① 系统的开放性:开放系统是指通讯协议公开,各不同厂家的设备之间可进行互连并实现信息交换,现场总线开发者就是要致力于建立统一的工厂底层网络的开放系统。这里的开放是指对相关标准的一致、公开性,强调对标准的公识与遵从。一个开放系统,它可以与任何遵守相同标准的其它设备或系统相连。一个具有总线功能的现场总线网络系统必须是开放的,开放系统把系统集成的权利交给了用户,用户可按自己的需求和对象把来自不同供应商的产品组成大小随意的系统。
⑤对现场环境的适应性:工作在现场设备前端,作为工厂网络底层的现场总线,是专为在现场环境工作而设计的,它可支持双胶线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等,具有较强的抗干扰能力,能采用两线制实现送电与通信,并可满足本质安全防爆要求等。
正因为如此,特别是现场总线系统结构的简化,使得整个网络化测试系统从设计、安装、投运到正常生产运行及其检修维护都体现出极大的优越性,其优越性主要体现以下几个方面:
① 节省硬件数量与投资:由于现场总线系统中分散在设备前端的智能设备能直接执行多种传感、控制、报警和计算功能,因而可减少变送器的数量,不再需要单独的控制器、计算单元等,也不再需要DCS系统的信号处理、转换、防腐技术等功能单元及其复杂接线,还可以用工控PC机作为操作站,从而节省了一大笔硬件投资,由于控制设备的减少,还可减少控制室的占地面积。
② 节省安装费用:现场总线系统的接线十分简单,由于一对双胶线或一条电缆上通常可挂接多个设备,因而电缆、端子、槽盒、桥架的用量大大减少,连接设计与接头校对的工作量也大为减少。当需要增加现场控制设备时,无须增加新的电缆,可就近连接在原有的的电缆上,既节省了投资,也减少了设计、安装的工作量。据有关典型试验工程的预算资料,可节省安装费用60%以上。
③ 节省维护开销:由于现场控制设备具有自诊断与简单故障处理的能力,并通过数字通讯将相关的诊断维护信息送往控制室,用户可以查询所有设备的运行、诊断维护信息,以便早期分析故障原因并快速排除。缩短了维护停工时间,同时由于系统结构简化,连线简单而减少了维护工作量。
图1 一般测试系统的结构框图
网络化测试系统面对的是空间位置分散、测试任务复杂且信息交换量大的测试系统,整个测试系统应同时具有综合信息采集、信息处理、存储、传输和控制以及数据的分析功能。要组建一个功能强大、完整的网络化测试系统必须考虑并重点解决以下几方面的问题:
① 为使现有资源充分利用,检测系统的测量装置可重定义;
② 数据采集是网络化测试过程中的重要环节,因此常用的数据采集硬件必须兼容;
③ 数据的分析、信号的处理是测试过程的最后一个环节,也是整个测试过程中较关键的一步,因此测试分析系统的信号处理过程必须可重定义;
④ 对于整个测试系统,其基本的功能单元必须智能化,带有本地微处理器和存储器,并且具有网络化接口。
一个功能齐全的网络化测试系统的开放性和互操作性也很重要,系统还应遵循可扩充性、安全性及服务器分布性原则。据此,网络化测试系统的基本框图如图2所示。