1、引言

　　　随着计算机网络技术与自动化技术的相互融合与发展，计算机测控技术已经发展为基于局域网的集中监控与管理网络和基于Intranet/Internet的远程监控网络。基于Intranet/Internet的多级网络结构为实现管控一体化、全局优化控制与调度、异地信息共享提供了有利的硬件条件。但是对于一般企业，设备系统位置比较分散，同时由于多方面的原因，企业内不同设备运用了不同的控制系统，这样就造成了位置分散的多种设备、多种监控系统并存的分布式控制环境，而这其中又多存在一些软件封闭、互操作性差的异构系统，因此对设备的测控网络提出了更高的要求，这用一般测控软件是很难实现的。

　　针对这种情况CONTROL ENGINEERING China版权所有，本文介绍了分布式异构系统3级测控网络的设计与实现方法，该方法弥补了现有测控软件的不足，有针对性地解决了设备位置分散、系统异构给测控网络带来的难题。实践证明，该方法具有实用性强、扩展性强、运行稳定等特点。

2、整体设计

　　　分布式异构系统3级测控网络是按照“两种网络，3层功能，统一结构，功能完善”的总体设计思想开发的。

　　“两种网络”是指整个系统由RS-485现场总线和Intran

　　“3层功能”是指根据功能划分为设备层、集中监控层和远程监测层（集中监控层对于下位是现场设备的可实现控制，对于下位是已有监控系统只监测不控制，远程监测层只监测不控制）。设备层与集中监控层之间采用RS-485总线连接，集中监控层与远程监测层之间采用Intranet/Internet连接。

　　“统一结构”是指系统处理各种设备信息时，尽量用统一的数据格式与下级设备和子系统传送信息、存储数据和显示数据www.cechina.cn，尽量用统一的功能模块来设计不同系统设备的功能。

　　“功能完善”是指系统既包括了实时数据平台、现场设备管理、现场监控组态、描述历史曲线、打印信息报表和故障报警等常规功能，也包括了基于Intranet/Internet的远程数据实时监测功能。

　　系统以RS-485总线结构连接设备层和集中监控层，实现对设备的集中监控；在集中监控层设一台服务器完成WEB服务器和数据库服务器任务，并接入企业内部网和以DDN专线或电话线接入Internet，实现远程的实时监测。从而把结构复杂、繁琐的系统化为具有典型分布式控制系统的网络结构。系统的整体结构如图1所示。

图1 分布式异构系统3级测控网络结构图

3、基于VC＋＋多线程的设备集中监控与数据管理

3.1 硬件设计

　　在硬件设计上，由一台PC工控机作为上位机，用来接收并存储现场的监测数据，本地现场硬件包括已有监控计算机（通过编写软件来提取已有监控系统的数据）、可编程的PC-Based数据采集控制器（通过编程来采集现场设备的监测数据）和不可编程的I/O节点（直接进行数据采集），远程现场硬件主要是监控计算机（通过编写软件来提取已有监控系统的数据）。

　　在传输线路上www.cechina.cn，根据企业现场实际，各子系统线路距离一般不会超过1200m，但位置分散，各子系统通信硬件各异控制工程网版权所有，信号相互干扰会比较严重，鉴于这种情况，对各种通信方式（RS-232、RS-422、RS-485、光纤）的特点进行了比较和分析，RS-232传输方式数据传输速率较慢（一般只能达到20kb/s），传输距离短（一般装置间电缆长度为15 m之内），且接口处信号容易互相干扰；RS-422总线传输方式尽管传输距离较远，但节点太少；光纤传输通信距离远、性能稳定，但成本过高；RS-485传输方式不仅具有传输距离远、多节点（32个）的特点，而且传输线成本低。因此为了提高通信稳定性、减小工程成本，采用RS-485总线传输方式。

　　在RS-485总线传输接口上，上位工控机需采用RS-232/RS-485转换板，将PC串口RS-232信号转换成RS-485信号，而下位机的情况较为复杂，对于以计算机为下位的子系统，也需要安装RS-232/RS-485转换板，对于以PC-BASE控制器和远程I/O节点为下位的子系统，其硬件系统支持RS-485通信控制工程网版权所有，不需要安装其他硬件设备就可以实现通信。

3.2 软件设计

　　系统在VC＋＋6.0环境下，使用多线程技术开发监控软件来实现设备系统的集中监控与数据管理，其系统功能模块如图2所示。

图2 VC++监控软件功能结构模块图

　　集中监控主机向各子站数据采集控制器和子系统主机发送查询数据指令，并由数据打包模块将指令整理成数据查询报文，通过通讯模块传给数据发送模块与下位设备通讯；有查询报文返回时，再通过通讯模块、数据解包模块将数据还原，然后通过数据存储管理模块对数据进行处理和存储，其中内存中的实时数据传给实时监控模块，硬盘中的数据供数据统计分析模块访问。

　　软件前台功能设计上，实时监控模块