측정 및 제어 기술 논문-지능형 측정 및 제어 장비의 기술 분석
필드 버스의 특성을 분석하고 지능형 측정 및 제어 기기 시스템의 CAN 버스 통신 체계를 제시하며 지능형 기기의 범용 CAN 통신 인터페이스에 대한 하드웨어 설계 및 소프트웨어 구현 상자 다이어그램을 설명합니다.
키워드 지능 측정 및 제어 기기
1 소개
필드 버스는 자동화 기술 분야의 핫스팟 중 하나입니다. 자동화 분야에서는 컴퓨터 LAN 이라고 합니다. 마이크로컴퓨터 측정 장치 간의 양방향 직렬 다중 노드 디지털 통신을 구현하는 시스템입니다. 개방, 디지털, 멀티포인트 통신을 위한 저층 제어 네트워크라고도 합니다. 지능형 현장 장치와 자동화 시스템을 연결하는 디지털, 양방향 전송 및 멀티 브랜치 통신 네트워크입니다. 산업 제어 시스템의 분산, 네트워킹 및 지능형 발전 방향에 적응하여 시스템 케이블 감소, 시스템 설치 단순화, 유지 관리 및 관리, 시스템 투자 및 운영 비용 절감, 시스템 성능 향상 등의 이점을 제공합니다. 그것은 이미 전 세계 산업 자동화 기술의 핫스팟이 되어 전 세계의 보편적인 관심을 불러일으켰다.
1980 년대 말부터 몇 가지 유형의 필드 버스 기술이 개발되어 특정 분야에 광범위하게 적용되었다. 이러한 필드 버스 기술은 각각 특색이 있으며, 일부는 점차 자체 제품군을 형성하여 상당한 시장 점유율을 차지하고 있습니다. 몇 가지 일반적인 필드 버스는 CAN 버스, LonWorks 버스 및 PROFIBUS 버스입니다. CAN(ControlArea Network) 버스는 독일 BOSCII 가 설계한 필드 버스로 자동차 내부 측정과 실행 부품 간의 데이터 통신을 가능하게 합니다. CAN 버스의 데이터 통신은 일반 통신 버스보다 뛰어난 안정성, 실시간 및 유연성을 갖추고 있어 여러 자동차 산업에 국한되지 않고 기계 산업, 프로세스 산업 등으로 발전하여 현장급 산업 모니터링 장비의 상호 연결에 더 적합합니다. CAN 버스 사양은 이미 국제 표준이 되어 가장 유망한 필드 버스 중 하나로 인정받고 있다. 특히, CAN 은 구조가 간단하고 두 개의 와이어만 외부에만 연결하면 된다는 특징을 가지고 있습니다. 유연한 통신 방식, 멀티 마스터 모드, 마스터-슬레이브, 포인트-투-포인트, 멀티-포인트, 글로벌 브로드캐스팅 방식으로 데이터를 송수신할 수 있습니다. 전통적인 사이트 주소 코드를 폐지하고 통신 블록 인코딩으로 대체합니다. 짧은 프레임 형식으로 프레임당 최대 8 바이트의 데이터 길이를 사용하여 산업 제어 분야의 일반적인 요구 사항을 충족합니다. 동시에 8 바이트는 버스를 너무 오래 차지하지 않고 통신의 실시간 성능을 보장합니다. 무손실 버스 중재 기술 사용 CRC 검증을 채택하고 적절한 오류 처리 기능을 제공하여 데이터 통신의 신뢰성을 보장합니다. CAN 노드에는 자동 종료 기능이 있어 노드 오류가 심할 경우 버스의 정상적인 작동에 영향을 주지 않고 버스와의 연결을 자동으로 끊을 수 있습니다.
2 지능형 측정 및 제어 장비 시스템 구조
CAN 버스를 기반으로 한 일반적인 지능형 측정 및 제어 계측기의 시스템 구조는 주로 상위 컴퓨터와 지능형 측정 및 제어 계측기의 두 부분으로 구성됩니다. 측정계기의 주요 임무는 상위 기계의 명령을 받고, 공업현장의 각종 시뮬레이션량 수집을 완료하고, 각종 생산설비를 통제할 수 있도록 하는 것이고, 상위 컴퓨터는 전체 지능 측정시스템을 모니터링하고 관리하는 것이다. 작업에는 CAN 노드 상태 정보 표시 및 경고, CAN 노드에 명령 및 제어 매개변수 전송, CAN 노드에 대한 데이터 수신, 곡선 표시, 저장 및 인쇄 등이 포함됩니다. 이러한 기능은 현대 마이크로컴퓨터의 풍부한 자원과 강력한 기능을 이용하여 실현할 수 있다. 또한 수집된 데이터의 백그라운드 처리를 통해 디지털 필터 PFT 변환과 같은 지능형 기능을 구현할 수 있습니다. CAN 통신은 양선 인터페이스를 사용하며, 통신 대상 노드의 컨트롤러는 CAN 드라이버를 통해 CAN 버스에 연결됩니다. 각 노드는 CAN 통신에 물리적 주소가 없으며 소프트웨어 ID ID ID ID 를 사용하여 버스에서 브로드캐스팅된 정보를 필터링하고 여러 노드가 동시에 정보를 전송해야 하는 경우 정보 전송 우선 순위를 결정합니다.
칩과 CAN 버스 간의 통신은 CAN 컨트롤러와 물리적 버스 간의 인터페이스인 CAN 버스 트랜시버를 통해 이루어지며 버스에 차등 해제 및 수신 기능을 제공합니다. PC 와 CAN 버스 간의 통신을 위해서는 PC 의 CAN 통신 카드가 필요합니다. 시중에 이런 카드가 많이 나와 있어 필요에 따라 선택하거나 직접 설계할 수 있습니다.
지능형 측정 및 제어 장비의 인터페이스 설계
CAN 버스는 직렬 데이터 통신 프로토콜입니다. CAN 프로토콜의 물리적 계층 및 데이터 링크 계층 기능은 CAN 버스의 통신 인터페이스에 통합되어 통신 데이터의 프레임을 완성합니다.
SJA 1000 은 필립스 PCA82C200 CAN 컨트롤러의 후속 제품으로, 소프트웨어 및 핀에서 PCA82C200 과 호환되며 시스템 최적화, 진단 및 유지 관리 요구 사항이 높은 경우에 특히 많은 새로운 기능과 향상된 성능을 제공합니다. SJA 1000 의 기능은 인터페이스 관리 논리로 구성됩니다. 전송 버퍼는 1 개의 전체 메시지 (확장 또는 표준) 를 저장합니다. 수락 필터 수신 f1F0; CAN 코어 모듈.
SJA 1000 한쪽 끝은 단일 칩 마이크로 컴퓨터에 연결되고 다른 쪽 끝은 CAN 버스에 연결됩니다. 그러나 단일 칩 마이크로 컴퓨터의 CAN 버스 구동 능력을 향상시키기 위해 82C250 을 CAN 컨트롤러와 물리적 버스 간의 인터페이스로 사용하여 버스에 차등 전송 기능을 제공하고 CAN 컨트롤러에 차등 수신 기능을 제공할 수 있습니다.
SJA 1000 을 유량계의 CAN 컨트롤러로 사용하는 경우 CPU (단일 칩 마이크로 컴퓨터) 에 연결한 다음 PCA82C250 을 통해 CAN 버스를 형성합니다. 이 구조는 CAN 네트워크 노드에 대한 정보 수신 및 전송을 쉽게 수행하여 현장 제어를 가능하게 합니다.
CAN 통신 프로토콜은 주로 CAN 컨트롤러에 의해 수행됩니다. SJA 1000 은 자동차 및 일반 비즈니스 환경 컨트롤러 LAN (CAN) 을 위한 고도로 통합된 컨트롤러입니다. 단순 버스 연결의 SJA 1000 은 물리적 계층 및 데이터 링크 계층의 모든 기능을 수행할 수 있으며 애플리케이션 계층 기능은 마이크로컨트롤러로 수행할 수 있습니다. SJA 1000 은 다목적 인터페이스를 제공합니다.
SJA 1000 실행 중 제어선 (중단, 리셋, 슬라이스 선택 등) 을 제어합니다. ) 전원을 켜기 전에 CAN 컨트롤러와 통신하는 하드웨어 접속을 설정할 수 있도록 구성해야 합니다. 초기화와 CAN 통신은 인터럽트 데이터 전송 및 수신 서브루틴을 사용합니다.
독립형 CAN 컨트롤러가 전원을 켠 후 핀 17 에서 1 리셋 펄스 (저수준) 를 받으면 리셋 모드로 들어갈 수 있습니다. SJA 1000 레지스터를 설정하기 전에 CAN 컨트롤러는 재설정 모드 요청 플래그를 읽어 재설정 모드에 들어갔는지 확인합니다. 정보를 구성할 레지스터는 재설정 모드에서만 쓸 수 있고 제어 레지스터 CR, ACR (Accept Code Registrator), AMR (Accept Mediated Registrator) 및 버스 타이밍 레지스터를 포함하기 때문입니다. 클럭 디바이더 레지스터는 BasicCAN 또는 PeliCAN 작동 모드를 선택하고, 클록 핀을 설정하여 주파수 선택을 가능하게 하며, 바이패스 CAN 입력 비교기를 사용할지 여부와 TX 1 출력을 특수 수신 인터럽트 출력으로 사용할지 여부를 설정할 수 있습니다. 수신 코드와 마스크 레지스터의 설정은 정보를 필터링하고 수신된 정보에 대한 수락 코드를 정의합니다. 검수 코드와 관련된 비트와 비교하는 검수 마스크를 정의합니다.
버스 타이밍 레지스터는 버스의 비트율을 정의합니다. 출력 제어 레지스터는 CAN 버스 출력 핀 TX0 및 TX 1 의 출력 패턴을 정의하고 출력 핀 TX0 및 TX 1 의 구성이 부동, 드롭다운, 당기기 또는 당기기 및 극성인지 정의합니다. 인터럽트 레지스터 설정은 인식될 수 있는 인터럽트 소스를 설정합니다.
4 요약
여러 대의 지능형 기기가 CAN 인터페이스를 통해 PC 에 연결되어 시스템이 잘 작동하고 있다. 이 필드 버스 기반 스마트 기기 시스템은 간섭 방지 기능이 강하고 성능이 안정적이며 측정 속도, 정밀도, 자동화 프로그램, 가격 대비 성능 등에서 기존 기기와 비교할 수 없는 미래 기기의 발전 방향입니다.
현대 전자 측정 및 제어 기술의 응용 분석
현대 전자 측정 및 제어 기술은 컴퓨터 기술, 정보 기술, 네트워크 기술 및 전자 기술을 기반으로 한 종합 기술입니다. 현대 사회가 발전함에 따라, 그것은 많은 분야에 광범위하게 적용되었다. 이 글은 주로 현대 전자 측정 기술의 응용을 논술하고, 이 기술의 발전 전망을 전망했다.
키워드: 전자 측정 및 제어; 기술; 특징; 형세를 발전시키다
중국 도서관 분류 번호: K826 문서 식별 번호: a
현대 사회의 발전과 수요가 계속 증가함에 따라 전자 측정 제어 기술도 급속히 발전하였다. 이 기술은 현대 첨단 기술의 중요한 구성 요소이며, 컴퓨터 기술, 정보 기술, 전자 기술, 네트워크 기술, 광전기 기술을 하나로 통합한 종합 기술이다. 관련 기술의 교체로 측정 제어 기술은 네트워킹, 정보화, 지능화의 길로 나아가고 있다. 현대 측정 및 제어 기술은 실시간으로 모니터링되는 데이터를 컴퓨터에 수동으로 기록하고 현대 컴퓨터 처리 기술을 사용하여 관련 데이터를 분석하고 유용한 정보를 얻는 것입니다. 현대 측정 기술의 발전에 따라 데이터 정보의 속도와 정확도가 크게 향상되었다. 현대 사회의 지속적인 발전과 인민 생활 수준의 향상으로 현대 측정 및 제어 기술은 특히 국방, 항공 우주, 전자 및 농업과 같은 중요한 분야에서 사람들의 삶의 모든 영역으로 확장되었습니다.
1 현대 전자 측정 및 제어 기술 소개
현대 측정 및 제어 기술은 실시간으로 모니터링되는 데이터를 컴퓨터에 수동으로 기록하고 현대 컴퓨터 처리 기술을 사용하여 관련 데이터를 분석하고 유용한 정보를 얻는 것입니다. 현대 측정 및 제어 기술은 주로 현대 측정 및 제어 시스템의지도하에 자동 제어이며, 주로 현대 컴퓨터 처리 기술에 의존합니다. 현대 측정 및 제어 시스템의 구성. 현대 측정 및 제어 시스템은 주로 컨트롤러, 프로그램 제어 장비 및 기기, 측정 및 제어 응용 프로그램 소프트웨어, 버스 및 인터페이스, 테스트 대상의 다섯 부분으로 구성됩니다. 컨트롤러는 측정 제어 시스템의 제어 및 지휘 중추, 주로 컴퓨터 등을 가리킨다. 프로그램 제어 장비 및 기기에는 다양한 프로그램 제어 스위치 및 기기, 저장 장치 및 디스플레이 장치가 포함됩니다. 측정 및 제어 소프트웨어에는 드라이버 및 응용 프로그램이 포함됩니다. 버스와 인터페이스는 커넥터와 슬롯을 포함한 다양한 장치와 기기의 연결 채널입니다. 다른 작업에 따라 테스트 객체를 결정합니다. 구조에 따라 현대 측정 및 제어 시스템은 기본, 폐쇄 루프 제어 및 표준형의 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
2 현대 전자 측정 및 제어 기술의 특성
관련 기술의 교체로 시장 경쟁 환경이 치열해지고 사람들의 요구가 다양화되고 요구도 높아지고 있으며, 측정 및 제어 기술도 자체 기술 돌파를 실현하여 네트워킹, 디지털화, 분산 및 지능화의 길로 나아가고 있습니다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언)
2. 1 네트워크
네트워크 적용 범위가 확대됨에 따라 컴퓨터 기술과 현대 정보 기술의 지속적인 발전과 측정 및 제어 기술과 현대 컴퓨터 기술, 네트워크 기술 및 통신 기술 간의 관계가 점점 더 가까워짐에 따라 측정 및 제어 기술은 점차 네트워크화되었습니다. 또한, 측정 및 제어 시스템에 센서 기술을 적용하면 현대 측정 및 제어 기술을 더욱 편리하게 사용할 수 있습니다. 현대 측정 기술이 지속적으로 업데이트되고 발전함에 따라 그 적용 범위도 계속 심화되어 국방 항공 우주 전자 농업 등 중요한 분야에 점차 적용되고 있다.
2.2 디지털화
현대 측정 및 제어 기술은 실시간으로 모니터링되는 데이터를 컴퓨터에 수동으로 기록하고 현대 컴퓨터 처리 기술을 사용하여 관련 데이터를 분석하고 유용한 정보를 얻는 것입니다. 현대측정기술을 이용한 것은 피실험자를 효과적으로 모니터링하여 유용한 정보를 얻기 위한 것임을 알 수 있다. 정보가 급속히 발전하는 사회에서 디지털 기술은 현대 첨단 기술 발전의 유일한 길이다. 디지털화에는 주로 통신 디지털화, 신호 디지털화 및 멀티미디어 디지털화가 포함됩니다. 멀티미디어 디지털화는 주로 교육에 사용되며, 통신 디지털화는 주로 사람들의 무선 통신을 더욱 편리하게 하는 것이다.
2.3 지능형
지능은 현대 정보 기술 발전의 주제이다. 가장 기본적인 휴대폰, 컴퓨터는 모두 지능화의 산물이며, 로봇도 지능화의 결과이다. 현대 측정 기술의 발전에 따라 데이터 정보의 속도와 정확도가 크게 향상되었다. 기술 발전을 더욱 인간화, 정밀화, 편리화하기 위해서는 현대 측정 시스템에서 스마트 기기를 사용하는 것이 필요하다. 인공지능과 마이크로전자 기술의 발전에 근거하여, 스마트기기도 빠르게 발전하였으며, 스마트기기의 공업에서의 응용은 반드시 공업의 빠른 발전을 촉진할 것이다.
2.4 분산
서로 다른 곳에 분포된 측정 설비를 통해 가장 적합한 기구를 효과적으로 선택할 수 있다. 분산 측정 및 제어 기술은 마이크로컴퓨터 기술과 네트워크 기술을 기반으로 효과적인 분산 장치로 구성된 현대 측정 및 제어 시스템입니다. 분산 기기의 생산 및 제어 프로세스는 테스트, 제어 및 관리를 통합하는 자동화 프로세스로서 측정 및 제어 비용을 효과적으로 절감하고 측정 및 제어 효율성을 높입니다. 분산은 측정 및 제어 시스템의 다섯 부분이 유기적으로 연결되어 분산 구조를 사용하여 전체 시스템을 유기적으로 조정하고 측정 및 제어 시스템의 효과적인 작동을 달성하는 것을 의미합니다. 현대 측정 및 제어 시스템의 분산 기능은 안전하고 신뢰할 수 있으며, 장애 부분은 시스템의 다른 부분에 영향을 주지 않습니다. 새로운 인터페이스, 새로운 기능의 개발이 더욱 편리하고 시스템 기능이 향상되었습니다. 동시에 병렬 처리 모드는 고속 운영의 특성을 가지고 있습니다. 다중 모듈 및 단일 모듈 시스템 [2] 을 설정할 수 있는 유연한 사용 방법을 제공합니다. 측정 및 제어 시스템의 분산 관리는 생산성을 향상시킬뿐만 아니라 수동 모니터링 비용을 효과적으로 절감합니다. 컴퓨터 네트워크 기술을 이용하여 마이크로컴퓨터 기술의 발전을 통해 분산 측정 제어 기술은 끊임없이 업데이트되고 보완될 것이다.
3 현대 전자 측정 및 제어 기술 개발
3. 1 현재 상황. 선진 과학기술과 사회경제의 급속한 발전에 따라 현대 측정 기술의 응용 범위가 크게 확대되고 발전 속도가 빠르며 측정 기술 수준도 크게 향상되었다. 하지만 여전히 크고 작은 문제가 많다. 우리나라 측정 제어 기술은 아직 높은 수준의 발전 단계에 진입하지 못했고 소형화, 디지털화, 지능화 방면에서 선진국에 뒤처져 있다. 따라서 중국은 선진 기술과 설비의 도입과 응용을 강화하고, 외국의 선진 기술과 효과적인 발전 모델을 배우고, 국제 기술 발전과 보조를 맞추고, 끊임없이 혁신을 개척하고, 발전 격차를 좁히고, 높은 수준의 현대 측정 기술을 실현하기 위해 노력해야 한다.
3.2 전망. 측정 및 제어 기술의 발전은 점차 세계화와 네트워킹으로 나아가고 있으며, 세계 각국의 연계를 더욱 긴밀하게 강화하고, 점차 과학과 선진 발전 추세에 가까워지고 있다. 사회경제의 시장화 발전은 현대 측정 기술의 끊임없는 발전을 크게 촉진하여 사회 발전과 융합하여 글로벌 과학기술의 발전을 촉진시켰다. 현재, 각 업종의 빠른 발전도 측정 기술의 빠른 발전을 가져왔다. 현대 측정 기술의 발전을 분석해 보면 개방성과 표준화가 명확한 발전 추세라는 것을 알 수 있다. 관련 기술의 갱신과 함께 점점 더 치열한 시장 경쟁 환경과 사람들의 다양성, 수요가 높아지고 있으며, 측정 및 제어 기술도 자체 기술 혁신을 실현하여 네트워킹, 디지털화, 분산, 지능화의 길로 나아가고 있습니다. 정보기술이 급속히 발전하는 현대 사회에서 현대 측정 기술의 발전 전망은 여전히 매우 넓다. 현대 측정 기술의 응용, 특히 공업 발전에서의 응용은 점차 사회의 발전과 발전을 촉진시켰다.
현대 전자 측정 및 제어 기술의 응용
현대 측정 및 제어 기술은 사람들의 삶의 모든 영역, 특히 국방, 우주, 전자, 농업 등 중요한 분야로 확대되어 중요한 역할을 한다.
4. 1 농업 및 우주
우주 비행 중 비행 목표의 통제와 측정은 현대 측정 기술을 통해 이뤄지며, 주로 우주선의 물리적 매개변수와 운동 매개변수를 측정하고, 우주 비행사의 생리 정보를 측정하고, 측정 우주선을 추적하고, 비행 목표를 통제하고, 비행 상태를 감시하는 등의 기능을 수행할 수 있다. 농업은 또한 식량의 온도를 측정하고, 고온신고를 하고, 환풍기를 가동하여 곡창 환기를 하는 것과 같은 측정 기술의 응용을 통합했다.
4.2 새로운 센서 기술
신형 센서 기술은 측정 기술의 중요한 측면으로 생활과 생산의 모든 분야에 적용될 수 있다. 예를 들어, 지능형 센서를 사용하여 열차의 기관차 상태를 모니터링하고, 심내 압력 시스템을 모니터링합니다. 기체 소형화 센서는 위조 방지, 국방, 로봇, 화공, 의약, 교통 등에 주로 적용된다. 통합 센서의 응용 분야는 주로 시각 측정, 압력 측정, 온도 측정 등이다. 디지털 센서의 응용은 주로 주변 온도 측정과 은행 모니터링에 집중되어 있다.
4.3 원격 측정 및 제어
원격 측정은 현대 측정 기술의 중요한 구성 요소로서, 주로 무선 통신, 전화망, 전용선을 포함하며 발전소, 파이프, 송유로봇의 원격 모니터링에 적용될 수 있다. 현대 측정 기술은 가스, 물, 전기의 자동 표절을 원격으로 제어하여 설비 고장을 진단할 수 있다.
5 요약
신세기의 첨단 기술로서 현대 사회의 지속적인 발전과 인민 생활 수준이 날로 높아짐에 따라 현대 측정 제어 기술은 사람들의 생활의 각 분야, 특히 국방, 항공 우주, 전자, 농업 등 중요한 분야로 확장되었다. 경쟁 환경과 사람들의 요구가 다양화되고 요구됨에 따라 측정 및 제어 기술은 자체 기술 혁신을 실현하여 체계화, 네트워킹 및 지능화의 길로 나아가고 있습니다.
참고
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