CN100359515C - 多功能通信采集卡和集散控制系统及其采集方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多功能通信采集卡和SUPMAX800系统及其采集方法：本发明的多功能通信采集卡包括：总线控制模块(3)用于控制可读写模块(2)是否可被微处理控制模块(1)读写；微处理器控制模块(1)接受来自通过RS232电平转换模块(4)或者RS485电平转换模块(5)转换后的TTL电平信号，并按协议格式翻译信号数据与可读写模块进行(2)数据交换；本发明的SUPMAX800系统包括：现场总线信号通过RS232接线端子(8)或者RS485接线端子(9)将信号引入，在多功能通信采集卡(7)的控制下输入到底板并行总线(6)；本发明的有益效果是：实现了真正意义上的监视集中、控制分散的分散控制系统的系统理念；使得电缆成本大为降低，操作更为简便。
Description
技术领域
本发明涉及一种SUPMAX800系统，尤其涉及一种多功能通信采集卡和SUPMAX800系统及其采集方法。
背景技术
SUPMAX800系统是中国上海自动化仪表股份有限公司提供的一种集散控制系统(SUPMAX)，广泛地应用于电力、冶金、石油化工等各个行业。目前，各种工业现场总线技术在实际工程中普遍地得到应用。SUPMAX800是第三代产品(SUPMAX300和SUPMAX500分别为第一、二代产品)，它允许最大有16台工作站和20对冗余的分散处理单元(DPU)。每对DPU最多可带128块IO卡件。系统使用冗余的10M标准以太网作为工作站和分散处理单元的通讯网络。但SUPMAX800系统缺少相应的采集手段，使得许多现场信号无法真正地集中统一监控。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种多功能通信采集卡和SUPMAX800系统及其采集方法，旨在解决目前缺少相应的采集手段，使得许多现场信号无法真正地集中统一监控的缺陷。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明的多功能通信采集卡包括RS232电平转换模块、RS485电平转换模块、微处理器控制模块，可读写模块，总线控制模块；总线控制模块用于控制可读写模块是否可被微处理控制模块读写；微处理器控制摸块接受来自通过RS232电平转换模块或者RS485电平转换模块转换后的TTL电平信号，并按协议格式翻译信号数据与可读写模块进行数据交换；
本发明的SUPMAX800系统包括底板并行总线，多功能通信采集卡；现场总线信号通过RS232接线端子或者RS485接线端子将信号引入，在多功能通信采集卡的控制下输入到底板并行总线；
本发明的采集方法是通过以下步骤实现的：
通过微处理器控制模块读取可读写模块数据；
通过微处理器控制模块读取RS232口或者RS485口数据；
根据读取的串口数据进行协议翻译和数据转换；
通过微处理器控制模块将数据写入可读写模块；
通过可读写模块将串口数据输出到底板并行总线；
与现有技术比，本发明的有益效果是：实现了真正意义上的监视集中、控制分散的分散控制系统的系统理念；使得电缆成本大为降低，操作更为简便。
附图说明
图1是多功能通信采集卡的框图；
图2是SUPMAX800系统的框图；
图3是采集方法的流程图；
其中：微处理器控制模块1，可读写模块2，总线控制模块3，RS232电平转换器件4，RS485电平转换器件5，底板并行总线6，多功能通信采集卡7，接线端子8或者RS485接线端子9。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步详细描述：
由图1可见：本发明的多功能通信采集卡包括RS232电平转换模块4、RS485电平转换模块5、微处理器控制模块1，可读写模块2，总线控制模块3；总线控制模块3用于控制可读写模块2是否可被微处理器控制模块1读写：微处理器控制模块1接受来自通过RS232电平转换模块4或者RS485电平转换模块5转换后的TTL电平信号，并按协议格式翻译信号数据与可读写模块2进行数据交换；
微处理器控制模块1包括一个读取可读写模块数据的单元，一个读取RS232或者RS485数据单元，一个协议转换单元，一个将数据写入可读写模块的单元；
微处理器控制模块1采用G49芯片(型号为PXA449KBBD，规格为LQFP44的具有64K ROM、2K RAM的高性能16位单片机，能够提供3个计时/数器、1个看门狗计时器、2个串口、4个可编程8位I/O端口等。荷兰PHILPS Semiconducters公司制造)；
可读写模块2采用双口RAM；
双口RAM采用IDT7024(型号为IDT7024L55J，规格为PLCC84的高速双口RAM。支持两个端口时对内存的相同地址进行访问，访问速度达到55ns，支持16位访问，容量达到4K×16位。美国Integrated DeviceTechnology公司制造)；
双口RAM采用高速16位×4K的SDRAM，针对系统的实时性要求以及G49的占线操作；硬件上采用了低功耗的工作方式，最小可达5毫瓦，大大增强了操作的可靠性；在地址不冲突的情况下，支持G49以及占线操作同时读取数据；工作环境温度范围宽，可达0℃～70℃；整个采用了贴片安装工艺，保证了卡件的可靠性和稳定性。
由图2可见：本发明的SUPMAX800系统包括底板并行总线6；还包括RS232接线端子8，RS485接线端子9，多功能通信采集卡7；现场总线信号通过RS232接线端子8或存者RS485接线端子9将信号引入，在多功能通信采集卡7的控制下输入到底板并行总线6。
图3可见：本发明的采集方法是通过以下步骤实现的：
通过微处理器控制模块读取可读写模块数据11；
通过微处理器控制模块读取RS232口或者RS485口数据12；
根据读取的串口数据进行协议翻译和数据转换13；
通过微处理器控制模块将数据写入可读写模块14；
通过可读写模块将串口数据输出到底板并行总线15；
其中：步骤12中是通过RS232或RS485电平转换模块将信号转换成TTL电平信号输入微处理器控制模块的串口；
步骤13中是通过MODBUS、MODBUS+和用户自定义等协议；
程序启动时或第一次运行时首先对G49和双口RAM进行初始化，然后在运行时间周期内循环判断总线控制器当前的状态是否可读；如果可读，则读取由地址码盘所定义的双口RAM地址区数据放入临时空间；读取G49串口的数据，该数据格式按照国际标准的MODBUS或MODBUS+协议进行传输；根据这些数据进行协议转换，按信号提供的要求进行数据应答，主要分以下四种类型：
1)开关量输入数据：协议代码为1，根据其地址要求，将数据放入临时空间；
2)模拟量输入数据：协议代码3，，根据其地址要求，将数据放入临时空间；
3)开关量输出数据：协议代码15，根据地址要求，从临时空间中读取数据；
4)模拟量输出数据：协议代码16，根据地址要求，从临时空间中读取数据；
判断总线控制器当前的状态是否可写；如果可写，则将临时空间的数据写入由地址码盘所定义的双口RAM地址区数据；
按协议格式，写串口回答数据信号；
下面对本发明的原理作如下描述：
多功能通信采集卡主要功能是将现场信号通过符合国际通讯标准MODBUS和MODBUS+协议的现场总线信号利用RS232和RS485做为传输媒介输入多功能通信采集卡，通过多功能采集卡进行数据处理转换，成为满足SUPMAX800系统通讯总线的数据方式传输到SUPMAX800系统，成为SUPMAX800系统可监控的数据信息；
该卡的硬件设计方案是采集RS232/485信号并解析成物理层，用G49进行物理层信号接收，发送到双口RAM中进行软件协议处理，通过总线控制，转换成SUPMAX800的并行总线格式；
该卡的软件主要由G49芯片运行，主要是采集串口信号，与双口RAM进行数据交换。其中数据类型分为数字量输入、数字量输出、模拟量输入和模拟量输出四种类型。
Claims (9)
1.一种多功能通信采集卡，其特征在于：包括RS232电平转换模块(4)、RS485电平转换模块(5)、微处理器控制模块(1)，可读写模块(2)，总线控制模块(3)；所述的总线控制模块(3)用于控制可读写模块(2)是否可被微处理控制模块(1)读写；所述的微处理器控制模块(1)接受来自通过RS232电平转换模块(4)或者RS485电平转换模块(5)转换后的TTL电平信号，并按协议格式翻译信号数据与可读写模块(2)进行数据交换。
2.根据权利要求1所述的多功能通信采集卡，其特征在于：所述的微处理器控制模块(1)包括一个读取可读写模块数据的单元，一个读取RS232或者RS485数据的单元，一个协议转换单元，一个将数据写入可读写模块单元。
3.根据权利要求1或2所述的多功能通信采集卡，其特征在于：所述的微处理器控制模块(1)采用G49芯片。
4.根据权利要求1所述的多功能通信采集卡，其特征在于：所述的可读写模块(2)采用双口RAM。
5.根据权利要求4所述的多功能通信采集卡，其特征在于：所述的双口RAM采用IDT7024。
6.一种SUPMAX800系统，包括底板并行总线(6)，其特征在于：还包括RS232接线端子(8)，RS485接线端子(9)，以及如同权利要求1所述的多功能通信采集卡(7)；现场总线信号通过所述的RS232接线端子(8)或者RS485接线端子(9)将信号引入，在所述的多功能通信采集卡(7)的控制下输入到底板并行总线(6)。
7.一种通信采集方法：其特征在于：是通过以下步骤实现的：
通过微处理器控制模块读取可读写模块数据(11)；
通过微处理器控制模块读取RS232口或者RS485口数据(12)；
根据读取的串口数据进行协议翻译和数据转换(13)；
通过微处理器控制模块将数据写入可读写模块(14)；
通过可读写模块将串口数据输出到底板并行总线(15)。
8.根据权利要求7所述的通信采集方法，其特征在于：步骤(12)中是通过RS232或RS485电平转换模块将信号转换成TTL电平信号输入微处理器控制模块的串口。
9.根据权利要求7或8所述的通信采集方法，其特征在于：步骤(13)中是通过MODBUS、MODBUS+和用户自定义等协议。
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