测控系统网络化技术及应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 测控系统的概念与类型 1

1.1.1 测控系统的概念 1

1.1.2 测控系统的类型 1

1.2 工业过程控制系统概述 2

1.2.1 工业过程控制系统的发展 2

1.2.2 工业过程控制系统实例 4

1.2.3 过程计算机控制系统组成 6

1.2.4 过程计算机控制系统的分类 8

1.3 仪器仪表与自动测试系统 11

1.3.1 仪器仪表与自动测试系统的发展 11

1.3.2 智能仪器仪表 12

1.3.3 自动测试系统 14

1.4 测控系统网络化发展概述 15

1.4.1 测控系统的网络化发展趋势 15

1.4.2 测控系统网络技术的特点 16

1.4.3 网络化测控系统的体系结构 18

习题与思考题 19

第2章 网络与数据通信基础 20

2.1 计算机网络基础 20

2.1.1 计算机网络的定义与发展 20

2.1.2 计算机网络的拓扑结构 22

2.1.3 计算机网络中的传输介质 24

2.2 数据通信技术 26

2.2.1 数据通信的基本概念 26

2.2.2 数据传输技术 27

2.2.3 信息交换技术 31

2.2.4 差错检测与控制 33

2.3 网络体系结构 34

2.3.1 网络体系结构的基本概念 34

2.3.2 OSI参考模型与TCP/IP协议集 35

2.4 局域网技术 41

2.4.1 局域网概述 41

2.4.2 局域网访问控制方法 42

2.4.3 网络互联技术 44

2.5 无线网络技术 46

2.5.1 无线网络的优势与发展 46

2.5.2 无线网络中的主要技术 47

2.5.3 无线局域网 49

2.5.4 GSM与GPRS 50

2.6 短距离无线数据通信网技术 53

2.6.1 HomeRF技术简介 54

2.6.2 蓝牙（Bluetooth）技术简介 54

2.6.3 Wi-Fi技术 55

2.6.4 Zigbee技术 55

2.6.5 电子标签（RFID）技术 56

2.7 无线传感器网络技术 57

2.7.1 无线传感器网络概述 57

2.7.2 WSN、Ad hoc和无线宽带网的不同 58

2.7.3 传感器网络体系结构与特征 59

2.7.4 传感器网络协议栈 62

2.7.5 传感器网络的关键技术 63

2.8 广域网技术与Internet应用技术 64

2.8.1 广域网的基本概念 64

2.8.2 常用Internet应用协议 65

2.8.3 网络安全 66

习题与思考题 68

第3章 测控系统中常用的网络通信技术 69

3.1 测控系统网络通信技术特点 69

3.1.1 实时性 69

3.1.2 可靠性 70

3.1.3 稳定性 70

3.2 测控系统中常用串行通信方法 70

3.2.1 RS-232接口 70

3.2.2 RS-422/RS-485接口 73

3.2.3 USB技术 74

3.2.4 串行通信应用举例 77

3.3 现场总线技术 81

3.3.1 现场总线的定义 82

3.3.2 现场总线与RS-232、RS-485的本质区别 82

3.3.3 基金会现场总线 82

3.3.4 ProfiBus总线 83

3.3.5 控制器局域网总线CAN 84

3.3.6 ControlNet总线 84

3.3.7 现场总线的应用 85

3.4 工业以太网 87

3.4.1 工业以太网的定义 87

3.4.2 以太网与现场总线的整合 88

3.4.3 常见工业以太网设备 89

3.5 透明传输技术 90

3.5.1 透明传输基本概念与发展趋势 90

3.5.2 透明串口技术 91

3.5.3 以太网同计算机串口之间的透明传输技术 91

3.5.4 GPRS同计算机串口之间的透明传输技术 92

3.5.5 其他透明传输技术 94

习题与思考题 94

第4章 网络化先进控制系统 95

4.1 集散过程控制系统（DCS） 95

4.1.1 DCS系统概述 95

4.1.2 现场控制站 97

4.1.3 操作员站及工程师站 98

4.1.4 DCS系统网络 99

4.2 现场总线控制系统（FCS） 100

4.2.1 现场总线的概念 100

4.2.2 现场总线的结构和技术特点 102

4.2.3 现场总线的基本设备 104

4.2.4 现场总线的未来趋势 105

4.2.5 以现场总线为基础的控制系统 105

4.3 FCS与DCS的分析比较 107

习题与思考题 108

第5章 典型网络化工控产品应用技术 109

5.1 嵌入式控制器BL2000 109

5.1.1 BL2000概述 109

5.1.2 BL2000系统的特点 109

5.1.3 BL2000子系统 110

5.1.4 BL2000的性能指标 110

5.2 Dynamic C语言 112

5.2.1 Dynamic C语言概述 112

5.2.2 Dynamic C的设置 113

5.2.3 基于B/S的Dynamic C程序设计基本步骤 114

5.2.4 嵌入式基本输入输出程序的编写方法 115

5.2.5 编写简单的TCP/IP程序 115

5.2.6 嵌入式系统多任务的处理 116

5.2.7 编写简单的CGI程序 117

5.2.8 Dynamic C同网页之间的连接 118

5.3 BL2000以太网接口技术应用实例 118

5.3.1 头定义（宏定义） 118

5.3.2 函数与公共变量的定义 119

5.3.3 CGI映射函数 119

5.3.4 配置装入Flash中的文件和变量 120

5.3.5 主程序 120

5.4 牛顿-7000工控模块介绍 122

5.4.1 牛顿-7000模块简介 122

5.4.2 牛顿-7000系统网络结构 124

5.5 牛顿-7000系统主要组网技术 126

5.5.1 牛顿-7520和7510模块介绍 126

5.5.2 无线Modem模块介绍 127

5.5.3 牛顿-7000系统的RS-485网络 128

5.6 基于牛顿模块的电加热炉温度控制实例 130

5.6.1 牛顿-7021和7012模块介绍 130

5.6.2 电加热炉无线远程温度控制实例 131

习题与思考题 133

第6章 组态软件在测控系统中的应用 134

6.1 组态软件的功能 134

6.2 特点及发展趋势 135

6.2.1 组态软件的特点 135

6.2.2 监控组态软件的发展趋势 135

6.2.3 目前流行的组态软件综述 136

6.3 组态王（KINGVIEW）软件概述 139

6.3.1 组态王软件的结构 139

6.3.2 组态王与下位机通信方法 140

6.4 组态王软件设计 140

6.4.1 组态王与模块通信方法 140

6.4.2 组态王的动画图形界面设计 145

6.4.3 组态王的报警、事件和趋势曲线 145

6.4.4 组态王的配方和报表系统 151

6.4.5 组态王的数据库连接 161

6.4.6 GPRS虚拟串口 166

6.5 基于组态王和牛顿模块的温度控制系统设计 169

6.5.1 硬件连接配置 169

6.5.2 定义相关变量 170

6.5.3 显示界面设计 171

6.5.4 程序设计 172

习题与思考题 173

第7章 网络化测控系统实例 174

7.1 应用系统工程开发步骤 174

7.1.1 系统研制流程 174

7.1.2 硬件设计规范 177

7.1.3 软件设计规范 180

7.2 实例1：基于RS-485网络抄表系统设计 183

7.2.1 项目的意义 183

7.2.2 项目需求分析 183

7.2.3 系统总体方案设计 183

7.2.4 系统硬件实现 184

7.2.5 系统软件实现 185

7.2.6 结论 197

7.3 实例2：基于以太网的远程抄表系统设计 197

7.3.1 项目的意义 197

7.3.2 项目需求分析 197

7.3.3 系统总体方案设计 197

7.3.4 系统硬件实现 198

7.3.5 系统软件实现 200

7.3.6 结论 205

7.4 实例3：基于无线数传的箱式变电站数据远程监测系统设计 206

7.4.1 项目的意义 206

7.4.2 项目需求分析 206

7.4.3 系统总体方案设计 206

7.4.4 系统硬件实现 208

7.4.5 系统软件实现 209

7.4.6 结论 209

7.5 实例4：基于GPRS的油井远程在线监控系统设计 209

7.5.1 项目的意义 209

7.5.2 项目需求分析 210

7.5.3 系统总体方案设计 211

7.5.4 系统软件实现 214

7.5.5 结论 218

7.6 实例5：基于PROFIBUS的自来水厂分布式监控系统设计 218

7.6.1 项目的意义 218

7.6.2 项目需求分析 219

7.6.3 系统总体方案设计 219

7.6.4 系统硬件实现 220

7.6.5 系统软件实现 221

7.6.6 结论 223

习题与思考题 223

参考文献 224