1 引言

　　眾所周知，對于每一個(gè)復(fù)雜的控制系統(tǒng)都是由各種各樣的傳感器、變送器等檢測設(shè)備組成，以便及時(shí)地將現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和被控對象的各種參數(shù)反應(yīng)到控制器或控制計(jì)算機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的精確控制。隨著計(jì)算機(jī)、通信、集成電路、傳感器技術(shù)的發(fā)展，在控制領(lǐng)域又出現(xiàn)了一種新興的控制技術(shù)，即現(xiàn)場總線（FCS）?，F(xiàn)場總線的出現(xiàn)，為數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)控制提供了一種新的手段。

2 現(xiàn)場總線技術(shù)

　　2.1　現(xiàn)場總線技術(shù)概念

　　根據(jù)國際電工委員會(huì)IEC1158定義，現(xiàn)場總線（Fieldbus）是“安裝在生產(chǎn)過程區(qū)域的現(xiàn)場設(shè)備/儀表與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置/系統(tǒng)之間的一種串行，數(shù)字式，多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線”?；蛘哒f，現(xiàn)場總線是以單個(gè)分散的，數(shù)字化智能化的測量和控制設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，用總線相連接，實(shí)現(xiàn)相互交換信息，共同完成自動(dòng)控制功能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)。

　　2.2 現(xiàn)場總線的優(yōu)點(diǎn)

　　現(xiàn)場總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡化，使控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、投運(yùn)到正常生產(chǎn)運(yùn)行及其檢修維護(hù)，都體現(xiàn)出優(yōu)越性。

　　1、節(jié)省硬件數(shù)量與投資。由于現(xiàn)場總線系統(tǒng)中分散在設(shè)備前端的智能設(shè)備能直接執(zhí)行多種傳感、控制、報(bào)警和計(jì)算功能，因而可減少變送器的數(shù)量，從而節(jié)省了一大筆硬件投資，由于控制設(shè)備的減少，還可減少控制室的占地面積。

　　2、節(jié)省安裝費(fèi)用?，F(xiàn)場總線系統(tǒng)的接線十分簡單，既節(jié)省了投資，也減少了設(shè)計(jì)、安裝的工作量。據(jù)有關(guān)典型試驗(yàn)工程的測算資料，可節(jié)約安裝費(fèi)用60%以上。

　　3、節(jié)省維護(hù)開銷。由于現(xiàn)場控制設(shè)備具有自診斷與簡單故障處理的能力，并通過數(shù)字通訊將相關(guān)的診斷維護(hù)信息送往控制室，用戶可以查詢所有設(shè)備的運(yùn)行，診斷維護(hù)信息，以便早期分析故障原因并快速排除。

3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

　　整個(gè)系統(tǒng)的連接簡圖如下所示：


　　在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中我采用的是將DS100控制器通過485/232轉(zhuǎn)接口與計(jì)算機(jī)串行口連接的策略，計(jì)算機(jī)的串行口作為RS-232接口的主控設(shè)備，一切由計(jì)算機(jī)來控制。需要注意的是在實(shí)驗(yàn)開始前要先運(yùn)行一下控制器自帶的一個(gè)軟件setdevice來設(shè)置一下控制器的通訊參數(shù)，如波特率等。采集過程中，電腦發(fā)送一個(gè)特定幀格式的讀命令給控制器，控制器將返送由傳感器傳來的數(shù)據(jù)作為應(yīng)答，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集功能。連接環(huán)境溫濕度和水溫調(diào)節(jié)設(shè)備的控制器負(fù)責(zé)系統(tǒng)的控制，控制過程中，由計(jì)算機(jī)發(fā)送一個(gè)帶有數(shù)據(jù)的寫命令，控制器在收到正確的寫命令以后，在對計(jì)算機(jī)回應(yīng)的同時(shí)將數(shù)據(jù)傳遞給與其相聯(lián)的調(diào)節(jié)設(shè)備，調(diào)節(jié)設(shè)備在收到命令以后將按照給定的溫度對水溫或環(huán)境的溫濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制功能。

4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)的各模塊框圖如下：


　　主模塊作為獨(dú)立的頁面選擇室內(nèi)側(cè)還是室外側(cè)的空調(diào)測控，主模塊下有系統(tǒng)設(shè)置，數(shù)據(jù)顯示，系統(tǒng)控制，實(shí)驗(yàn)報(bào)告生成4個(gè)獨(dú)立的頁面。系統(tǒng)開始前需要先對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，其中包括對串口的設(shè)置，通道選擇等。數(shù)據(jù)采集作為獨(dú)立的模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，接收到的數(shù)據(jù)送入一個(gè)緩沖區(qū)中，