微机测控技术与现场总线控制系统解析

"华东理工大学现场总线凌志豪PPT——总线结构中的令牌环" 本文将深入探讨现场总线控制系统中的令牌环网络，这是微机测控技术的重要组成部分。现场总线是工业自动化领域的关键通信技术，它允许设备间的双向通信，降低了系统成本，提高了效率。常见的现场总线标准有埃施朗（Echelon）、电力线传输（Powerline Communication）以及LONWORKS等。 现场总线控制系统（Fieldbus Control System, FCS）是微机测控技术的研究焦点，其目标是将检测技术、计算机技术和自动控制理论应用于工业生产过程中，设计出满足需求的微机测控系统。凌志浩教授在讲座中强调了微机测控系统的基本构成和工作原理。 微机测控系统由被控对象、过程输入输出通道和计算机系统三大部分组成。其中，过程输入输出通道负责数据的采集和输出，包括模拟量和数字量的输入输出，测量变送装置，执行机构以及电气开关等。实时数据采集是系统的第一步，通过测量变送装置获取被控量的实时信息；接着，计算机对这些数据进行处理，依据预设的控制策略决定控制行为；最后，通过实时控制输出，向执行机构发送控制信号。 系统软件是微机测控系统的基石，通常包含实时操作系统（RTOS）和应用软件。实时操作系统确保信号处理的及时性，而应用软件则涉及系统的组态和先进控制。微机测控系统的灵活性和适应性体现在它可以适应不同的规模和复杂度，且能嵌入各种硬件环境，如不同类型的CPU、存储器以及人机交互界面。 微机测控系统的典型形式之一是操作指导控制系统，这是一个开环系统，计算机定期采集现场参数，进行处理、显示和报警，操作人员据此进行设定值的调整或操作。这种系统不涉及闭环反馈，但对生产过程的监控至关重要。 令牌环网络是一种通信协议，它在总线结构中起到控制数据传输的作用。在令牌环网络中，一个被称为“令牌”的特殊数据包在网络中传递，只有持有时才能发送数据，从而避免了多个设备同时发送数据导致的冲突。这种机制保证了通信的有序性和效率，特别适合实时性要求高的工业环境。 总结来说，令牌环网络是现场总线控制系统中的重要通信模式，它结合了微机测控系统的实时性、灵活性和适应性，为工业自动化提供了高效可靠的通信解决方案。通过深入理解令牌环的工作原理及其在微机测控系统中的应用，我们可以更好地优化和设计工业控制系统的通信架构。