PPC380AE102 HIEE300885R0102 ABB 电路板 控制主板
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总体结构
如前所述，多智能仪表控制系统面向国内中小企业技术改造的需求，因此在将一般的DCS的各层功能综合后，我们提出了多智能仪表控制系统的网络结构，如图2所示。
现场级部件主要由智能仪表组成，控制PC机可由工控机组成，也可由普通PC机组成。智能仪表与控制PC机之间采用现场总线连接，现场总线协议应根据控制的要求和智能仪表的特点设计。管理级部件主要为商用PC机或其他计算机组成，其本身构成管理信息系统MIS（Management Information System）。管理PC机与控制PC机之间采用通用计算机网络联接，其具体种类可依据MIS系统组成的要求确定。
智能仪表
内置微处理器的出现使智能仪表较传统仪表在设计方法、电路结构以及功能操作都发生了根本性的变化。在智能仪表中，除调节功能几乎完全由微处理器实现，微处理器是核心，在仪表软件的控制下有序地工作。在多智能仪表控制系统中，智能仪表和控制PC机之间交换的信息可分为：测量值；设定值；控制量；状态参数（一是反映智能仪表工作情况或生产情况的数值或0/1逻辑值，二是对智能仪表工作状态和参数的设置，最典型的是PID参数设置）。
（3）控制PC机
控制PC机主要用来实现集中操作和高级控制，是分散控制和管理PC机的集中管理之间的桥梁，一般完成显示与打印、控制管理与操作，系统配置组态的功能。
（4）管理级
要实现上述的控制目标，还必须进行更高层次的控制和管理。现代企业采用MIS系统来实现。
（5）现场总线
智能仪表和现场总线技术是密不可分、相辅相成的，目前国内智能仪表一般用的是通用型单片机如MCS-51系列。因此从技术实现、经济及生产实际上考虑，在采用诸多现场总线标准对于国企技术改造时，采用RS—485总线是较好的选择，多智能仪表控制系统即以RS-485总线作为通信协议的物理传输介质。
2、多智能仪表控制系统的通信协议
智能仪表通信功能是智能仪表DCS系统实现的基础，在参考一些已有的协议的基础上，我们合理设计了通信功能的硬件和软件，提出了多智能仪表控制系统协议，其总体通信策略采用预约协议，即时间被分成时间片，每个智能仪表利用预先留用的时间片与主机通信。现场总线的网络层次模型借鉴OSI七层协议，并进行了部分扩展，侧重于工业应用，构成工业现场的通信网络。本设计中具体的网络规范采用了OSI协议中的应用层、网络层、数据链路层、物理层。在物理层，该系统现场总线的传输介质采用RS-485双绞线。在数据链路层，其主要功能是：信息帧的装配和分解，差错控制和处理。波特率采用标准的1200、2400、4800、9600，可根据系统设计要求进行选取；传输帧采用标准的UART格式。
在多智能仪表控制系统现场总线上，传输帧可分为地址帧和数据帧，其区别在于地址帧中第9数据位为“1”。数据帧中第9数据位为“0”，差错校验采用CRC校验。在网络层，现场总线是多节点共线的一种网络，其网络层的管理由控制PC机完成。地址帧由控制PC机发出，用于唤醒总线上的某台智能仪表以求与之建立通信，智能仪表只有接收到包含特定数据位（通常为其仪表地址编号）的地址帧后才开始通信过程。智能仪表的通信过程以向控制PC机回送包含特定数据位（仪表地址）的数据帧开始；控制PC机接收到该数据帧即确认与该智能仪表建立通信。控制PC机与智能仪表之间的通信即为相互交换信息复帧的过程。
在应用层，对于多智能仪表控制系统而言，应用层协议即为对控制PC机与智能仪表之间相互传送的信息复帧的定义。
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