1 引言 本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/154147.htm 网络化控制系统(networked controlsystem)是近十几年来随着网络技术和计算机应用技术的飞速发展而出现的一种新的控制系统，它的出现不仅顺应了现代科技的发展趋势，而且反映了在以信息科学为支柱的新世纪中，各种学科理论及应用交叉、渗透和融合的发展趋势。因此，网络化控制系统受到越来越广泛的关注。 由于网络化控制系统兼有网络和控制的特点，既是计算机和网络技术向控制领域的延伸和发展，又是控制系统向网络化、集成化、分布化、智能化发展。因此，对于网络化控制系统的研究不仅具有重大的理论价值，更具有广阔的应用前景。 cc-link是control communicationlink(控制与通信链路系统)的简称，是由三菱电机为主的多家公司于1996年底推出的开放式现场总线。具有高速的数据传输速率，传输距离长，是一个性能卓越(功能丰富)、使用简单、低成本总线协议、应用广泛的开放式现场总线。目前，cc-link在世界范围内的推广普及已经成为一种趋势，国内也有许多成功应用cc-link的实例。 本课题是在校园节能控制系统中采用cc-link现场总线，实现对教学楼用电设备进行监控以达到节能的目的。 2 系统硬件电路构成 cc-link在实际应用中不但表现优异而且硬件搭建和系统组态都非常简单。只需使用通用的plc编程软件在主站中进行简单的网络参数的设置，便可以完成系统组态和数据刷新设定工作，并且一旦网络中的模块出现故障，可以迅速更换[3]。 本课题是利用三菱的q plc和cc-link总线构建校园电器设备远程可视化监控管理系统。系统的构成如图1所示。 图1中，远程设备站由fx2nplc作为控制器，对教学楼中多个教室电器设备的运行情况进行监控，并通过触摸屏实时显示。下面以一个远程设备站的控制为例介绍系统的实现。 3 控制方案实现 在正常上课期间，由触摸屏实时显示教室电气设备运行情况，自动控制系统不工作;在非上课时间，则启动自动控制系统，对教室电气设备进行监控，避免教室中人数很少而所有电气设备开启造成能源浪费。对某一间教室进行监控的原理框图如图2所示。 在教室中的相关地点设置了温度和亮度传感器，教室的每个门口设置了光电开关以判断教室中的人数，通过亮度传感器检测当前教室的实际采光情况和人数来控制室内是否开灯以及开灯的数量，利用温度传感器检测教室当前的温度以及人数来控制电扇或空调的开关。本项目中亮度传感器采用的是光电池，光电池无需外加电源就能直接把光能转换为电能，其优点是性能稳定、光谱范围宽、频率特性好、线性度高、转换效率高等[4]，利用光电池将光信号转换成电压信号，通过fx2n-4ad模块将数字量送入plc;温度传感器选用的是lm35d，该传感器采用了差分管等线性化技术，提高了温度传感器的线性度[5]，本项目中将室内温度设定在0-500c范围，采用全温度测量接线方式，并将信号放大10倍接到fx2n-4ad模块;光电开关选用的是gh5-w5-2j，优点是抗干扰能力强，产生的脉冲信号稳定，将两对光电开关前后安装在教室门框上用于计数，当有人出入教室时，产生的脉冲信号直接送入plc，实现人数的判断。 根据室内人数，控制用电设备开启的数量。本项目的设计为：将一间教室划为四个区域，以5人为基数，少于5人，只允许开一个区域的照明灯和电扇，5-10人，允许开二个区域的照明灯和电扇，10-15人，允许开三个区域的照明灯和电扇，大于15人，允许开四个区域的照明灯和电扇。当教室没有人时，系统会自动关断所有用电设备。程序流程图如图3所示。 程序设计中，首先判断教室中的人数，然后根据温度和亮度确定允许打开风扇和照明灯的数量。出于人性化考虑，具体开哪个区域的风扇和照明灯可以由使用者自行决定。 cc-link网络中的人机界面选用的是三菱公司的got-a900型触摸屏。主要用来监控各教室设备的运行状况，并能强制起停电气设备。触摸屏的设置主要包括控制模式设置界面、教室监控界面等多幅功能界面，如图4是某教室监控画面，它不仅实时监控教室电器设备运行情况，同时还能显示教室当前的温度、人数等相关信息，使得教室的整个情况一目了然。 4 结束语 这种基于现场总线的控制方案，使系统结构得到简化，降低控制系统的安装成本和维护费用，可实现稳定可靠的运行效果，并且可对系统做出及时的故障诊断，极大的方便了系统的维护，大大的降低了系统维护的成本。 本套系统对教学楼用电设备管理系统进行了优化，使教学楼内电器设备开启数量受室内温度、人数和光线强弱的约束，所以该系统可以有效的节约电能，杜绝浪费现象的发生。同理，对于校园内其他用电设备也可以采用上述方式，如图书馆和办公大楼的中央空调，可以通过变频器调节温度，变频器直接连接到cc-link网络上。此种控制思路同样可用于车间多台变频器的群控系统之中，操作和控制都非常方便。 光电开关相关文章:光电开关原理

融合了控制与信息处理的现场总线CC-Link（Control ＆Communication Link）是一种省配线、信息化的网络，它不但具备高实时性、分散控制、与智能设备通信、RAS等功能，而且依靠与诸多现场设备制造厂商的紧密联系，提供开放式的环境。Q系列PLC的CC-Link模块QJ61BTll，在继承A/QnA系列特长的同时，还采用了远程设备站初始设定等方便的功能。 为了将各种各样的现场设备直接连接到CC-Link上，与国内外众多的设备制造商建立了合作伙伴关系，使用户可以很从容地选择现场设备，以构成开放式的网络。2000年10月，Woodhead、Contec、Digital、NEC、松下电工、三菱等6家常务理事公司发起，在日本成立了独立的非盈利性机构“CC-Link协会”（CC-Link Partner Association，简称CLPA），旨在有效地在全球范围内推广和普及CC-Link技术。到2001年12月CLPA成员数量为230多家公司，拥有360多种兼容产品。 1．CC-Link系统的构成CC-Link系统只少1个主站，可以连接远程I/O站、远程设备站、本地站、备用主站、智能设备站等总计64个站。CC-Link站的类型如表1所示。表1 CC-Link站的类型 CC-Link站的类型 内容 主站 控制CC-Link上全部站，并需设定参数的站。每个系统中必须有1个主站。如A/QnA/Q系列PLC等 本地站 具有CPU模块，可以与主站及其他本地站进行通信的站。如A/QnA/Q系列PLC等 备用主站 主站出现故障时，接替作为主站，并作为主站继续进行数据链接的站。（http://www.diangon.com/版权所有）如A/QnA/Q系列PLC等 远程I/O站 只能处理位信息的站，如远程I/O模块、电磁阀等 远程设备站 可处理位信息及字信息的站，如A/D、D/A转换模块、变频器等 智能设备站 可处理位信息及字信息，而且也可完成不定期数据传送的站，如A/QnA/Q系列PLC、人机界面等 CC-Link系统可配备多种中继器，可在不降低通信速度的情况下，延长通信距离，最长可达13.2km。例如，可使用光中继器，在保持10Mbps通信速度的情况下，将总距离延长至4300m。另外，T型中继器可完成T型连接，更适合现场的连接要求。 2．CC-Link的通信方式 （1）循环通信方式 CC-Link采用广播循环通信方式。在CC-Link系统中，主站、本地站的循环数据区与各个远程I/O站、远程设备站、智能设备站相对应，远程输入输出及远程寄存器的数据将被自动刷新。而且，因为主站向远程I/O站、远程设备站、智能设备站发出的信息也会传送到其他本地站，所以在本地站也可以了解远程站的动作状态。 （2）CC-Link的链接元件 每一个CC-Link系统可以进行总计4096点的位，加上总计512点的字的数据的循环通信，通过这些链接元件以完成与远程I/O、模拟量模块、人机界面、变频器等FA（工业自动化）设备产品间高速的通信。 CC-Link的链接元件有远程输入（RX）、远程输出（RY）、远程寄存器（RWw）和远程寄存器（RWr）四种，如表2所示。远程输入（RX）是从远程站向主站输入的开/关信号（位数据）；远程输出（RY）是从主站向远程站输出的开/关信号（位数据）；远程寄存器（RWw）是从主站向远程站输出的数字数据（字数据）；远程寄存器（RWr）是从远程站向主站输入的数字数据（字数据）。 表2链接元件一览表 项目 规格 整个CC-Link系统最大链接点数 远程输入（RX） 2048点 远程输出（RY） 2048点 远程寄存器（RWw） 256点 远程寄存器（RWr） 256点 每个站的链接点数 远程输入（RX） 32点 远程输出（RY） 32点 远程寄存器（RWw） 4点 远程寄存器（RWr） 4点 注：CC-Link中的每个站可根据其站的类型，分别定义为1个、2个、3个或4个站，即通信量可为表中“每个站的链接点数”的1到4倍。（3）瞬时传送通信在CC-Link中，除了自动刷新的循环通信之外，还可以使用不定期收发信息的瞬时传送通信方式。瞬时传送通信可以由主站、本地站、智能设备站发起，可以进行以下的处理： l）某一PLC站读写另一PLC站的软元件数据。2）主站PLC对智能设备站读写数据。3）用GX Developer软件对另一PLC站的程序进行读写或监控。4）上位PC等设备读写一台PLC站内的软元件数据。 3．CC-Link的特点（1）通信速度快 CC-Link达到了行业中最高的通信速度（10Mbps），可确保需高速响应的传感器输入和智能化设备间的大容量数据的通信。可以选择对系统最合适的通信速度及总的距离见表3. 表3 CC-Link通信速度和距离的关系 通信速度 10Mbps 5Mbps 2.5Mbps 625kbps 156kbps 通信距离 ≤100m ≤160m ≤400m ≤900m ≤1200m 注：可通过中继器延长通信距离 （2）高速链接扫描在只有主站及远程I/O站的系统中，通过设定为远程I/O网络模式的方法，可以缩短链接扫描时间。表4为全部为远程I/O站的系统所使用的远程I/O网络模式和有各种站类型的系统所使用的远程网络模式（普通模式）的链接扫描时间的比较。表4链接扫描时间的比较（通信速度为10Mbps时） 站数 链接扫描时间／ms 远程I/O网络模式 远程网络模式（普通模式） 16 1．02 1．57 32 1．77 2．32 64 3．26 3．81 （3）备用主站功能使用备用主站功能时，当主站发生了异常时，备用主站接替作为主站，使网络的数据链接继续进行。而且在备用主站运行过程中，原先的主站如果恢复正常时，则将作为备用主站回到数据链路中。在这种情况下，如果运行中主站又发生异常时，则备用主站又将接替作为主站继续进行数据链接。

随着网络技术在全世界范围内的迅速普及，人们的生活方式正在发生着深刻的变化，对自己的产品提出了新的要求：是否可以通过广泛存在的Internet来远程控制自己的产品。于是便产生了诸如网络工控、网络家电等产品的新理念，网络空调的设计思想就是在这一理念的基础上应运而生的。 　　设计思路及其特点 　　网络空调，顾名思义就是可以通过互联网络来实现对空调的远程监控。也就是说，网络空调的用户可以通过任何联网的电脑和手机登录互联网来遥控家里的空调，包括开机、关机、调节温度等。那么如何才能设计出这样的空调呢？一种设计思路就是通过在空调产品中嵌入数据传输器即E-Link。E-link是北斗星数码信息公司生产的一种微型Internet接入模块，它是本着方便用户的二次设计而设计的。它可以将分布式串口设备或其他各种智能系统接入到Internet，利用其内部的TCP/IP、UDP等网络协议以及10Base-T的网络接口连接到以太网，方便地实现串口联网。E-link数据传输器具有体积小巧，低功耗，低成本，使用方便等优点。因此空调生产厂家只需在原有的基础上嵌入E-link，并且只需把空调的控制部分稍加改动即可 实现。这样不仅为厂家缩短了产品的开发周期，而且还为其减少了大量的人力、物力和资金的投入，从而使其生产的产品的成本大大地降低，为其产品占领空调市场提供了先机。嵌入有E-link的网络空调的主要功能和特点如下： 　　● Internet接入功能。通过远程互联网，可异地控制家庭空调设备。无论是在办公室或出差在外，都可以通过电脑、电话、手机等，对家庭空调设备进行控制。就像使用OICQ和朋友聊天那样，很方便地实现与家庭空调之间的“对话”； 　　● 使家庭空调设备具备了可互操作性。由于嵌入了E-link，因此所有的空调设备可以统一管理，分散控制； 　　● 具有新的技术与时代特征，有开放的网络接口，具有新的网络功能； 　　● 实现空调设备的低成本、最优化、个性化、自适应等智能控制。 　　由于家庭PC的普及为家庭网络化提供了必要的条件，因此，随着家庭的触网和现代意义上的家庭网络化运动的开始，这种网络空调在寻常家庭有着广阔的应用前景。此外，它还可以用于大型商场、智能小区，以便于远程监控、统一管理。 　　网络接入方式 　　网络空调接入网络的方式有几种，如LAN(Local Area Network)接入方式、通过局域网接入Internet、通过以太网接入Internet等。 　　通过这些接入方式，就可以使用户无需亲临现场，只需通过手上的移动电话或掌上电脑向家里的空调发出指令，家里的空调就会开始有条不紊地“工作”了。 　　总之，嵌入E-link后的空调不同于传统意义上的空调，因为它不再是孤立的家电、具有固定的功能，而是可以随时与外界保持信息共享、并随着外部科技的发展而不断升级更新。E-link不仅可以应于空调设备，而且还可应于冰箱、洗衣机等系列家电中。这样家庭内几乎是所有的家电都结束了原来单一功能的孤立状态，组成了手拉手的家庭网络，每一个家庭网络都与国际互联网相联。因此，家电厂家可以联合起来成立一个网站，每一位网络家电的用户都可以通过任何联网的电脑或手机登录到该网站来遥控家里的网络电器。同时可与超市采购、社区服务、家政安全、远程监控等功能连成一体，充分利用生产厂家高科技的配送和服务网络，为消费者提供各种特色服务。用户将可以通过网络来控制家电，而厂家则可以提供更好的售后服务。所以，在新世纪里，E-link将为中国家电业掀起一场智能化、网络化的革命，并给人们的生活方式带来深刻的变化。

摘要：介绍了一种通过ZigBee无线数据传输方法来自动采集土壤温度和水分梯度数据的测量系统。详细介绍了以MSP430F149为主控制器，通过与ZigBee协处理器CC2480的交互通信，实现土壤温度和水分梯度测量节点的大规模智能化网络布局。最终数据采集节点通过GPRS公共信道或有线传输至数据接收终端。与传统的单点地表测量系统相比，本测量系统具有布置灵活、自动连续、低功耗、测量结果精度高等特点，为农田监测、水土保持、环境保护等领域提供了可靠、有效的监测手段。关键词：ZigBee；水份梯度；MSP430F149；智能化；CC2480 引言 长久以来，土壤的温度、水分一直是农业研究领域的重点研究对象。作为土壤的两大基本属性，土壤温度、水分的细微变化都会对农作物的生长产生极大的影响。很多研究表明，在土地水土保持、农业节水灌溉、土壤的肥力调配、大范围的局地性气候变化和生态环境保护诸多研究领域中，土壤温度、水分的时空性变化也是极为重要的两个参考性因素。因此，在农业、环境科学、气象等多个研究领域中，都把土壤温度、水分作为研究观测的基本对象。 由于我国的地理环境情况复杂，各地区数据观测水平参差不齐，导致土壤温度、水分的数据来源比较匮乏，数据汇总难度较大。传统的测量方式获取的土壤温度和水分数据，在测量精度、数据采集量、可靠性方面远远不能满足现今高精度、网络化、智能化的测量需求。与此同时，传统的土壤温度、水分测量仪器也只能测得单一的土壤表层的温度、水分数据，缺乏能够在大范围区域和土壤的垂直梯度方向上完整、实时、自动连续测量土壤温度、水分的方法和仪器。 随着现代工业自动化技术的不断进步，ZigBee无线通信技术的发展日益成熟，其被广泛应用于无线传感器测量网络、自动气象站、智能交通、智能家居等众多领域。ZigBee无线通信技术的低功耗、短距离、低成本、布网灵活等特点十分适合用于需要自动连续采集数据、局域分布测量、大范围联网数据处理的测量场合。通过ZigBee无线网络可以方便地实现多个土壤温度、水分传感器的分散布局，从而可以方便地实现土壤测量参数的收集处理。 1 系统设计原理及结构 系统的前端数据采集包括土壤温度、水分传感器若干组，具体根据测量的区域范围大小来定。每组传感器在待测土壤垂直梯度方向上以每隔20 cm间距依次布局7～8个左右的传感器。在待测土壤区域垂直挖掘出一个深度d≥1．5 m的圆柱形深坑。同时将传感器通过类似于卡座固定于直径小于深坑的不锈钢圆管之中，在埋置不锈钢圆管时先在管外埋土，最后往不锈钢圆管内注入土壤。传感器梯度埋设如图1所示。 本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/194710.htm 土壤温度和水分传感器信号分别经过前端信号的放大和采样电路送至各个传感器节点上的模数转换通道进行A／D转换。为了实现多路的土壤梯度温度、水分测量，传感器节点通过单片机引脚信号来控制多路模拟开关，实时自动选择所需转换的通道。 每组传感器节点自动地建立一个网络，整个无线网络拓扑选用星型网络结构，该网络结构方便、可靠，可由中心采集节点完成对周围传感器节点的数据集结。在自建立网络完成后，传感器节点与采集节点建立绑定关系，周期性的向采集节点发送数据。传感器节点在固定时间内没有收到采集节点的应答消息时能自动重组网络，重新寻找新的采集节点。同时，可通过全功能路由节点来实现数据的接力传递，来扩大整个数据采集范围。最终采集节点将数据进行内部存储，对所得数据进行相关的校正处理，提升其测量精度，得出理想可靠的实时数据。按照行业规范的统一数据传输格式调制数据，最终通过GPRS模块或者RS232／RS485通信接口传送至数据显示终端进行观测分析。系统结构图如图2所示。 上一页 1 2 3 下一页

结构如图所示。控制系统采用三菱公司的FX2N系列的PLC对设各进行逻辑控制，实现控制部分的高速采样数据处理。它通过FX2N-16CCL和变频器进行数据交换。为实现对生产的监控和管理的需要，系统配备了人机界面(607970)，该设各一方面监视生产的运行情况，包括设备的运行情况、故障报警和报警历史记录;另一方面它可以对系统内的参数进行适当的修改和优化。纺丝机的传动系统由去酸辊电机、升降轴电机、泵辊电机组成，它们分别由三台变频器来驱动，均采用三菱公司的FA500系列的变频器，其具有良好的静态特性和动态特性，具有强大的网络通信功能，它们通过CC-Link网络与PLC进行数据交换。通过CC-Link网络可以实现PLC对各变频器的控制，包括变频器的启动、停止和速率给定。 本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201808/385087.htm 如果将FX2N换成QPLC+QJ61BT11程序就更加容易。

从控制到系统的整体最优化。 CC-Link协会提案的整合网络构想。 CC-Link　IECC-Link协会将其可能性，向世界进一步开放和扩大。 CC-Link协会不断致力于源于亚洲的现场总线CC-Link的开放化推广。现在，除控制功能外，为满足通过设备管理(设定监视)、设备保全(监视故障检测)、数据收集(动作状态)功能实现系统整体的最优化这一工业网络的新的需求，CC-Link协会提出了基于以太网的整合网络构想，即实现从信息层到生产现场的无缝数据传送的整合网络「CC-Link　IE」。 为降低从系统建立到维护保养的整体工程成本，CC-Link协会通过整体的「CC-Link　IE」概念，将这一亚洲首创的工业网络向全世界进一步开放扩展。 控制层网络 基于以太网＆G级通讯速率！ 引领时代潮流，新一代控制层网络强势登场！ 基于以太网的整合网络「CC-Link　IE」的系列概念，率先登场的是控制层网络，在现有的控制信息传送基础上，实现了设备维护／保养／元器件设定等信息处理数据传送。 ＜基于以太网＞ 符合实际技术发展趋势的最新技术。可以灵活应用符合以太网规范的电缆和连接器，从而使削减成本成为可能。 ＜高速 大容量＞ 在1Gbps高速传送基础上，实现了最大256K字节的大容量网络共享内存。能简单构筑处理大容量数据的分散控制系统。 ＜无缝通信＞ 实现了从信息层至生产现场网络间的无缝通信。 ＜不愧为新一代之名的CC-Link IE具有更卓越的多样化功能＞ 面向亚洲、乃至世界，让合作伙伴创造出具有更大附加价值的产品。 以亚洲为中心迅速普及的CC-Link，通过整合网络的实现，不仅可以为亚洲地区客户提供更完美更完善的解决方案，还可进一步促进CC-Link协会相关产品的普及。除控制产品外，亦能开发提供具高度维护诊断功能等附加价值的产品。