分布式微机监控系统的一种数学表征和设计方法.pdfVIP

2 7 第 16卷 第4期 棱电子学与探测技术 Vo1．16 N0．4 1996年 7月 Nvcle~r Electrc~ s＆ Betec~on Techn~ogy July1996 分布式微机监控系统的一种数学表征 和设计方法。 文 ^ ，——～————一 (四『大学物理系 丁J f，^，L‘ 7 61006 4 J i ， 成都， ) 。 ’分布式微机系统在工业控制和科学测量中都有大量的应用，但其工作过程的描述和设计方法，还缺乏定 1 引言 、 、 J 随着单片微机和PC机功能的增强和价格的降低，以它们为基础组成的分布式微机监控 系统由于具有独到的优点得到了愈来愈广泛的应用 ]，这种系统(1)功能强、造价低 由数十个 单片微机和Pc机通过恰当互联组成的大型监控系统其功能不亚于中大型机为主的系统，而 造价却便宜得多。(2)结构灵活，实用性强，扩展更新性好。可以在地域分散的空间设置子系统， 就地进行数据采集和控制操作，再通过互联进行信息交换和集中调控。因此，适用于不同的科 技领域和不同的工作场地。(3)处理速度快，系统故障率低。这种系统实际上以并行方式分点 运行，个别子系统的故障不带来全局性的影响。可以预计，今后在工业过程控制、科学实验和其 他测控领域，这种系统必将得到更广泛的应用，对其设计方法和原理的研究，也需更加深入。 设计和组建一个分布式微机监控系统，首先必须解决：(1)系统的结构和任务分配；(2)系 统的互联；(3)系统的数据库结构等同题。只有以最简洁的结构和迅捷的方式将分布式系统中 各子系统互联，组成存取快速可靠的数据库，才能组成和发挥这种系统的优点。互联和通讯问 题我们曾作过一定的讨论0] 在此，我们仅对分布式微机监控系统的设计方法作一探索，试图 寻求一种方式，建立分布式微机监控系统的系统方程，使通常需用冗长文字描述的非定量的系 统设计方法定量化、公式化，为这种系统的设计和应用提供更好的理论依托。 2 系统模型 分布式微机监控系统可以按各种极为复杂的拓扑结构方式组成。为便于抽象和简化．设我 们要讨论的系统不是热备份的双机系统。这一假定不影响我们欲建立的系统方程的普遍性。其 发，假设我们研究的系统是以广为应用的多点多层次结构方式构成，具有一个集中的全系统的 国家教委基金资助项目；并被 95黄山第8届全国计算机在斟学技术中应用学术会议推荐为优秀论文 ‘ 255 监控中心，如图l所示。这是工业过程控制、科学实验、环境监测和医疗等领域中使用最广的典 型结构，若配上必要的辅机，可 很容易变成双机热备份系统；稍经简化，又可化为更简望的各 种常用系统。SB--、SB …”s 是系统第一层第一个分布点的n个子系统。每个子系统都出 一 片或多片单片微机(例如8098)组成，具有数据获取、处理、存储和通讯等计算机必备的完整 功能，它和若干传感器或执行机构相连．直接完成有关数据的采集、遥调和遥控等功能。层内子 系统间通过通讯组件 tt、 …·M· ( =一一1)相连。S ．是第二层的第一个子系统，通过 层同通讯组件，m， …” 和SB-n分别相连 第二层内如需要亦可有其他SB SB： 等各自 SBx 相连的计算机子系统．同层间也可通过M 、 等通讯组件相连。第三层设为本系统的监 控中心CS，由一台PC计算机或工作站充当以使有能力完成复杂的在线监控功能，提供各种 图表和曲线显示及方便的图形操作菜单