PPC380AE102 HIEE300885R0102 ABB 電路板 控制主板
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總體結(jié)構(gòu)
????如前所述，多智能儀表控制系統(tǒng)面向國(guó)內(nèi)中小企業(yè)技術(shù)改造的需求，因此在將一般的DCS的各層功能綜合后，我們提出了多智能儀表控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖2所示。
????現(xiàn)場(chǎng)級(jí)部件主要由智能儀表組成，控制PC機(jī)可由工控機(jī)組成，也可由普通PC機(jī)組成。智能儀表與控制PC機(jī)之間采用現(xiàn)場(chǎng)總線連接，現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議應(yīng)根據(jù)控制的要求和智能儀表的特點(diǎn)設(shè)計(jì)。管理級(jí)部件主要為商用PC機(jī)或其他計(jì)算機(jī)組成，其本身構(gòu)成管理信息系統(tǒng)MIS（Management?Information?System）。管理PC機(jī)與控制PC機(jī)之間采用通用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，其具體種類可依據(jù)MIS系統(tǒng)組成的要求確定。
智能儀表
????內(nèi)置微處理器的出現(xiàn)使智能儀表較傳統(tǒng)儀表在設(shè)計(jì)方法、電路結(jié)構(gòu)以及功能操作都發(fā)生了根本性的變化。在智能儀表中，除調(diào)節(jié)功能幾乎完全由微處理器實(shí)現(xiàn)，微處理器是核心，在儀表軟件的控制下有序地工作。在多智能儀表控制系統(tǒng)中，智能儀表和控制PC機(jī)之間交換的信息可分為：測(cè)量值；設(shè)定值；控制量；狀態(tài)參數(shù)（一是反映智能儀表工作情況或生產(chǎn)情況的數(shù)值或0/1邏輯值，二是對(duì)智能儀表工作狀態(tài)和參數(shù)的設(shè)置，最典型的是PID參數(shù)設(shè)置）。
????（3）控制PC機(jī)
????控制PC機(jī)主要用來實(shí)現(xiàn)集中操作和高級(jí)控制，是分散控制和管理PC機(jī)的集中管理之間的橋梁，一般完成顯示與打印、控制管理與操作，系統(tǒng)配置組態(tài)的功能。
????（4）管理級(jí)
????要實(shí)現(xiàn)上述的控制目標(biāo)，還必須進(jìn)行更高層次的控制和管理。現(xiàn)代企業(yè)采用MIS系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。
????（5）現(xiàn)場(chǎng)總線
????智能儀表和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是密不可分、相輔相成的，目前國(guó)內(nèi)智能儀表一般用的是通用型單片機(jī)如MCS-51系列。因此從技術(shù)實(shí)現(xiàn)、經(jīng)濟(jì)及生產(chǎn)實(shí)際上考慮，在采用諸多現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于國(guó)企技術(shù)改造時(shí)，采用RS—485總線是較好的選擇，多智能儀表控制系統(tǒng)即以RS-485總線作為通信協(xié)議的物理傳輸介質(zhì)。
2、多智能儀表控制系統(tǒng)的通信協(xié)議
????智能儀表通信功能是智能儀表DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，在參考一些已有的協(xié)議的基礎(chǔ)上，我們合理設(shè)計(jì)了通信功能的硬件和軟件，提出了多智能儀表控制系統(tǒng)協(xié)議，其總體通信策略采用預(yù)約協(xié)議，即時(shí)間被分成時(shí)間片，每個(gè)智能儀表利用預(yù)先留用的時(shí)間片與主機(jī)通信?，F(xiàn)場(chǎng)總線的網(wǎng)絡(luò)層次模型借鑒OSI七層協(xié)議，并進(jìn)行了部分?jǐn)U展，側(cè)重于工業(yè)應(yīng)用，構(gòu)成工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)。本設(shè)計(jì)中具體的網(wǎng)絡(luò)規(guī)范采用了OSI協(xié)議中的應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層。在物理層，該系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線的傳輸介質(zhì)采用RS-485雙絞線。在數(shù)據(jù)鏈路層，其主要功能是：信息幀的裝配和分解，差錯(cuò)控制和處理。波特率采用標(biāo)準(zhǔn)的1200、2400、4800、9600，可根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行選??；傳輸幀采用標(biāo)準(zhǔn)的UART格式。
????
????在多智能儀表控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線上，傳輸幀可分為地址幀和數(shù)據(jù)幀，其區(qū)別在于地址幀中第9數(shù)據(jù)位為“1”。數(shù)據(jù)幀中第9數(shù)據(jù)位為“0”，差錯(cuò)校驗(yàn)采用CRC校驗(yàn)。在網(wǎng)絡(luò)層，現(xiàn)場(chǎng)總線是多節(jié)點(diǎn)共線的一種網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)層的管理由控制PC機(jī)完成。地址幀由控制PC機(jī)發(fā)出，用于喚醒總線上的某臺(tái)智能儀表以求與之建立通信，智能儀表只有接收到包含特定數(shù)據(jù)位（通常為其儀表地址編號(hào)）的地址幀后才開始通信過程。智能儀表的通信過程以向控制PC機(jī)回送包含特定數(shù)據(jù)位（儀表地址）的數(shù)據(jù)幀開始；控制PC機(jī)接收到該數(shù)據(jù)幀即確認(rèn)與該智能儀表建立通信?？刂芇C機(jī)與智能儀表之間的通信即為相互交換信息復(fù)幀的過程。
????在應(yīng)用層，對(duì)于多智能儀表控制系統(tǒng)而言，應(yīng)用層協(xié)議即為對(duì)控制PC機(jī)與智能儀表之間相互傳送的信息復(fù)幀的定義。
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