网络化测试技术浅谈

④系统结构的高度分散性：由于现场设备本身已可完成自动控制的基本功能，使得现场总线已构成一种新的全分布式控制系统的体系结构，从根本上改变了现有DCS集中与分散相结合的集散控制系统体系，简化了系统结构，提高了可靠性。

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。

④ 用户具有高度的系统集成主动权：用户可以自由选择不同厂商所提供的设备来集成系统，避免因选择了某一品牌的产品被"框死"了设备的选择范围，不会为系统集成中不兼容的协议、接口而一筹莫展，使系统集成过程中的主动权完全掌握在用户手中。

⑤ 提高了系统的准确性与可靠性：由于现场总线设备的智能化、数字化，与模拟信号相比，它从根本上提高了测量与控制的准确度，减少了传送误差，同时由于系统的结构简化，设备与连线减少，现场仪表内部功能加强，减少了信号的往返传输，提高了系统的工作可靠性。此外，由于它的设备标准化和功能模块化，因而还具有设计简单、易于重构等优点。

现场总线技术适应了网络化测试系统的要求，并在其中得到了广泛的应用。

5 网络化测试系统的总体设计方案

实际测试过程要求我们从测试方案考虑，最大限度地激发所需信息，并以较明显的信息形式表现出来，用最敏捷、最合理的方法取得最有用的、表现性强的有关信息，以有效的实验方法进行设计与实施。一般测试系统的组成如图1所示。


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。


图2 网络化测试系统结构框图

系统可分为两个基本的功能结构单元，即设备的测试部分和数据信号的分析处理部分。测试部分主要完成现场设备的必要信息的检测，将被测系统的非电量信息转换成所需的电量信息，然后通过网络送入数据处理中心，对信号进行分析处理。整个测试系统以PC技术为基础，具有成本低、控制灵活、通用性强的特点，因此以高性能的PC技术为基础开发的网络化测试系统已得到广泛应用。另外，对于整个测试系统的软硬件平台的选择，在考虑其通用性的同时，又要兼顾成本，应选择目前