SHCAN2000在現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中的應(yīng)用-設(shè)計應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯SHCAN2000在現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中的應(yīng)用-設(shè)計應(yīng)用引言隨著工業(yè)自動化技術(shù)的發(fā)展．智能儀表也在不斷的更新?lián)Q代。人們不但要求與儀表密切相聯(lián)系的人機(jī)界面要有快速的響應(yīng)速率，還要省去復(fù)雜監(jiān)控程序的編寫。為此，本文介紹了觸摸屏在這些方面代替以往的人機(jī)界面．以節(jié)約成本。減輕開發(fā)人員工作量的具體方法。1SHCAN2000系列智能儀表及監(jiān)控面板SHCAN2000系列智能儀表是大連交通大學(xué)三合儀表開發(fā)公司的產(chǎn)品，它由實時多任務(wù)操作系統(tǒng)、實時監(jiān)控軟件、任務(wù)級組態(tài)軟件、實時數(shù)據(jù)庫等構(gòu)成，并由現(xiàn)場智能測控儀表軟件組件集成技術(shù)來支持在線組態(tài)。SHCAN2000系列內(nèi)嵌智能監(jiān)控子程序。該監(jiān)控子程序可使系統(tǒng)按照預(yù)定操作方式運轉(zhuǎn)。以完成人機(jī)會話和遠(yuǎn)程控制．從而使系統(tǒng)按照操作者的意圖或遙控命令來完成指定的作業(yè)。其人機(jī)會話的儀表面板界面如圖1所示。

該面板的鍵盤／顯示器在工作．當(dāng)鍵盤／顯示器查詢到某鍵的狀態(tài)發(fā)生變化時。主動向SHCAN2000智能儀表傳送發(fā)生變化的鍵的新狀態(tài)，而不考慮其他沒有發(fā)生變化的鍵的狀態(tài)。當(dāng)兩鍵或三鍵同時變化時。以鍵盤／顯示器查詢到鍵狀態(tài)變化的順序逐一發(fā)送。由于每個字節(jié)只表達(dá)一個鍵狀態(tài)的變化，因此多鍵同時按下時，要多個字節(jié)的發(fā)送才能實現(xiàn)鍵狀態(tài)的傳送。由于SHCAN2000智能儀表處于正常運行狀態(tài)時，在串行口上只有鍵盤／顯示器向SHCAN2000智能儀表發(fā)送鍵狀態(tài)的變化。因此，SHCAN2000智能儀表規(guī)定：主動向SHCAN2000智能儀表傳送的數(shù)據(jù)只有一種．那就是鍵狀態(tài)的變化。其數(shù)據(jù)格式如表1所列。其中鍵號的定義如表2所列。

當(dāng)用戶操作鍵盤時，監(jiān)控子系統(tǒng)必須對鍵盤操作進(jìn)行解釋，并調(diào)用相應(yīng)的功能模塊來完成預(yù)定的任務(wù)，同時通過顯示等方式給出執(zhí)行的結(jié)果。因此，監(jiān)控子系統(tǒng)必須完成解釋鍵盤、調(diào)度執(zhí)行模塊等任務(wù)。系統(tǒng)運行的初時刻，應(yīng)對系統(tǒng)進(jìn)行自檢和初始化。開機(jī)自檢在系統(tǒng)初始化前執(zhí)行，如果自檢無誤，即可對系統(tǒng)進(jìn)行正常初始化。初始化過程安排在系統(tǒng)上電復(fù)位后的主程序前面。監(jiān)控子系統(tǒng)的任務(wù)包括完成系統(tǒng)自檢、初始化、處理鍵盤命令、處理接口命令、處理條件觸發(fā)并完成顯示功能等。由于這種監(jiān)控子程序集成于下位機(jī)，因而程序設(shè)計工作量較大，修改困難。實際使用時，往往要根據(jù)用戶的要求進(jìn)行大量的程序修改工作。從而加重了設(shè)計者的負(fù)擔(dān)。2基于TMS320F2812的智能儀表基于TMS320F2812系列DSP的智能儀表是對SHCAN2000系統(tǒng)的整體升級換代系統(tǒng)?，F(xiàn)已從SHCAN2000智能儀表專用的I／O驅(qū)動程序向OPC標(biāo)準(zhǔn)接口發(fā)展。而以O(shè)PC標(biāo)準(zhǔn)接口方式開發(fā)符合OPC規(guī)范的微型消息總線集成開發(fā)環(huán)境MMBIDE(MacroMessageBus-basedIDE)，可使MMB2022現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)化，擴(kuò)大MMB2022與其他組態(tài)軟件的連接，從而使MMB2022可以和其他廠商的產(chǎn)品進(jìn)行無縫連接；另一方面，將SHCAN2000原有的Excel表格組態(tài)形式向符合國際化規(guī)范的結(jié)構(gòu)化文本(StructuredText)方式組態(tài)發(fā)展，即通過開發(fā)針對MMB2022系列智能化儀表的MMBIDE，來替換原有SHCAN2000現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中組態(tài)與調(diào)試工具SHCANCFG，可實現(xiàn)對TMS320F2812智能化儀表應(yīng)用程序組態(tài)源的文件編輯、參數(shù)源文件編輯、組態(tài)源文件編譯、參數(shù)源文件編譯、組態(tài)、參數(shù)及在線調(diào)試等功能。另外，由于SHCAN2000系列智能儀表硬件采用MCS-51系列單片機(jī)，外圍電路大，功耗多。而用TI公司TMS320F28xx系列32位DSP(DigitalSignalProcessing)則可縮小外圍電路，降低功耗，同時芯片處理速度也大幅度提高。采用TMS320F2812的系統(tǒng)硬件體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。

DSP芯片TMS320F2812是目前為止用于數(shù)字控制領(lǐng)域性能相當(dāng)好的一款DSP芯片。它具有豐富的通信接口，其中包括一個CAN，兩個UART．一個SPI和一個MsBSP。本體系中以TMS320F2812為網(wǎng)橋來實現(xiàn)協(xié)議的轉(zhuǎn)換。下位機(jī)的數(shù)據(jù)通過CAN送到網(wǎng)絡(luò)接口CAN2．0B，然后經(jīng)協(xié)議轉(zhuǎn)換后，通過UART口送出，之后再經(jīng)過現(xiàn)場顯示接口RS一232C送至現(xiàn)場智能監(jiān)控設(shè)備(現(xiàn)場人機(jī)界面)顯示。而SPI主要是為系統(tǒng)擴(kuò)展用的．EEPROM、A／D、D／A以及開關(guān)I／O的擴(kuò)展皆可通過這個接口來實現(xiàn)。3應(yīng)用Modbus協(xié)議實現(xiàn)與觸摸屏的通信SCHCAN2000系統(tǒng)中用的CAN2．0B只定義了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，缺少應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)管理層，因而協(xié)議并不完整。MODBUS是工業(yè)控制領(lǐng)域中的一種應(yīng)用層協(xié)議，具有開放性和透明性。近幾年來，隨著MODBUS應(yīng)用協(xié)議的不斷拓展．現(xiàn)已形成了MODBUS應(yīng)用協(xié)議族，而且基于：MODBUS應(yīng)用協(xié)議族的解決方案已經(jīng)逐漸應(yīng)用于各種現(xiàn)場級測控領(lǐng)域。事實上，基于串行鏈路和TCP／IP的MODBUS應(yīng)用協(xié)議是根據(jù)ISO各層模型定義的兩個通信規(guī)范?；诖墟溌返腗ODBUS協(xié)議與，TIA／EIA標(biāo)準(zhǔn)232一F和285一A有關(guān)：而基于TCP／IP的MODBUS協(xié)議與IETF標(biāo)準(zhǔn)的RFC793和RFC79l有關(guān)。基于以上考慮，利用MODBUS作為CAN應(yīng)用層協(xié)議來完成系統(tǒng)的升級。這樣．整個系統(tǒng)采用RS232串口與上位機(jī)進(jìn)行通信，同時利用網(wǎng)橋完成MODBUS和CAN協(xié)議的轉(zhuǎn)換，而利用CAN總線來完成與現(xiàn)場總線智能儀表的通信。由于觸摸屏支持MODBUS協(xié)議的1-5和16號功能，故可成功地實現(xiàn)與TMS320F2812儀表的通信，并可通過儀表的現(xiàn)場接口RS一232與觸摸屏進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。此串口還可以與FIX、LABWIEW等組態(tài)軟件進(jìn)行通信，以完成實時顯示、歷史記錄、故障報警等系統(tǒng)監(jiān)控和管理功能。觸摸屏的組態(tài)軟件Easybuilding500簡單易用．功能強(qiáng)大．并支持棒圖、趨勢圖和留言板等功能。它不用編寫監(jiān)控程序，界面設(shè)計集中在觸摸屏的組態(tài)軟件Easybuilding500中。見圖3。另外，觸摸屏與儀表的通信設(shè)置也非常簡單。只需在Easybuilding500組態(tài)軟件的參數(shù)設(shè)置中設(shè)置和。TMS320F2812儀表相對應(yīng)的波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、站號，然后把編輯好的界面到觸摸屏中，再用一條通信電纜就可成功地實現(xiàn)與TMS320F2812的通信。

4結(jié)束語本設(shè)計成