1 引 言
現(xiàn)場總線是用于現(xiàn)場儀表與控制系統(tǒng)和控制室設(shè)備之間的一種全分散的、 全數(shù)字化的、 智能、雙向、多站點、 開放式的通信網(wǎng)絡(luò)。它的出現(xiàn)導致了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革，并形成一種新型的網(wǎng)絡(luò)集成式全分布控制系統(tǒng)一 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS (Fieldbus Control System) 。與此同時，隨著Internet 的廣 泛應(yīng)用， 計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到迅速發(fā)展，Internet 成為了信息時代的主要信息載體。 并引起工業(yè)界和學術(shù)界的廣泛關(guān)注。
一方面， 現(xiàn)場總線技術(shù)從工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備底層向上發(fā)展， 逐 步擴展到網(wǎng)絡(luò)化、開放性和分布性；另一方面，計算機網(wǎng)絡(luò)從互聯(lián)網(wǎng) Internet 頂層向下滲透， 直至和底層的現(xiàn)場設(shè)備可以通信。具有遠程監(jiān)視功能的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 應(yīng)運而生，它通過現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò) ( 或現(xiàn)場總線 ) 、 企業(yè) 網(wǎng) ( Intranet ) 和因特網(wǎng)( Internet ) 把分布于各局部現(xiàn)場、獨立完成特定功能的控制計算機互聯(lián)起來， 以達到資源共享、 協(xié)同工 作、 遠程監(jiān)視和集中管理為目的的全分布式設(shè)備控制和狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)。
LonWorks作為現(xiàn)場總線的一 種,是美國Echelon公司2 0世紀 9 0年代推出的一種新型控 制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。它支持國際標準化組織 I S O定義的開放系統(tǒng)互聯(lián) O S I 全部七層協(xié)議的現(xiàn)場總線標準，因其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單、成本低 、通訊協(xié)議公開等特性得到深入研究和廣泛應(yīng)用。本文介紹了一套完整的集組態(tài)控制、實時監(jiān)視、遠程監(jiān)視為一體的 LonWorks現(xiàn)場 總線網(wǎng)絡(luò)控制實驗系統(tǒng)CS2003，它是針對過程控制實驗室現(xiàn)有的3套模擬工業(yè)現(xiàn)場的實驗系統(tǒng)：壓力控制系統(tǒng)、溫度／流量控制系統(tǒng) 、自行開發(fā)的液位控制系統(tǒng)，文中主要說明系統(tǒng)的總體設(shè)計及實現(xiàn)。
2 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
CS2003是具有遠程監(jiān)視功能的 LonWorks現(xiàn)場總線過程控制實驗系統(tǒng)， 因此應(yīng)實現(xiàn) 以下幾點功能。
①下位 LonWorks智能節(jié)點可對控制對象進行實時控制。
②現(xiàn)場上位計算機可進行控制功能組態(tài)和實時畫面監(jiān)視。 并具有實時趨勢曲線、歷史趨勢曲線、 數(shù)據(jù)報表生成、 打印和多媒體語音報警功能。
③在客戶端瀏覽器的網(wǎng)頁上直觀地顯示各個控制對象的運行狀態(tài)圖、實時曲線圖。
根據(jù)系統(tǒng)的工作流程和實現(xiàn)功能，可將系統(tǒng)劃分 為現(xiàn)場控制級、上位監(jiān)控級和遠程監(jiān)控級。它包括 LON通用智能節(jié)點( 硬件) 、 上位組態(tài)控制和監(jiān)視平臺( 軟件) 以及遠程監(jiān)視平臺( 軟件) ，如圖 1所示 。

現(xiàn)場控制級和上位監(jiān)控級采用兩層全分布式體系結(jié)構(gòu)?？刂萍壷饕怯蒐ON智能節(jié)點完成現(xiàn)場的控制功能。監(jiān)控級則一方面基于各個節(jié)點進行節(jié)點組態(tài) 、通過LonManagerDDE( 動態(tài)數(shù)據(jù)交換) 服務(wù)程序進行 網(wǎng)絡(luò)通信和信息處理，并在上位組態(tài)監(jiān)控 平臺 VCC( Visual Control Configuration ) 及 VSC(Visual Supervisory Configuration)進行動態(tài)監(jiān)控；另一方面，通過TCP／I P協(xié)議與校園網(wǎng)內(nèi)的遠程控制計算機進行數(shù)據(jù)傳送。遠程監(jiān)控級采用了典型的瀏覽器、Web應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的B／s模式三層體系結(jié)構(gòu)。其中，Web服務(wù)器、 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器都部署在遠程控制計算機上。LonWorks 現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)采集的實時數(shù)據(jù)， 經(jīng)過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存取 由 Web應(yīng)用服務(wù)器以動態(tài)網(wǎng)頁的形式實時發(fā)布，供經(jīng)過授權(quán)的客戶端瀏覽器來監(jiān)視。