CN2891031Y - 总线式控制器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种总线式控制器装置，以方便实现网络化控制。本实用新型包括主站和从站，电线载波主站经RS－485总线通过双绞光缆线连接至少两个从站，基于AT89S52单片机的智能从站通过控制继电器来实现控制现场电磁阀的动作，同时将人机界面与PLC的另一个通讯口相联，实现操作人员通过HMI操作现场设备并了解其状态。本实用新型采用主从式485总线可以降低成本，实现对现场设备的监控。本实用新型电路简单、使用方便。

Description

总线式控制器装置

技术领域

本实用新型涉及电控开关领域，更具体地说，是涉及一种可以实现远程网络化控制的总线式控制器装置。

背景技术

煤(料)场喷淋系统的喷淋是指所有喷枪同时工作，使整个煤(料)场同时被水幕覆盖。这种工作对水泵的扬程和流量都有较高的要求。实际应用时一般在相对较短工作时间内使用。循环喷淋是指各喷枪依次工作一定时间；组合喷淋是指几只喷枪组成工作组同时工作，该方式为常用工作方式，适合于大多数场合的使用，同时也是比较经济和有效的工作方式。定时喷淋是一种自动工作方式，主要是指控制器按照预先设定的时间自动启动和停止喷枪的工作。传统煤(料)场喷淋系统主要采用PLC控制或手动控制，工作方式分为：同时喷淋、循环喷淋、组合喷淋、定时喷淋等。由于煤厂内的煤堆堆放比较分散，这给煤堆的喷淋带来了一定的难度。按照传统的方法，采用PLC硬接线实现对喷淋电磁阀的控制。如果电磁阀的数量比较多，就增加了硬接线的成本。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种总线式控制器装置，以方便实现网络化控制。

本实用新型总线式控制器装置，通过下述技术方案予以实现，由主站和从站构成，输电线载波主站经RS-485总线通过双绞光缆线连接至少两个从站，所述从站由依次连接的485总线收发芯片、光耦隔离芯片、中央控制器、驱动芯片、继电器和电磁阀构成，所述485总线收发芯片分别与两个光耦隔离芯片连接，所述两个光耦隔离芯片分别与中央控制器TXD端口、RXD端口连接，所述中央控制器连接有拨码开关和数码管，拨码开关通过中央控制器设定从站的地址，并通过数码管显示出来。

本实用新型所述输电线载波主站为西门子公司S7-200PLC。

本实用新型所述双绞光缆为两芯的屏蔽双绞线。

本实用新型所述中央控制器为AT89S52单片机。

本实用新型所述光耦隔离芯片为6N137。

本实用新型所述485总线收发芯片为SN75176。

本实用新型所述驱动芯片为ULN2003。

本实用新型采用主从式485总线可以降低成本，实现对现场设备的监控。本实用新型电路简单、使用方便，由于RS-485接口标准是总线的物理层标准，完成了电平转换和数据收发，当系统比较简单，监控要求不高的情况下，485总线提供了一种较好的解决方案。

附图说明

图1是本实用新型结构框图；

图2是本实用新型主站与从站通信原理框图；

图3是本实用新型通信流程实施例。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述。

如图1所示，本实用新型由主站和从站构成，输电线载波主站经RS-485总线通过双绞光缆线连接至少两个从站，图示为从站1、从站2、从站n，根据实际需要n可以为任意数值。

如图2所示，采用西门子公司S7-200PLC作为主站，通过RS-485总线按照自定义的通信协议与各从站进行通讯，通信线采用两芯的屏蔽双绞线。从站由依次连接的485总线收发芯片SN75176、光耦隔离芯片6N137、中央控制器AT89S52单片机、驱动芯片ULN2003、继电器和电磁阀构成，485总线收发芯片SN75176分别与两个光耦隔离芯片6N137连接，两个光耦隔离芯片分别与中央控制器AT89S52单片机TXD端口、RXD端口连接，单片机的TXD，RXD端口与485总线收发芯片SN75176连接并接入485总线，AT89S52单片机的P1.0口用来控制485芯片的接收或发送状态，电磁阀经由AT89S52单片机通过驱动芯片ULN2003和继电器来控制；中央控制器AT89S52单片机连接有拨码开关和数码管，拨码开关通过AT89S52单片机设定从站的地址，中央控制器AT89S52单片机通过芯片74LS164将从站地址经数码管显示出来。

现将本实用新型的实现原理做如下说明：

S7-200PLC CPU主机上的通信接口是符合欧洲标准EN50170中PROFIBUS标准的RS-485兼容9针D型接口，可实现五种网络的连接：PPI模式、PROFIBUS模式、AS-I模式和自由口通讯模式。

自由口(Freeport)通讯是建立在半双工RS-485硬件基础上的一种通讯方式，是一种通讯协议完全开放的工作模式。数据长度、字符检验方式、停止位位数及奇偶校验码等通信参数都可通过专用自由口协议设定。通过使用接受中断，发送中断，发送指令(XMT)和接受指令(RCV)用户程序控制通讯口的操作。在自由口模式下，通讯协议完全由用户程序控制。通过SMB30(口0)或SMB130(口1)允许自由口模式，而且只有CPU处于RUN模式时才能允许。当CPU处于STOP模式时，自由口通讯停止，通讯协议转换成正常的PPI协议操作。200PLC的通讯口工作模式定义如下所示：

p

p

d

b

b

b

m

m

pp：校验选择        bbb：自由口波特率       mm：协议选择

    00＝不校验      000＝38400波特率        00＝PPI从站模式

    01＝偶校验      001＝19200波特率        01＝自由口模式

    10＝不校验      010＝9600波特率         10＝PPI/主站模式

    11＝奇校验      011＝4800波特率         11＝保留

d：每个字符的数据位 100＝2400波特率

    0＝每个字符8位  101＝1200波特率

    1＝每个字符7位  110＝115.2K波特率

                    111＝57.6K波特率

PLC开机后运行主程序，首先初始化自由口通信协议，通过设置特殊位存储区SMB30将PLC的Port0设置为自由口模式，波特率设置为9600kb/s。同时对RCV指令进行初始化，包括设置接收数据的起始位、结束位、接收的数据长度、接收数据的超时时间等。当操作员通过HMI向操作PLC时，主站会向从站发送V存储区内的数据，发送完成后主站进入发送完成中断，在中断程序中等待从从站返回的数据。若从站的电磁阀动作后会给主站返回一个信号，反之，若主站在一定的时间内没有接收到从站返回的信号，或者接受到从站返回的错误代码(通过HMI的指示灯显示)则认为该从站已经发生故障。利用PLC自由口模式发送的数据帧和接收帧格式如下：

发送数据字节数	起始字符	状态信息	单片机从站地址	结束字符	校验码
						VB100	VB101	VB102	VB103	VB104	VB105
接收数据字节数	起始字符	状态信息	结束字符	校验码
						VB200	VB201	VB202	VB203	VB204

单片机侧采用AT89S52内部串口工作方式2实现，通信波特率设为9600bps(与主站PLC收发数据的波特率一致)。此时串行口是一个11位的异步串行接口(UART)。这里传送的一帧长度为11位，包括1位起始位、8位数据位、1位自定义位和1位停止位。RXD为数据接收端，TXD为数据发送端。发送时，自定义位内容为TB8中的内容，接受时，自定义位保存在RB8中。在这一工作方式下，数据位的第9位完全由软件控制，因此既可以将其作为数据的奇偶校验位，也可以将其作为多机通信中的地址数据标志位。其通信流程可以采用现有技术中的多种方式实现，现提供实施例具体通信流程，如图3所示。

Claims (7)

1.一种总线式控制器装置，其特征是，由主站和从站构成，输电线载波主站经RS-485总线通过双绞光缆线连接至少两个从站，所述从站由依次连接的485总线收发芯片、光耦隔离芯片、中央控制器、驱动芯片、继电器和电磁阀构成，所述485总线收发芯片分别与两个光耦隔离芯片连接，所述两个光耦隔离芯片分别与中央控制器TXD端口、RXD端口连接，所述中央控制器连接有拨码开关和数码管，拨码开关通过中央控制器设定从站的地址，并通过数码管显示出来。

2.根据权利要求1所述的总线式电磁阀装置，其特征是，所述输电线载波主站为西门子公司S7-200PLC。

3.根据权利要求1所述的总线式控制器装置，其特征是，所述双绞光缆为两芯的屏蔽双绞线。

4.根据权利要求1所述的总线式控制器装置，其特征是，所述中央控制器为AT89S52单片机。

5.根据权利要求1所述的总线式控制器装置，其特征是，所述光耦隔离芯片为6N137。

6.根据权利要求1所述的总线式控制器装置，其特征是，所述485总线收发芯片为SN75176。

7.根据权利要求1所述的总线式控制器装置，其特征是，所述驱动芯片为ULN2003。

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