遠(yuǎn)程測(cè)控研究背景意義及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

1、遠(yuǎn)程測(cè)控研究背景意義及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀1研究背景及意義12國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析及發(fā)展21研究背景及意義遠(yuǎn)程測(cè)控是制造業(yè)、電力、水利等行業(yè)所一直期望解決的問(wèn)題之一，隨著通信、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，遠(yuǎn)程測(cè)控的實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面有了保證。尤其是以tcpip為代表的internet技術(shù)的發(fā)展，更給遠(yuǎn)程測(cè)控網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)提供了深厚的技術(shù)基礎(chǔ)。但是應(yīng)用在企業(yè)底層的控制網(wǎng)絡(luò)較企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展相對(duì)孤立和滯后，為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程測(cè)控，必須實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)和信息網(wǎng)的融合，并在信息網(wǎng)上發(fā)布，實(shí)現(xiàn)信息的共享。近年來(lái)，隨著智能儀表及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的引入，微型計(jì)算機(jī)性能價(jià)格比的不斷提高，微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)

2、展，新的測(cè)控理論、測(cè)控方法不斷出現(xiàn)和成熟，控制系統(tǒng)從最初采用基地式儀表的就地控制，到采用元組式儀表的集中控制，發(fā)展到如今的網(wǎng)絡(luò)測(cè)控系統(tǒng)。測(cè)控系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)為中心，以網(wǎng)絡(luò)為核心的特征日益明顯。網(wǎng)絡(luò)測(cè)控系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)通信、信息共享，遠(yuǎn)程設(shè)備管理、過(guò)程控制和管理執(zhí)行等功能。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的進(jìn)步，測(cè)控系統(tǒng)正向網(wǎng)絡(luò)化，遠(yuǎn)程化發(fā)展，并具有分布式、開(kāi)放性、可擴(kuò)展性的特點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控平臺(tái)要求具有良好的安全性、移動(dòng)性、擴(kuò)展性，采用成熟的以太網(wǎng)技術(shù)搭建網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控平臺(tái)將使網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和實(shí)施更加靈活。目前已有多種以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)可供選擇，其中net更是一種面向網(wǎng)絡(luò)支持各種用戶終端的開(kāi)發(fā)平臺(tái)環(huán)境口。基于.net技

3、術(shù)搭建web services網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，將可解決大規(guī)模分布式測(cè)控單元之間的遠(yuǎn)距離互操作問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)最大限度地獲取測(cè)控信息。自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)最早出現(xiàn)于二十世紀(jì)50年代初期，早期的測(cè)控系統(tǒng)由于沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)的概念，是將不同的輸入和輸出電路的幾種可程控儀器總裝在一起形成一個(gè)組裝系統(tǒng)，解決了一些數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和過(guò)程監(jiān)視的問(wèn)題。在這種系統(tǒng)中各個(gè)微機(jī)之間沒(méi)有聯(lián)系，因此所做的測(cè)量和控制是非常有限的和局部的，而且存在誤差較大的問(wèn)題。發(fā)展到后來(lái)，由于控制系統(tǒng)規(guī)模變大，功能增加，以及各種網(wǎng)絡(luò)的引入，測(cè)控系統(tǒng)發(fā)展成為一種可控制多個(gè)裝置，多個(gè)處理過(guò)程，集中管理的更強(qiáng)的一種體系結(jié)構(gòu)。這種測(cè)控系統(tǒng)被稱之為集中式測(cè)控系統(tǒng)。在這

4、種測(cè)控系統(tǒng)中，系統(tǒng)采用的是主從式(masterslave)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)中的主控制機(jī)任務(wù)繁重，而從節(jié)點(diǎn)只完成簡(jiǎn)單功能，使得系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能嚴(yán)重不對(duì)等，不能滿足系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化和擴(kuò)展的要求。當(dāng)今信息技術(shù)、通訊技術(shù)和測(cè)控技術(shù)各自發(fā)展日新月異，尤其是internet技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用已經(jīng)在各個(gè)方面改變著我們的生活。在工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域中測(cè)控已不再是針對(duì)單獨(dú)的測(cè)控對(duì)象，而是基于某種協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)測(cè)控系統(tǒng)，工作人員就不再需要親臨現(xiàn)場(chǎng)，而是直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取數(shù)據(jù)信息，并對(duì)對(duì)象進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，這樣提高了工作效率，提高了安全性，節(jié)約了成本。測(cè)控技術(shù)也由單機(jī)測(cè)量發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)測(cè)量系統(tǒng)。由于對(duì)測(cè)控系統(tǒng)的精度、數(shù)據(jù)處理速度和資源共享要求

5、的不斷提高，網(wǎng)絡(luò)化的測(cè)控系統(tǒng)在工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)化的測(cè)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)資源共享，使現(xiàn)有的資源得到充分的利用，測(cè)控系統(tǒng)能夠被多用戶使用，可以實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)、多專家的協(xié)同測(cè)試與診斷。隨著人們認(rèn)知水平的不斷提高，人們認(rèn)知領(lǐng)域得到了不斷擴(kuò)展，而新的學(xué)科領(lǐng)域往往伴隨著越發(fā)苛刻的測(cè)試環(huán)境和更為復(fù)雜的測(cè)試程序，從而迫切需要一種高度自動(dòng)化的通用測(cè)試平臺(tái)來(lái)滿足未來(lái)的測(cè)試需求。加之近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信、網(wǎng)絡(luò)工程等技術(shù)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了將自動(dòng)測(cè)試技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)相結(jié)合起來(lái)的契機(jī)。測(cè)控系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)這三大技術(shù)的進(jìn)展，正在不斷的革新傳統(tǒng)的測(cè)控技術(shù)，使得測(cè)控系

6、統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化成為了未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)測(cè)控系統(tǒng)都要實(shí)現(xiàn)一些通用的功能，如節(jié)點(diǎn)問(wèn)命令的傳遞、測(cè)試數(shù)據(jù)的傳遞和測(cè)試數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)等，因此設(shè)計(jì)一個(gè)為網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)提供這些通用功能的軟件平臺(tái)具有重要的意義。2國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析及發(fā)展網(wǎng)絡(luò)涮控系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)高速發(fā)展，以及對(duì)大容量分布式測(cè)控的大量需求背景下，由單機(jī)儀器、局部的自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)到全分布式的網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)而逐步發(fā)展起來(lái)的。網(wǎng)絡(luò)測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展可概括為以下幾個(gè)階段(1)第一階段起始于20世紀(jì)70年代通用儀器總線(gpib)的出現(xiàn)，gpib實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)與測(cè)量系統(tǒng)的首次結(jié)合，使得測(cè)量?jī)x器從獨(dú)立的手工操作單臺(tái)儀器開(kāi)始走向計(jì)算機(jī)控制的多臺(tái)儀器的測(cè)

7、控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了將多臺(tái)儀器由gpib連接成一個(gè)系統(tǒng)，此階段是網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)的雛形與起始階段。(2)第二階段起始于20世紀(jì)80年代vxi標(biāo)準(zhǔn)化儀器總線的出現(xiàn)，vxi總線實(shí)現(xiàn)了把最大256個(gè)vxi總線儀器聯(lián)系起來(lái)，組成一個(gè)更大的系統(tǒng)。(1系統(tǒng)可以將大型計(jì)算機(jī)昂貴的外設(shè)、vxi設(shè)備、通信線路等硬件資源以及大型數(shù)據(jù)庫(kù)程序等軟件資源納入網(wǎng)絡(luò)，使得這些寶貴的資源得以共享，緩解了經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等各方面因素的制約，此階段是網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)的初步發(fā)展階段。(3)第三階段雖然由總線所組成的測(cè)控系統(tǒng)己經(jīng)比較龐大，但它仍然屬于一個(gè)更大規(guī)模的測(cè)控系統(tǒng)的范疇，還不是真正意義上的網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)。隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的出現(xiàn)帶動(dòng)了現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(fcs)的迅速發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)中大量采用具有由微處理器與傳統(tǒng)傳感器結(jié)合的智能傳感器的現(xiàn)場(chǎng)總線儀表，而且總線儀器儀表也大量使用智能傳感器，使得可以在一個(gè)工廠范圍內(nèi)通過(guò)總線將成千上萬(wàn)個(gè)智能傳感器變送器等智能化的儀表組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控儀器系統(tǒng)，此階段是網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)的快速發(fā)展階段。(4)第四階段采用上述的各種儀器接口總線或者現(xiàn)場(chǎng)總線，可以方便地組建一個(gè)局部測(cè)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，但是在對(duì)現(xiàn)代化要求極高的領(lǐng)域，如國(guó)防、氣象、航空、航天等行業(yè)或領(lǐng)域，傳統(tǒng)的局部范圍的