远程测控研究背景意义及国内外现状.doc

远程测控研究背景意义及国内外现状1研究背景及意义12国内外现状分析及发展21研究背景及意义远程测控是制造业、电力、水利等行业所一直期望解决的问题之一，随着通信、网络、计算机技术的飞速发展，远程测控的实现在网络技术方面有了保证。尤其是以TCPIP为代表的Internet技术的发展，更给远程测控网的实现提供了深厚的技术基础。但是应用在企业底层的控制网络较企业信息网络发展相对孤立和滞后，为了实现生产现场的远程测控，必须实现控制网和信息网的融合，并在信息网上发布，实现信息的共享。近年来，随着智能仪表及现场总线技术的引入，微型计算机性能价格比的不断提高，微电子技术、计算机技术、软件技术、网络技术的高速发展，新的测控理论、测控方法不断出现和成熟，控制系统从最初采用基地式仪表的就地控制，到采用元组式仪表的集中控制，发展到如今的网络测控系统。测控系统以计算机为中心，以网络为核心的特征日益明显。网络测控系统必须实现通信、信息共享，远程设备管理、过程控制和管理执行等功能。随着计算机技术、网络通信技术的进步，测控系统正向网络化，远程化发展，并具有分布式、开放性、可扩展性的特点。网络化测控平台要求具有良好的安全性、移动性、扩展性，采用成熟的以太网技术搭建网络化测控平台将使网络的规划和实施更加灵活。目前已有多种以太网组网技术可供选择，其中NET更是一种面向网络支持各种用户终端的开发平台环境口。基于.NET技术搭建Web Services网络平台，将可解决大规模分布式测控单元之间的远距离互操作问题，从而实现最大限度地获取测控信息。自动测控系统最早出现于二十世纪50年代初期，早期的测控系统由于没有网络的概念，是将不同的输入和输出电路的几种可程控仪器总装在一起形成一个组装系统，解决了一些数据采集、数据处理和过程监视的问题。在这种系统中各个微机之间没有联系，因此所做的测量和控制是非常有限的和局部的，而且存在误差较大的问题。发展到后来，由于控制系统规模变大，功能增加，以及各种网络的引入，测控系统发展成为一种可控制多个装置，多个处理过程，集中管理的更强的一种体系结构。这种测控系统被称之为集中式测控系统。在这种测控系统中，系统采用的是主从式(MasterSlave)结构，这种结构中的主控制机任务繁重，而从节点只完成简单功能，使得系统的结构和功能严重不对等，不能满足系统动态变化和扩展的要求。当今信息技术、通讯技术和测控技术各自发展日新月异，尤其是internet技术的发展及其应用已经在各个方面改变着我们的生活。在工业测控领域中测控已不再是针对单独的测控对象，而是基于某种协议的网络测控系统，工作人员就不再需要亲临现场，而是直接通过网络获取数据信息，并对对象进行远程控制，这样提高了工作效率，提高了安全性，节约了成本。测控技术也由单机测量发展到网络测量系统。由于对测控系统的精度、数据处理速度和资源共享要求的不断提高，网络化的测控系统在工程领域得到广泛应用。网络化的测控系统可以实现资源共享，使现有的资源得到充分的利用，测控系统能够被多用户使用，可以实现多系统、多专家的协同测试与诊断。随着人们认知水平的不断提高，人们认知领域得到了不断扩展，而新的学科领域往往伴随着越发苛刻的测试环境和更为复杂的测试程序，从而迫切需要一种高度自动化的通用测试平台来满足未来的测试需求。加之近年来随着计算机、数据通信、网络工程等技术的飞速发展，出现了将自动测试技术、计算机技术和网络通信技术相结合起来的契机。测控系统应用领域结合计算机技术、数据通信技术和网络工程技术这三大技术的进展，正在不断的革新传统的测控技术，使得测控系统的网络化成为了未来发展的趋势。每一个网络测控系统都要实现一些通用的功能，如节点问命令的传递、测试数据的传递和测试数据的存储等，因此设计一个为网络化测控系统提供这些通用功能的软件平台具有重要的意义。2国内外现状分析及发展网络涮控系统是在计算机网络技术、通信技术高速发展，以及对大容量分布式测控的大量需求背景下，由单机仪器、局部的自动测控系统到全分布式的网络化测控系统而逐步发展起来的。网络测控系统的发展可概括为以下几个阶段(1)第一阶段起始于20世纪70年代通用仪器总线(GPIB)的出现，GPIB实现了计算机与测量系统的首次结合，使得测量仪器从独立的手工操作单台仪器开始走向计算机控制的多台仪器的测控系统，实现了将多台仪器由GPIB连接成一个系统，此阶段是网络化测控系统的雏形与起始阶段。(2)第二阶段起始于20世纪80年代VXI标准化仪器总线的出现，VXI总线实现了把最大256个VXI总线仪器联系起来，组成一个更大的系统。(1系统可以将大型计算机昂贵的外设、VXI设备、通信线路等硬件资源以及大型数据库程序等软件资源纳入网络，使得这些宝贵的资源得以共享，缓解了经济和技术等各方面因素的制约，此阶段是网络化测控系统的初步发展阶段。(3)第三阶段虽然由总线所组成的测控系统己经比较庞大，但它仍然属于一个更大规模的测控系统的范畴，还不是真正意义上的网络化测控系统。随着技术的发展，现场总线技术的出现带动了现场总线控制系统(FCS)的迅速发展，现场总线控制系统中大量采用具有由微处理器与传统传感器结合的智能传感器的现场总线仪表，而且总线仪器仪表也大量使用智能传感器，使得可以在一个工厂范围内通过总线将成千上万个智能传感器变送器等智能化的仪表组成一个网络化测控仪器系统，此阶段是网络化测控系统的快速发展阶段。(4)第四阶段采用上述的各种仪器接口总线或者现场总线，可以方便地组建一个局部测控网络系统，但是在对现代化要求极高的领域，如国防、气象、航空、航天等行业或领域，传统的局部范围的测控系统已经逐渐无法满足用户的需求了。许多部门或大型企业迫切要求构建较大范围内甚至全国性的测控系统或测控网络，建立基于Interact的网络化测控系统，即通常所说的分布式测控网络，这是真正意义上的网络化测控系统，此阶段是网络化测控系统的成熟阶段。