網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā).pdf

1、測量與控制是現(xiàn)代工程科技不可或缺的兩個重要組成部分。隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)、微電子等領(lǐng)域的快速發(fā)展及新技術(shù)成果的不斷取得,測控系統(tǒng)也出現(xiàn)了功能更強大、性價比更高的實現(xiàn)方式。網(wǎng)絡(luò)化的虛擬信號測量儀器與嵌入式控制系統(tǒng)是當今測控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,該工程技術(shù)領(lǐng)域的研究成果不僅能夠很快地實現(xiàn)經(jīng)濟效益的轉(zhuǎn)化,而且對提高一國的軍工科技水平和工業(yè)生產(chǎn)水平也具有深遠的意義。
　　本課題結(jié)合網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器和嵌入式控制系統(tǒng)的特點與優(yōu)勢,設(shè)計實現(xiàn)了具有網(wǎng)絡(luò)通信功

2、能和遠程信號采集及控制功能的網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)。系統(tǒng)的設(shè)計目標是:滿足多受控系統(tǒng)同步的需要,搭建具有網(wǎng)絡(luò)化、可擴展化、大數(shù)據(jù)帶寬特點的,應用領(lǐng)域相對廣泛的測控平臺系統(tǒng),實現(xiàn)信息的遠程通信、測控功能的嵌入式實現(xiàn)、操作界面的虛擬化呈現(xiàn)。系統(tǒng)以數(shù)據(jù)采集控制卡作為測控現(xiàn)場的具體執(zhí)行端,多測控卡通過以太網(wǎng)實現(xiàn)多端點聯(lián)網(wǎng),通過運行于上位機的測控系統(tǒng)軟件對整個系統(tǒng)進行整體控制。
　　測控卡的功能架構(gòu)為DSP+FPGA結(jié)構(gòu),DSP采用數(shù)據(jù)處理性能優(yōu)異

3、、片上外設(shè)豐富的最新一代的工控專用浮點處理器TMS320F28335,FPGA選用片上邏輯資源量大、性價比高的EP2C8Q208CN。DSP在測控端擔負主控制器職能,負責流程控制、任務(wù)分配及系統(tǒng)各部分軟、硬件的協(xié)調(diào),主要包括測控算法的實現(xiàn)、協(xié)處理器任務(wù)的發(fā)放、以太網(wǎng)通信等。FPGA用以擴展與外圍功能模塊的通信接口,如獲取反饋信號、輸出控制信號、數(shù)據(jù)鎖存等,這樣就為系統(tǒng)升級、增加外設(shè)種類提供了廣闊空間,同時當系統(tǒng)有大量復雜算法需要運算時,

4、可以接受DSP分配的數(shù)據(jù)處理任務(wù)。主要的測量及控制任務(wù)通過以太網(wǎng)通信由運行于上位機的測控系統(tǒng)軟件進行人工操作。
　　測控系統(tǒng)軟件由實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)后臺處理、網(wǎng)絡(luò)通信三大功能模塊組成。三者既有緊密聯(lián)系的數(shù)據(jù)交互,又有相對獨立的功能執(zhí)行。網(wǎng)絡(luò)通信模塊是其它兩個模塊與系統(tǒng)下位各測控端點聯(lián)系的通道,執(zhí)行以太網(wǎng)通信功能;實時監(jiān)控模塊是測控軟件的核心,對其它兩模塊有控制、調(diào)用與配置的權(quán)利,為操作者表達功能需求實現(xiàn)測控功能提供操作接口;數(shù)據(jù)后臺處