同时,个字节不会占用总线时间过长,从而保证了通信的实时性。 协议采用检验并可相应的错误处理功能,保证了数据通信的可靠性。
卓越的特性、极高的可靠性和独特的设计,特别适合工业过程监控设备的互连,因此,越来越受到工业界的重视,并已公认为最有前途的现场总线之一。
总线的特点具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点;采用双线串行通信方式,检错能力强,可在高噪声干扰环境中工作;具有优先权和仲裁功能,多个控制模块通过控制器挂到-上,形成多主机局部网络;可根据报文的决定接收或屏蔽该报文;可靠的错误处理和检错机制;发送的信息遭到破坏后,可自动重发;节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能;报文不包含源地址或目标地址,仅用标志符来指示功能信息、优先级信息。
总线的工作原理总线使用串行数据传输方式,可以/的速率在的双绞线上运行,也可以使用光缆连接,而且在这种总线上总线协议支持多主控制器。
与总线的许多细节很类似,但也有一些明显的区别。
当总线上的一个节点(站)发送数据时,它以报文形式广播给网络中所有节点。
对每个节点来说,无论数据是否是发给自己的,都对其进行接收。 每组报文开头的位字符为标识符,定义了报文的优先级,这种报文格式称为面向内容的编址方案。
在同一系统中标识符是唯一的,不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。
当几个站同时竞争总线读取时,这种配置十分重要。
当一个站要向其它站发送数据时,该站的将要发送的数据和自己的标识符传送给本站的芯片,并处于准备状态;当它收到总线分配时,转为发送报文状态。
芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出,这时网上的其它站处于接收状态。
每个处于接收状态的站对接收到的报文进行检测,判断这些报文是否是发给自己的,以确定是否接收它。
由于总线是一种面向内容的编址方案,因此很容易建立高水准的控制系统并灵活地进行配置。
我们可以很容易地在总线中加进一些新站而无需在硬件或软件上进行修改。
当所的新站是纯数据接收设备时,数据传输协议不要求独立的部分有物理目的地址。
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