专利名称：一种基于bl2000的以太网测控实验平台的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是二种工业测控网络系统实验平台，分别为以太网(ETHERNET)控制网络和无线通信控制网络。
背景技术：
目前，采用无线通信技术的工控产品很多，有的采用RF调频通信原理；有的采用扩频通信原理。根据发射功率的不同，无线通信的距离也各不相同。也有很多公司开发出了应用于不同场合的无线数传模块，大大方便了无线通信测控系统的设计。以太网(Ethernet)是目前最流行的局域网体系结构，它具有开放性、低成本、广泛应用的软硬件支持等明显优势。最近几年，以太网正在从不同的的途径进入到工业自动化和过程控制市场，应用范围有了很大发展，一些厂商推出了许多相关产品。以太网最典型的应用形式是Khernet+ TCP/IP，即灵活的Khernet底层加上几乎已成通用标准的网络传输协议TCP/IP，使得以太网能够非常容易地集成到以hternet和Web技术为代表的信息网络中。这一突出优点，加上能够满足各种要求的足够带宽(10M到100M)、开放性的统一标准、低廉的尽管目前通过以太网实现实时工业控制还需要解决很多问题，但这是一个必然趋势，国际上已制成本，促使以太网在工业领域得到越来越多的关注。
发明内容
本发明是以太网(ETHERNET)控制网络和无线通信控制网络为核心的测控网络系统实验平台。针对本科教学的旨在调动学生主动学习的积极性。解决上述问题所采取的技术方案是
一种基于BL 2000的以太网测控实验平台，分为两大部分一是由Z-World公司的以太网接入控制器BL2000、网络集线器HUB构成的以以太网为通讯路径；I/O量控制实验模块、 交通灯控制实验模块、液体混合控制实验模块、电热炉温控实验模块；二是由无线接收/发送模块SST900EXT (两个，一个接受、一个发送)、数字量模块7044、模拟量输入模块7012、模拟量输出模块7021构成的以无线传输为通讯路径的；上位机应用Dynamic C、VB编程软件。以太网接入控制器BL2000用于实现实时现场控制；其串行口 10BASE-T Ethernet 网络接口通过HUB与上位机的网卡连接，形成基于浏览器的监控系统，网络带宽IOM ；以太网接入控制器BL2000是9路12位模拟量输入和2路12位模拟量输出；4个串行口 ；本发明中以太网接入控制器BL2000引出4路模拟量输入((TlOV)；引出2路模拟量输出(0、V)；
无线接收/发送模块SST900EXT通过RS232与上位机相连，另一个无线接收/发送模块SST900EXT通过串行接口 RS485与数字量模块7044相连，数字量模块7044通过串行接口 RS485与模拟量输入模块7012、模拟量输出模块7021形成串联模式，从而使上位机的数字量可以传到实验模块上，实验模块上的模拟量也可以通过无线通讯网络传到上位机显示并处理。
本发明的工作原理及操作程序
一种基于BL 2000的以太网测控实验平台，结构示意图分别如图1、2所示，是由以太网接入控制器BL2000、网络集线器HUB、I/O量控制实验模块、交通灯控制实验模块、液体混合控制实验模块、电热炉温控实验模块；无线接收/发送模块SST900EXT、数字量模块7044、 模拟量输入模块7012、模拟量输出模块7021构成的。I/O量控制实验模块与以太网接入控制器BL2000接通，以太网接入控制器BL2000 通过HUB与上位机的网卡连接，即可在上位机的网页中观察各个数字量与模拟量的变化， 当改变实验箱上的各个按钮状态，网页上各个按钮的状态也会相应的改变；
交通灯控制实验模块与以太网接入控制器BL2000接通，以太网接入控制器BL2000 通过HUB与上位机的网卡连接，即可在上位机的网页中观察红、黄、绿各个交通灯的状态， 网页上的显示情况与实验面板上的情况一致液体混合控制实验模块与以太网接入控制器 BL2000接通，以太网接入控制器BL2000通过HUB与上位机的网卡连接，网页上显示当前液体灌所处状态，设定液体混合的总重量，混合比及搅拌时间，通过旋动模拟混合罐重量电位器，可观察在液体不同重量是，液体灌分别处于，添加液体、液体搅拌、排出液体的状态；
温度控制实验模块的模拟量输入端与温度传感器PTioo相连，温度传感器PT100将检测到的炉内实时温度传送给实验模块，在实验模块上显示实时温度，电热炉温控实验模块与以太网接入控制器BL2000接通，以太网接入控制器BL2000通过HUB与上位机的网卡连接，在网页上显示实时温度；同时，输出控制电压接到电热炉上，控制电热炉的加热电压使温度达到期望值。无线接收/发送模块SST900EXT通过RS232与上位机相连，另一个无线接收/发送模块SST900EXT通过串行接口 RS485与数字量模块7044相连，数字量模块7044通过串行接口 RS485与模拟量输入模块7012、模拟量输出模块7021形成串联模式，从而使上位机的数字量可以传到实验模块上，实验模块上的模拟量也可以通过无线通讯网络传到上位机显示并处理。I/O量控制实验模块，与无线传输模块(由一个无线接收/发送模块SST900EXT、数字量模块7044、模拟量输入模块7012、模拟量输出模块7021构成)接通，通过另一个无线接收/发送模块SST900EXT与上位机接通，即可在上位机的界面中观察各个数字量与模拟量的变化，当改变实验箱上的各个按钮状态，界面上各个按钮的状态也会相应的改变；
交通灯控制实验模块，与无线传输模块(由一个无线接收/发送模块SST900EXT、数字量模块7044、模拟量输入模块7012、模拟量输出模块7021构成)接通，通过另一个无线接收/发送模块SST900EXT与上位机接通，即可在上位机的界面中观察红、黄、绿各个交通灯的状态，界面上的显示情况与实验面板上的情况一致；
液体混合控制实验模块，与无线传输模块(由一个无线接收/发送模块SST900EXT、数字量模块7044、模拟量输入模块7012、模拟量输出模块7021构成)接通，通过另一个无线接收/发送模块SST900EXT与上位机接通，界面上显示当前液体灌所处状态，设定液体混合的总重量，混合比及搅拌时间，通过旋动模拟混合罐重量电位器，可观察在液体不同重量是， 液体灌分别处于添加液体、液体搅拌、排出液体的状态；
温度控制实验模块的模拟量输入端与温度传感器PT100相连，温度传感器PT100将检测到的炉内实时温度传送给实验模块，在实验模块上显示实时温度，电热炉温控实验模块与无线传输模块(由一个无线接收/发送模块SST900EXT、数字量模块7044、模拟量输入模块7012、模拟量输出模块7021构成)接通，通过另一个无线接收/发送模块SST900EXT与上位机接通，在界面上显示实时温度；同时，输出控制电压接到加热炉上，控制电热炉的加热电压使温度达到期望值。操作步骤
1、将I/O量实验模块与试验系统连接好，开启电源后，运行上位机无线通信界面程序， 进入I/O实验界面，选择模块型号，通过调整实验箱面板上的按钮、开关和电位器以及监控界面对现场的控制状态进行I/O量的输入/输出操作；同样方法可以实验交通灯的控制实验，选择控制模式，并调整红、黄、绿灯的接通时间，观察效果；
2、进行液体混合控制实验时，将实验模块与系统连接好，开启电源后，运行上位机无线通信界面程序，进入液体混合界面，设定液体混合的总重量，混合比及搅拌时间，通过旋动模拟混合罐重量电位器，可观察在液体不同重量是，液体灌分别处于，添加液体、液体搅拌、 排出液体的状态；
3、进行温度控制实验时，将实验模块与系统相连，将模块的输出与电热炉的输入相连， 在上位机上设定期望温度值，以及PID的各个参数值，便可在上位机的界面上观察温度的变化曲线。5、上位机上应用Dynamic C、VB编程软件。本发明的优点
实现了以太网远程测控和无线远程控制两种不同的网络化远程控制系统工程训练和实验，而这两种技术是目前工业上广泛采用的最先进的测网络化测控技术，是测控技术与仪器专业本科生专业特色的体现。对于测控技术与仪器专业和自动化专业，将网络化技术与工业过程相结合，形成以网络化技术为纽带，热水锅炉为被控对象的综合实验平台。综合了多门专业知识，使学生达到学以致用，融会贯通。开放式模块化结构设计，学生可以自己设计和实现不同的测控功能，也可以设计不同的过程控制仪表，可以完成多个课程设计和毕业设计题目。为实验系统的进一步升级、扩充提供支持。
图1为本发明的基于以太网控制结构示意图。图2为本发明的基于无线传输结构示意图。图3为本发明的温度控制结构示意图。
具体实施例方式一种基于BL 2000的以太网测控实验平台，如图1所示，是由以太网接入控制器 BL2000 6、网络集线器HUB 5、上位机7、I/O量控制实验模块1、交通灯控制实验模块2、液体混合控制实验模块3、电热炉温控实验模块4、无线接收/发送模块SST900EXT 8与10、无线接收天线9数字量模块7044 11、模拟量输入模块7012 12、模拟量输出模块7021 13、构成的。
I/O量控制实验模块1与以太网接入控制器BL2000 6接通，以太网接入控制器 BL2000 6通过HUB 5与上位机7的网卡连接，运行上位机7上IE浏览器，输入正确的IP 地址，即可在上位机的网页中观察各个数字量与模拟量的变化，当改变实验箱上的各个按钮状态，网页上各个按钮的状态也会相应的改变；同样办法将交通灯控制实验模块2与以太网接入控制器BL2000 6接通，亦可在上位机的网页中观察红、黄、绿各个交通灯的状态；
液体混合控制实验模块3与以太网接入控制器BL2000 6接通，运行上位机7上IE浏览器，输入正确的IP地址，网页上显示当前液体灌所处状态，设定液体混合的总重量，混合比及搅拌时间，通过旋动模拟混合罐重量电位器，可观察在液体不同重量是，液体灌分别处于，添加液体、液体搅拌、排出液体的状态；
温度控制实验模块4的模拟量输入端与温度传感器PT100 15相连，温度传感器 PT10015将检测到的电热炉14内实时温度传送给实验模块，在实验模块上显示实时温度， 温控实验模块4与以太网接入控制器BL2000 6接通，以太网接入控制器BL2000 6通过HUB 5与上位机的网卡连接，运行上位机7上IE浏览器，输入正确的IP地址，在网页上显示实时温度；同时，输出控制电压接到电热炉14上，控制电热炉14的加热电压使温度达到期望值。应用无线传输进行I/O量控制时，I/O量控制实验模块1，与无线传输模块(由一个无线接收/发送模块SST900EXT、数字量模块7044、模拟量输入模块7012、模拟量输出模块 7021构成)接通，通过无线接收/发送模块SST900EXT 8与上位机7接通，另一个无线接收 /发送模块SST900EXT 10与数字量模块7044 11、模拟量输入模块7012 12、模拟量输出模块7021 13构成串联模式，在上位机运行无线通信程序，选择各个模块，即可在上位机的界面中观察各个数字量与模拟量的变化，当改变实验箱上的各个按钮状态，界面上各个按钮的状态也会相应的改变；同样方法即可在上位机的界面中观察红、黄、绿各个交通灯的状态，界面上的显示情况与实验面板上的情况一致；
液体混合控制实验模块3与无线传输模块(由一个无线接收/发送模块SST900EXT、数字量模块7044、模拟量输入模块7012、模拟量输出模块7021构成)接通，通过无线接收/发送模块SST900EXT 8与上位机7接通，另一个无线接收/发送模块SST900EXT 10与数字量模块7044 11、模拟量输入模块7012 12、模拟量输出模块7021 13构成串联模式，在上位机运行无线通信程序，选择液体混合，在相应的界面上显示当前液体灌所处状态，设定液体混合的总重量，混合比及搅拌时间，通过旋动模拟混合罐重量电位器，可观察在液体不同重量是，液体灌分别处于，添加液体、液体搅拌、排出液体的状态；
温度控制实验模块4的模拟量输入端与温度传感器PT100 15相连，温度传感器 PT10015将检测到的电热炉14内实时温度传送给实验模块，在实验模块上显示实时温度，温控实验模块4与无线传输模块(由一个无线接收/发送模块SST900EXT、数字量模块 7044、模拟量输入模块7012、模拟量输出模块7021构成)接通，通过无线接收/发送模块 SST900EXT 8与上位机7接通，另一个无线接收/发送模块SST900EXT 10与数字量模块 7044 11、模拟量输入模块7012 12、模拟量输出模块7021 13构成串联模式，在上位机运行无线通信程序，选择温度控制，在界面上上显示实时温度；设置PID控制参数，设定温度期望值，同时，输出控制电压接到电热炉14上，控制电热炉14的加热电压使温度达到期望值，在界面上观察温度控制曲线。
权利要求
1. 一种基于BL 2000的以太网测控实验平台，由以太网接入控制器BL2000 (6)、网络集线器HUB (5)、上位机(7)、I/O量控制实验模块(1)、交通灯控制实验模块(2)、液体混合控制实验模块(3)、电热炉温控实验模块(4)、无线接收/发送模块SST900EXT (8)与(10)、 无线接收天线(9)数字量模块7044 (11 )、模拟量输入模块7012( 12)、模拟量输出模块7021 (13)构成的，其特征在于1)、以太网接入控制器BL2000(6)用于实现实时现场控制；其串行口 10BASE-T Ethernet网络接口通过网络集线器HUB (5)与上位机(7)的网卡连接，形成基于浏览器的监控系统，网络带宽IOM ；以太网接入控制器BL2000 (6)是9路12位模拟量输入和2路 12位模拟量输出；4个串行口 ；本发明中以太网接入控制器BL2000引出4路模拟量输入 (0 10V)；引出2路模拟量输出((T4V)；2)、无线接收/发送模块SST900EXT(8)通过RS232与上位机(7)相连，另一个无线接收/发送模块SST900EXT (10)通过串行接口 RS485与数字量模块7044 (11)相连，数字量模块7044 (11)通过串行接口 RS485与模拟量输入模块7012 (12)、模拟量输出模块7021 (12)形成串联模式，从而使上位机的数字量可以传到实验模块上，实验模块上的模拟量也可以通过无线通讯网络传到上位机显示并处理；3)、上位机上分别应用DynamicC、VB编程软件设计上位机界面。
全文摘要
一种基于BL2000的以太网测控实验平台，分为两大部分一是由Z-World公司的以太网接入控制器BL2000、网络集线器HUB构成的以以太网为通讯路径；I/O量控制实验模块、交通灯控制实验模块、液体混合控制实验模块、电热炉温控实验模块；二是由无线接收/发送模块SST900EXT(两个，一个接受、一个发送)、数字量模块7044、模拟量输入模块7012、模拟量输出模块7021构成的以无线传输为通讯路径的；上位机应用DynamicC、VB编程软件。开放式模块化结构设计，学生可以自己设计和实现不同的测控功能，也可以设计不同的过程控制仪表，可以完成多个课程设计和毕业设计题目。
文档编号G09B23/18GK102486901SQ20101057291
公开日2012年6月6日 申请日期2010年12月6日 优先权日2010年12月6日
发明者于洋, 刘晓阳, 陈亮 申请人:沈阳理工大学