现场总线控制系统设计
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2.系统和设备组态
组态就是把已经准备好的不同子系统或功能单元进行组合 ，使整个系统或单元达到用户要求的整体应用效果和功能状态 。组态是构造整个网络控制系统的核心部分。
系统运行、维护
1.系统设备调试
检查设备：运行监控软件，在线监视设备的通信状态是否正常； 检查位号和量程：各节点位号和量程应与实际一致; 检查PID的作用方式和调节阀的动作方向； 检查UPS自动切换功能。
上位机采用通用的PC机，上位PC机采用CAN/232智能CAN 接口卡与网络上的各个监测点进行通信，负责对整个系统中的 监测节点进行监控，发送控制命令和一些参数配置信息，并接 收来自各个节点的状态信息和测量数据，监视温室的环境参数， 及时的改善生长条件，同时将上位机接入到Internet。
监测节点主要由采集模块、主控制模块和通信模块组成。
(2)冗余要求
对于有冗余要求的控制系统，应选择具有冗余功能的电源、 主站、从站、耦合器、光缆等设备。
(3)本质安全要求 (4)系统实时性要求
系统设计—前期准备
2.系统控制点数确定
系统控制点主要类型包括：开关量输入点、输出点和模拟量 输入点、输出点。更重要的是知道每个从站的控制点数。
3.主站选择
主站有三种： ①可以插入人工控机中的现场总线主站模块； ②集成有主站功能的大中型PLC; ③集成了主站功能和商用计算机功能的一体化嵌入式超小
系统总体设计
基于CAN总线的温室监测系统总体结构图如图所示：
监测节点设计
监测节点的设计采用德州仪器公司生产的MSC1210Y5作为主控 制器。其特性如下：
处理器内核：集成了一个增强型8051内核； 时钟周期：33MHz； 工作电压：2.7V~5.25V； 程序存储器：32K的Flash； 静态存储器：112KB的SRAM; A/D:八通道24位高精度A/D转换器； 内置1~128倍可编程增益放大器和温度传感器； 含有3个16位的通用定时/计时器，21个中断源和一个串行外 围接口SPI。
1.控制系统设计
系统设计包括硬件系统设计和软件系统设计。
（1）硬件系统设计
包括主站控制柜、从站控制柜、电缆走线、主站和从站外围 电器线路等整个现场总线控制系统硬件部分的设计和抗干扰措 施的设计。
现场总线控制系统的硬件设计包括：电气控制系统原理图的 设计、电气控制元器件的选择和控制柜的设计。
系统设计—系统设计与调试
监测节点设计
监测节点的原理图：
通信系统硬件设计
独立CAN控制器MCP2510
美国微芯科技有限公司生产的MCP2510是 一款控制器局域网络(CAN)协议控制器,完 全支持CAN总线V2.0A/B技术规范。
MCP2510能够发送和接收标准和扩展报文 。它还同时具备验收过滤以及报文管理功 能。该器件包含三个发送缓冲器和两个接 收缓冲器，可编程设置优先级，六个接收 过滤器和两个屏蔽器，减少了单片机(MCU) 的管理负担。
3
4
充分考虑监控和通 信软件的功能
兼顾设计的先进性 和经济性
现场总线系统设备厂 家一般可提供给用户相应 的系统软件。
设计实际监控系统时， 要在系统先进性和经济性 上折中考虑。
现场总线网络与控制设计
网络设计主要考虑因素
现场仪表设备分布情况 控制任务执行设备的选择和安装地点 服务器、工作站设备的选择和地点 布线系统设计，如走向、拓扑、介质
2.系统测试运行
软件代码的下载测试包括PLC程序和上级监控软件程序; 网络系统通信功能测试; 实际现场总线控制系统的起动，低水平运行; 逐步投运全部功能;
物联网控制基础
Internet of Thing
2.5 温室监测CAN总线控制系统
系统总体设计
基于CAN总线的温室监测系统主要由上位机监控中心和各网 络监测节点组成。
型IPC。
系统设计—前期准备
4.从站选择
包括：从站数量的选择；I/O模块的类型和数量选择。
5.系统软件选择
包括：系统软件选择；系统应用软件选择；编程软件选择。
6.电缆选择
针对不同的使用场合和不同的性能要求要选择的电缆也不同。 要选择使用标准的、经过认证的现场总线电缆。
7.系统分析、诊断工具选择
系统设计—系统设计与调试
1
保证系统实时性、 多任务、和多回路
分布特性。
来自百度文库
2
保证系统设备的 互联、互操作和
互换性
考虑如:网络节点数、节 点的位置分布、总线速率 和传输能力。
考虑如:总线设备之间遵 从的协议;考虑网络的升 级和设备替换。
现场总线设计原则
现场总线系统设计要保证系统运行的可靠性。在特殊的场 合，总线系统要采用屏蔽、防爆、甚至要求有冗余备份。
确定通信网络模块设备
现场总线网络与控制设计
选用现场总线技术的原因
- 时代及技术进步的要求； - 彻底分散控制，提高系统的可靠性； - 提高整个系统的智能化水平； - 大幅度节约系统成本的要求。
系统设计—前期准备
1.总线选择
(1)现场总线的类型
根据具体的情况选择相应的现场总线；考查该现场总线的 先进性；调研该现场总线的市场占有率；考查该现场总线的 技术和服务。
监测节点设计
温室农作物主要受到环境中的温度、湿度、光照、二氧 化碳浓度、土壤湿度和PH值等因素的影响。通过传感器对 这些参数因子进行定时测量，并通过主控制器内置的模拟 信号处理电路对采集到的信号进行调整处理，由通信接口 传输到上位机。
通信接口部分采用具有SPI接口的独立CAN控制器MCP2510 和收发器PCA82C251，实现与CAN总线的数据通信。
物联网控制基础
Internet of Thing
2.4 现场总线控制系统设计
现场总线系统设计过程
1 现场总线系统设计原则 2 现场总线网络与控制设计
3 软件设计 4 现场总线系统运行、维护
现场总线设计原则
现场总线系统设计要保证系统运行的可靠性。在特殊的场 合，总线系统要采用屏蔽、防爆、甚至要求有冗余备份。
（2）软件系统设计
软件系统设计主要指编制主站控制程序，如果需要的话，还 可能要编制从站的独立控制程序。
2.控制系统的调试
控制系统的调试包括：现场调试和模拟调试。
软件开发组态
1.监控软件开发
监控软件可以为过程控制优化建立和组态自己的用户界面。 开发工具可以绘制各个生产或者工程监控画面，利用控件组态 建立各种控制、显示框、动画、声音等来对整个生产过程动态 实时的显示运行状态。
组态就是把已经准备好的不同子系统或功能单元进行组合 ，使整个系统或单元达到用户要求的整体应用效果和功能状态 。组态是构造整个网络控制系统的核心部分。
系统运行、维护
1.系统设备调试
检查设备：运行监控软件，在线监视设备的通信状态是否正常； 检查位号和量程：各节点位号和量程应与实际一致; 检查PID的作用方式和调节阀的动作方向； 检查UPS自动切换功能。
上位机采用通用的PC机，上位PC机采用CAN/232智能CAN 接口卡与网络上的各个监测点进行通信，负责对整个系统中的 监测节点进行监控，发送控制命令和一些参数配置信息，并接 收来自各个节点的状态信息和测量数据，监视温室的环境参数， 及时的改善生长条件，同时将上位机接入到Internet。
监测节点主要由采集模块、主控制模块和通信模块组成。
(2)冗余要求
对于有冗余要求的控制系统，应选择具有冗余功能的电源、 主站、从站、耦合器、光缆等设备。
(3)本质安全要求 (4)系统实时性要求
系统设计—前期准备
2.系统控制点数确定
系统控制点主要类型包括：开关量输入点、输出点和模拟量 输入点、输出点。更重要的是知道每个从站的控制点数。
3.主站选择
主站有三种： ①可以插入人工控机中的现场总线主站模块； ②集成有主站功能的大中型PLC; ③集成了主站功能和商用计算机功能的一体化嵌入式超小
系统总体设计
基于CAN总线的温室监测系统总体结构图如图所示：
监测节点设计
监测节点的设计采用德州仪器公司生产的MSC1210Y5作为主控 制器。其特性如下：
处理器内核：集成了一个增强型8051内核； 时钟周期：33MHz； 工作电压：2.7V~5.25V； 程序存储器：32K的Flash； 静态存储器：112KB的SRAM; A/D:八通道24位高精度A/D转换器； 内置1~128倍可编程增益放大器和温度传感器； 含有3个16位的通用定时/计时器，21个中断源和一个串行外 围接口SPI。
1.控制系统设计
系统设计包括硬件系统设计和软件系统设计。
（1）硬件系统设计
包括主站控制柜、从站控制柜、电缆走线、主站和从站外围 电器线路等整个现场总线控制系统硬件部分的设计和抗干扰措 施的设计。
现场总线控制系统的硬件设计包括：电气控制系统原理图的 设计、电气控制元器件的选择和控制柜的设计。
系统设计—系统设计与调试
监测节点设计
监测节点的原理图：
通信系统硬件设计
独立CAN控制器MCP2510
美国微芯科技有限公司生产的MCP2510是 一款控制器局域网络(CAN)协议控制器,完 全支持CAN总线V2.0A/B技术规范。
MCP2510能够发送和接收标准和扩展报文 。它还同时具备验收过滤以及报文管理功 能。该器件包含三个发送缓冲器和两个接 收缓冲器，可编程设置优先级，六个接收 过滤器和两个屏蔽器，减少了单片机(MCU) 的管理负担。
3
4
充分考虑监控和通 信软件的功能
兼顾设计的先进性 和经济性
现场总线系统设备厂 家一般可提供给用户相应 的系统软件。
设计实际监控系统时， 要在系统先进性和经济性 上折中考虑。
现场总线网络与控制设计
网络设计主要考虑因素
现场仪表设备分布情况 控制任务执行设备的选择和安装地点 服务器、工作站设备的选择和地点 布线系统设计，如走向、拓扑、介质
2.系统测试运行
软件代码的下载测试包括PLC程序和上级监控软件程序; 网络系统通信功能测试; 实际现场总线控制系统的起动，低水平运行; 逐步投运全部功能;
物联网控制基础
Internet of Thing
2.5 温室监测CAN总线控制系统
系统总体设计
基于CAN总线的温室监测系统主要由上位机监控中心和各网 络监测节点组成。
型IPC。
系统设计—前期准备
4.从站选择
包括：从站数量的选择；I/O模块的类型和数量选择。
5.系统软件选择
包括：系统软件选择；系统应用软件选择；编程软件选择。
6.电缆选择
针对不同的使用场合和不同的性能要求要选择的电缆也不同。 要选择使用标准的、经过认证的现场总线电缆。
7.系统分析、诊断工具选择
系统设计—系统设计与调试
1
保证系统实时性、 多任务、和多回路
分布特性。
来自百度文库
2
保证系统设备的 互联、互操作和
互换性
考虑如:网络节点数、节 点的位置分布、总线速率 和传输能力。
考虑如:总线设备之间遵 从的协议;考虑网络的升 级和设备替换。
现场总线设计原则
现场总线系统设计要保证系统运行的可靠性。在特殊的场 合，总线系统要采用屏蔽、防爆、甚至要求有冗余备份。
确定通信网络模块设备
现场总线网络与控制设计
选用现场总线技术的原因
- 时代及技术进步的要求； - 彻底分散控制，提高系统的可靠性； - 提高整个系统的智能化水平； - 大幅度节约系统成本的要求。
系统设计—前期准备
1.总线选择
(1)现场总线的类型
根据具体的情况选择相应的现场总线；考查该现场总线的 先进性；调研该现场总线的市场占有率；考查该现场总线的 技术和服务。
监测节点设计
温室农作物主要受到环境中的温度、湿度、光照、二氧 化碳浓度、土壤湿度和PH值等因素的影响。通过传感器对 这些参数因子进行定时测量，并通过主控制器内置的模拟 信号处理电路对采集到的信号进行调整处理，由通信接口 传输到上位机。
通信接口部分采用具有SPI接口的独立CAN控制器MCP2510 和收发器PCA82C251，实现与CAN总线的数据通信。
物联网控制基础
Internet of Thing
2.4 现场总线控制系统设计
现场总线系统设计过程
1 现场总线系统设计原则 2 现场总线网络与控制设计
3 软件设计 4 现场总线系统运行、维护
现场总线设计原则
现场总线系统设计要保证系统运行的可靠性。在特殊的场 合，总线系统要采用屏蔽、防爆、甚至要求有冗余备份。
（2）软件系统设计
软件系统设计主要指编制主站控制程序，如果需要的话，还 可能要编制从站的独立控制程序。
2.控制系统的调试
控制系统的调试包括：现场调试和模拟调试。
软件开发组态
1.监控软件开发
监控软件可以为过程控制优化建立和组态自己的用户界面。 开发工具可以绘制各个生产或者工程监控画面，利用控件组态 建立各种控制、显示框、动画、声音等来对整个生产过程动态 实时的显示运行状态。