【正文】 標(biāo)準(zhǔn)的制定涉及國家、企業(yè)集團(tuán)經(jīng)濟(jì)利益，這種斗爭是非常激烈的。 基金會現(xiàn)場總線FF基金會現(xiàn)場總線即Foundation Fieldbus(簡稱FF)，是一種全數(shù)字、串行、雙向通信協(xié)議，用于現(xiàn)場設(shè)備如變送器、控制器、執(zhí)行器等的互連。與其他形式的總線相比，基金會現(xiàn)場總線是專門為適應(yīng)自動化系統(tǒng)，特別是過程自動化系統(tǒng)在功能、環(huán)境、技術(shù)上的需要而專門設(shè)計的。另外，由于采用了標(biāo)準(zhǔn)功能塊以及DDL設(shè)備描述技術(shù)，它能確保不同廠家的產(chǎn)品有很好的可互操作性和互換性。這是一種適用于精密復(fù)雜智能儀表功能性強(qiáng)的現(xiàn)場總線。目前已有成員120多個世界上主要的自動化設(shè)備供應(yīng)商，例如:AB、ABB、Bailey、Foxboro、FisherRosemount、Fuji Electric Group Schneider、Honeywell、Siemens AG、Yamatake、Yokogawa等都是基金會的董事會成員。 Loworks總線Lonworks總線是由美國Echelon公司于20世紀(jì)90年代初推出的現(xiàn)場總線，它采用ISO/OSI模型的全部7層通訊協(xié)議，這是在現(xiàn)場總線中唯一提供全部服務(wù)的現(xiàn)場總線，在工業(yè)控制系統(tǒng)中可同時應(yīng)用在Sensor Bus、Device Bus、Field Bus等任何一層總線中。每個節(jié)點(diǎn)都包含內(nèi)置的智能來完成協(xié)議的監(jiān)控功能。由于不需要像傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中的中央控制器，Lonworks分布式控制技術(shù)顯示出很高的系統(tǒng)可靠性和系統(tǒng)響應(yīng)，并且降低了系統(tǒng)的成本和運(yùn)行費(fèi)用。同時還采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法，通過網(wǎng)絡(luò)變量把網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計簡化為參數(shù)設(shè)置。Lonworks的核心是神經(jīng)元芯片(Neuron Chip)，使用CMOS CLSI技術(shù)的神經(jīng)元芯片使實(shí)現(xiàn)低成本的控制網(wǎng)絡(luò)成為可能。Neuron芯片可以通過5個通信管腳與網(wǎng)絡(luò)上的其它節(jié)點(diǎn)交換信息，也可以通過11個應(yīng)用管腳與現(xiàn)場的傳感器和執(zhí)行器交換信息。第二個CPU為網(wǎng)絡(luò)處理器，它實(shí)現(xiàn)LonTalk協(xié)議的第三層至第六層；第三個CPU為應(yīng)用處理器，實(shí)現(xiàn)LonTalk協(xié)議的第七層，執(zhí)行用戶編寫的代碼及用戶代碼所調(diào)用的操作系統(tǒng)服務(wù)。 HARTHART是Highway Addressable Remote Transdueer(可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速公路)的縮寫。但目前受到了廣泛承認(rèn)，已成為事實(shí)上的國際標(biāo)準(zhǔn)。1990年成立了用戶集團(tuán)(HUG)，到1993年，己有70多個公司100多種系列產(chǎn)品(包括變送器、接口、安全柵、控制器和許多其他產(chǎn)品)投入市場。物理層采用基于Bell2O2通信標(biāo)準(zhǔn)的FSK技術(shù)，所以可以通過租用電話線進(jìn)行通信。邏輯1為1200Hz，邏輯0為2200Hz，波特率為1200bps。因此在與智能化儀表通信時，還可使用模擬儀表、記錄儀及模擬控制。這是一個由模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)過渡的協(xié)議。此外它還為用戶提供統(tǒng)一的設(shè)備描述語言DDL。直接通信距離:有屏蔽雙絞線單臺設(shè)備3000m，而多臺設(shè)備互相距離1500m。LONWORKS的通信協(xié)議LONTALK協(xié)議遵循ISO/OSI參考模型，提供了OSI所定義的全部7層服務(wù)。LONWORKS的核心是Neuron(神經(jīng)元)芯片，內(nèi)含3個8位的CPU:第一個CPU為介CAN 是由德國公司在 80 年代初為了解決現(xiàn)代汽Bosch車中眾多的傳感器和執(zhí)行裝置之間的數(shù)據(jù)通信而開發(fā)的一種串行通信協(xié)議。當(dāng)時由于消費(fèi)者對于汽車功能的要求越來越多，而這些功能的實(shí)現(xiàn)大多是基于電子操作的，這就使得電子裝置之間的通訊越來越復(fù)雜。提出以N總線的最初動機(jī)就是為了解決現(xiàn)代汽車中龐大的電子控制裝置之間的通訊，減少不斷增加的信號線。1993年CAN己成為國際標(biāo)準(zhǔn)ISO21898(高速應(yīng)用)和ISO21519。總線基本設(shè)計規(guī)范要求有高的位速率高抗電磁干擾性，而且能夠檢測產(chǎn)生的任何錯誤。由于CAN總線具有很高的實(shí)時性能，因此CAN己經(jīng)在汽車工業(yè)、航空工業(yè)、工業(yè)控制安全防護(hù)等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。最遠(yuǎn)通信距離可達(dá)10km （最大通信速率 5Kbps）。由于采用了許多新技術(shù)及獨(dú)特的設(shè)計，CAN總線與一般的通訊總線相比，它的數(shù)據(jù)通訊具有突出的可靠性、實(shí)時性和靈活性。第二，在報文標(biāo)識符上，CAN上的節(jié)點(diǎn)分成不同的優(yōu)先級，可滿足不同的實(shí)時需要，優(yōu)先級高的數(shù)據(jù)最多可在134μs內(nèi)得到傳輸。當(dāng)多個節(jié)點(diǎn)同時向總線發(fā)送信息發(fā)生沖突時，優(yōu)先級較低的節(jié)點(diǎn)會主動的退出發(fā)送，而最高優(yōu)先級的節(jié)點(diǎn)可不受影響的繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，從而大大節(jié)省了總線沖突仲裁時間。第四，CAN節(jié)點(diǎn)只需要通過對報文的標(biāo)識符濾波即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)、一點(diǎn)對多點(diǎn)及全局廣播等幾種方式傳送接收數(shù)據(jù)。第六，CAN上的節(jié)點(diǎn)數(shù)取決于總線驅(qū)動電路，目前可達(dá)110個。報文采用短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時間短，受干擾概率低，保證了數(shù)據(jù)出錯率極低。第八，CAN通信介質(zhì)可為雙絞線、同軸電纜或光纖，選擇靈活。所以其可靠性和實(shí)時性遠(yuǎn)高于普通的通信技術(shù)。CAN及控制器局域網(wǎng)絡(luò)，CAN是到目前為止唯一有國際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線CAN，具有十分優(yōu)越的特點(diǎn)，低成本、高性能、高可靠性及獨(dú)特的設(shè)計，CAN越來越受到人們的重視，因此，探討一種實(shí)用的CAN 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件設(shè)計是一個有意義的研究課題。人機(jī)結(jié)合面是人機(jī)系統(tǒng)中的中心環(huán)節(jié)，主要由安全工程學(xué)的分支學(xué)科安全人機(jī)工程學(xué)去研究和提出解決的依據(jù)，并過安全工程設(shè)備工程學(xué)，安全管理工程學(xué)以及安全系統(tǒng)工程學(xué)去研究具體的解決方法手段措施。 頻率和振幅的設(shè)置 當(dāng)控制器接收到監(jiān)控計算機(jī)發(fā)送的波形參數(shù)設(shè)定信息后，發(fā)送響應(yīng)命令，并準(zhǔn)備接收控制器參數(shù)設(shè)定信息。 CAN參數(shù)按鈕的設(shè)置CAN參數(shù)按鈕設(shè)置是對CAN的參數(shù)的隱藏和展開，目的是為了設(shè)計一個典型用戶控制界面。 if(GetDlgItemText(IDC_kuozhan,str),str==隱藏參數(shù)設(shè)置) { SetDlgItemText(IDC_kuozhan,參數(shù)設(shè)置)。} static CRect rectLarge。 if(()) { CRect rectSeparator。rectLarge)。rectSeparator)。 = 。 =。 } else { SetWindowPos(NULL,0,0,(),(),SWP_NOMOVE|SWP_NOZORDER)。子窗口，彈出式窗口，及頂層窗口根據(jù)它們在屏幕上出現(xiàn)的順序排序、頂層窗口設(shè)置的級別最高，并且被設(shè)置為Z序的第一個窗口。同時，控制理論的發(fā)展也經(jīng)歷了古典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論三個階段。自動控制系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)?？刂破鞯妮敵鼋?jīng)過輸出接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，加到被控系統(tǒng)上；控制系統(tǒng)的被控量，經(jīng)過傳感器，變送器，通過輸入接口送到控制器。比如壓力控制系統(tǒng)要采用壓力傳感器。目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器 （儀表）已經(jīng)很多，產(chǎn)品已在工程實(shí)際中得到了廣泛的應(yīng)用，有各種各樣的PID控制器產(chǎn)品，各大公司均開發(fā)了具有PID參數(shù)自整定功能的智能調(diào)節(jié)器 (intelligent regulator)，其中PID控制器參數(shù)的自動調(diào)整是通過智能化調(diào)整或自校正、自適應(yīng)算法來實(shí)現(xiàn)。 可編程控制器(PLC) 是利用其閉環(huán)控制模塊來實(shí)現(xiàn)PID控制，而可編程控制器(PLC)可以直接與ControlNet相連，如Rockwell的PLC5等。 PID控制的原理和特點(diǎn) 過程控制中，按偏差的比例（P）、積分（I）和微分（D）進(jìn)行控制的PID控制器（亦稱PID調(diào)節(jié)器）是應(yīng)用最為廣泛的一種自動控制器。PID調(diào)節(jié)規(guī)律是連續(xù)系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)校正的一種有效方法，它的參數(shù)整定方式簡便，結(jié)構(gòu)改變靈活（PI、PD）。當(dāng)被控對象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時，控制理論的 其它技術(shù)難以采用時，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場調(diào)試來確定，這時應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。PID控制，實(shí)際中也有PI和PD控制。 （P）控制 比例控制是一種最簡單的控制方式。但單純的比例控制存在靜差不能消除的缺點(diǎn)。（I）控制 在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項(xiàng)”。這樣，即便誤差很小，積分項(xiàng)也會隨著時間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到等于零。 實(shí)質(zhì)上就是對偏差累積進(jìn)行控制，直至偏差為零。簡單來說就是把偏差積累起來，一起算總帳。 自動控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。所以對有較大慣性或滯后的被控對象，比例+微分(PD)控制器能改善系統(tǒng)在 調(diào)節(jié)過程中的動態(tài)特性。但微分作用很容易放大高頻噪聲,降低系統(tǒng)的信噪比,從而使系統(tǒng)抑制干擾的能力下降。它是根據(jù)被 控過程的特性確定PID控制器的比例系數(shù)、積分時間和微分時間的大小。它主要是 依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過理論計算確定控制器參數(shù)。二是工程整定方法，它主 要依賴工程經(jīng)驗(yàn)，直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中進(jìn)行，且方法簡單、易于掌握，在工程實(shí)際中被廣泛采用。兩種方法各有其特點(diǎn)，其共同點(diǎn)都是通過試驗(yàn)，然后按照工程經(jīng)驗(yàn)公式對控制器參數(shù)進(jìn)行整定?，F(xiàn)在一般采用的是臨界比例法。 PID算法實(shí)現(xiàn)控制點(diǎn)目前包含三種比較簡單的PID制算法，分別是：增量式算法，位置式算法，微分先行。 　　　　在增量式算法中，比例項(xiàng)與積分項(xiàng)的符號有以下關(guān)系：如果被控量繼續(xù)偏離給定值，則這兩項(xiàng)符號相同，而當(dāng)被控量向給定值方向變化時，則這兩項(xiàng)的符號相反。但如果被控量遠(yuǎn)未接近給定值，僅剛開始向給定值變化時，由于比例和積分反向，將會減慢控制過程。糾正這種缺陷的方法是采用積累補(bǔ)償法，當(dāng)超出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的執(zhí)行能力時，將其多余部分積累起來，而一旦可能時，再補(bǔ)充執(zhí)行。所以對三者進(jìn)行比較本，本設(shè)計選用增量式算法，增量型PID算法的程序設(shè)計，增量型PID算式為式5—1設(shè)所以有 （3—1）。 PID參數(shù)命令設(shè)置當(dāng)控制器接收到上位機(jī)發(fā)送的PID參數(shù)后，設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，設(shè)置完成后發(fā)成功命令響應(yīng)。主要體現(xiàn)PID參數(shù)在數(shù)據(jù)場中的字節(jié)順序。下面是本設(shè)計中所涉及的CAN庫函數(shù)中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體。結(jié)構(gòu)體將在VCI_ReadBoardInfo函數(shù)中被填充。 USHORT fw_Version。 USHORT in_Version。 BYTE can_Num。 CHAR str_hw_Type[40]。 } VCI_BOARD_INFO, *PVCI_BOARD_INFO。fw_Version 固件版本號，用16進(jìn)制表示。in_Version 接口庫版本號，用16進(jìn)制表示。can_Num 表示有幾路CAN通道。str_hw_Type 硬件類型，比如“USBCAN ”（包括字符串結(jié)束符’\0’）。第二，VCI_CAN_OBJ結(jié)構(gòu)體在VCI_Transmit和VCI_Receive函數(shù)中被用來傳送CAN信息幀。 UINT TimeStamp。 BYTE SendType。 BYTE ExternFlag。 BYTE Data[8]。 } VCI_CAN_OBJ, *PVCI_CAN_OBJ。TimeStamp 接收到信息幀時的時間標(biāo)識，從CAN控制器初始化開始計時。SendType 發(fā)送幀類型，=0時為正常發(fā)送，=1時為單次發(fā)送，=2時為自發(fā)自收，=3時為單次自發(fā)自收，只在此幀為發(fā)送幀時有意義。ExternFlag 是否是擴(kuò)展幀。Data 報文的數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)體將在VCI_ReadCanStatus函數(shù)中被填充。 UCHAR regMode。 UCHAR regALCapture。 第四，VCI_ERR_INFO結(jié)構(gòu)體用于裝載VCI庫運(yùn)行時產(chǎn)生的錯誤信息。typedef struct _ERR_INFO { UINT ErrCode。 BYTE ArLost_ErrData。AccCode 驗(yàn)收碼。Reserved保留。Timing0 定時器0（BTR0）。Mode 模式。此結(jié)構(gòu)體在CANETEE中使用。 char szdesip[20]。 BYTE blisten。szdesip[20] 所要更改的目標(biāo)IP，比如為“”。blisten 所要更改的工作模式，0表示正常模式，1表示只聽模式。庫中存放函數(shù)的名稱和對應(yīng)的目標(biāo)代碼，以及連接過程中所需的重定位信息。連接程序，將編譯程序生成的目標(biāo)文件連接在一起生成一個可執(zhí)行文件，本設(shè)計初始化CAN所涉及的庫函數(shù)如下。 DevType 設(shè)備類型號。（注：當(dāng)為CAN232時，0表示要打開的是COM1，1表示要打開的是COM2。當(dāng)設(shè)備為CANETEE時，此參數(shù)表示要打開的本地端口號，建議在5000到40000范圍內(nèi)取值。返回值 為1表示操作成功，0表示操作失敗。 DevType 設(shè)備類型號。（注：當(dāng)為CAN232時，0表示要打開的是COM1，1表示要打開的是COM2。 DevType 設(shè)備類型號。（注：當(dāng)為CAN232時，0表示要打開的是COM1，1表示要打開的是COM2。pInitConfig 初始化參數(shù)結(jié)構(gòu)。 DevType 設(shè)備類型號。（注：當(dāng)為CAN232時，0表示要打開的是COM1，1表示要打開的是COM2。返回值 為1表示操作成功，0表示操作失敗。 DevType 設(shè)備類型號。（注：當(dāng)為CAN232時，0表示要打開的是COM1，1表示要打開的是COM2。（注：當(dāng)要讀取設(shè)備錯誤的時候，此參數(shù)應(yīng)該設(shè)為－1。） pErrInfo 用來存儲錯誤信息的VCI_ERR_INFO結(jié)構(gòu)指針。DWORD __stdcall VCI_ReadCanStatus(DWORD DevType, DWORD DevIndex, DWORD CANIndex, PVCI_CAN_STATUS pCANStatus)。DevIndex 設(shè)備索引號，比如當(dāng)只有一個PCI5121時，索引號為0，有兩個時可以為0或1。） CANIndex 第幾路CAN。返回值 為1表示操作成功，0表示操作失敗。 DevTyp