寫給我的兄弟姐妹們九
―談浙大的DCS(接口與協(xié)議)
接口的區(qū)別主要是從電氣特性和連接方式上區(qū)分的,以國產的DCS為列多是RS485和CAN的接口網絡,但是使用的協(xié)議(通信的規(guī)則和約定)卻有很多不同。
目前有主流的現(xiàn)場總線協(xié)議,如PROFIBUS、INTERBUS 、ETNERNET、DeviceNet、CANopen、 MODBUS、LonWorks、CC-Link等,以前人們直接用I/O口來控制外圍電路,但是因為接口有限,只能滿足單體或規(guī)模較小的控制領域,現(xiàn)場總線興起后,我們可以在每個模塊里加入微型控制器,然后讓各個模塊與主控制模塊之間通過接口連接,通過協(xié)議來協(xié)調,從而方便可靠的實現(xiàn)組網及數(shù)據(jù)交換,我曾認真的分析過“浙大中志”的DCS,他的板卡上主控CPU是個雙串口的51,添加SJA1000然后擴展了CAN接口,板卡之間進行以CAN接口為紐帶的網絡連接,通過串口和板卡上的16個小模塊之間連接,這里的串口是不加MAX232或MAX485的UART口(UART口加上232或485芯片后就是232或485接口),通過光偶隔離,每兩組模塊之間有一個2路隔離的電源模塊,而每個模塊上的CPU是2051,通過2051擴展出4路DI或4路DO來,通過2051加積分電路擴展出AD,而DA是如何擴展成的我還沒去研究,不過我是用PWM隔離做的DA(缺點是響應速度慢),目前嘗試用595+電阻網絡擴展DA;至于頻率、轉速采集模塊,可以看成是“脈沖采集”,熱電阻、熱電偶的溫度采集也可以認為是電路變送,至此一條清晰的下位機連接網絡的骨骼比較清晰的展現(xiàn)出來。
因為是CAN作為主干通信網絡,那么自然和計算機之間就可以通過CAN接口連接,在上位機計算機上加個CAN卡就可以輕松實現(xiàn),CAN卡實際上可以看作是PCI轉CAN的網關,至于他們之間的通信協(xié)議我還沒去研究,我自己在做的時候用了自己設計了通信協(xié)議;這當然是滿足小型網絡,大型網絡的時候可以多個計算機分別連接各自控制的網絡然后通過TCP接口進行連接和數(shù)據(jù)交換;對于要求速度較高的場合,在下位機的板卡的內部用CAN來代替UART,速度大概能提高8倍左右,其他的不變;
至于上位機的組態(tài)及窗口顯示,屬于嵌入式軟件范疇,簡單的可以用C++、DELPHI等做出來,如果使用標準的接口,如OPC等那么就可以使用WINCC等做出來,這又屬于數(shù)據(jù)處理的領域了。
說這些,其實是為了給想弄清楚系統(tǒng)硬件連接的朋友一點心得,也是為了給學習測控的朋友一種思路,怎么來設計單體控制終端,又如何由多個模塊構造出小型、中型、乃至大型系統(tǒng),當然我說的也只是自己的認識,肯定有其他的實現(xiàn)方法和思路,希望知道的朋友能貢獻出來一起分享!
2025第十一屆中國國際機電產品交易會 暨先進制造業(yè)博覽會
展會城市:合肥市展會時間:2025-09-20