在络纱进程中铲除纱线中的有害纱疵，是纺纱出产的要害工序之一。以往纺纱进程中的清纱办理仅仅单机办理，使用电子清纱操控器(一种由两级单片机构成的RS-422全双工总线式监控设备)实时进行120路纱线上的纱疵铲除作业;并完结该机台相关参数的设定、核算、毛病实时监测和LCD界面操控等作业;一起积累了很多出产数据，构成了“信息孤岛”，不利于全车间范围内的络纱出产和质量办理。为了进步车间的出产功率和办理水平，咱们开发完结了一个依据现场总线的电子清纱器网络监控体系。该体系中，电子器清纱用具有了数字通讯才能;一起增设工控机作为长途监控核算机，使用MOXA CP-114IS异步多串口卡组成以RS-485为物理层的现场总线，将单个涣散的现场设备变成网络节点，完结现场设备与长途监控核算机之间的数据传输和信息交流。体系最大挂接127台电子清纱器，轮巡收集每一台电子清纱器中的相关数据，组成数据库并进行核算剖析，及完结相关参数的一致设定;增设网络型温湿度传感器对纱线的出产条件主动监测纪录，避免了人工抄写的深重作业;一起LED条屏显现器翻滚显现出产告诉以及岗位产值质量实时数据，增强了岗位间的竞争力。下面临该体系做具体论述。
1 体系拓扑结构：
整个体系是一个依据RS-485物理协议，自定现场设备通讯协议和规范现场总线协议共存，完结数据传输与信息交流的现场总线体系。包含监控层、通讯层、现场设备层三部分。体系结构如图1所示。
1.1监控层
用工控机作为车间级监控服务器，接纳底层现场设备传送的数据并组成数据库，完结对现场设备的监控办理，进行工艺参数的设定和修正。一起能够经过Intranet/Internet技能与企业局域网或长途操控网站相连。
1.2通讯层
约好通讯协议与各底层现场设备通讯。由MOXA CP-114IS、研华ADMA-4510S(中继器)构成依据RS-485物理协议的现场总线。其间，中继器首要是考虑到现场设备与车间级监控服务器通讯间隔远时选用。
1.3现场设备层
由数台电子清纱器、温湿度传感器以及LED条屏显现器构成。其间与电子清纱设备的衔接是使用8251 USART(Universal Synchromous/Asynchronous Receiver/Transmitter)芯片，参加RS-485通讯驱动电路构成数字通讯接口，在确保原有功用不受影响的前提下，经过通讯层与监控层交流数据。
2 通讯层规划
2.1通讯协议
监控层工控机(称主机，以下同)经过PCI通讯操控卡(MOXA CP-114IS)的COM端口构成依据RS-485物理协议的现场总线，最大可与127台现场设备电子清纱器(称从机，以下同)进行主从通讯。从机中心为Intel 8031单片机，异步串行通讯波特率可达19.2Kbps;每一字节传送数据共有11位：1个开始位，8个数据位，1个奇偶校验位，1个中止位。主机与从机经过通讯层以数据包方法传送数据，数据包格局如表1所示。
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表1 通讯数据包格局
其间：55H,AAH分别为帧头和帧尾，用于标识一个完好的数据包;数据包第2字节中的D6~D0为下位机的仅有地址编码，确保某一时刻通讯链路的仅有性，D7位用于标识数据流的方向，便于处在总线上的各节点判别数据流向,并合作地址码表明每一数据包的意图地址或源地址;数据包3、4字节同为数据包的长度,以增强通讯的可靠性;第5字节为操作码+项目码一起组成的指令码，并结合数据流标志清晰通讯指令所表明的内容和动作要求(如设定，查询，正反向应对等);紧接着的部分为数据包的可变信息体，依据不同的通讯项目由主机下传的参数或是从机上传应对的数据组成;校验和选用字节累加(不计进位)，保存最低字节核算的成果，确保数据包传递的正确性。
2.2通讯进程
通讯采纳主从应对方法，主机首要发送地址帧作为握手，被寻址的从机应对主机，树立衔接;在判别地址契合后，主机给被寻址的从机发送操控指令，被寻址的从机依据其指令向主机回送相应的数据或应对。一起一切未被寻址的从机依据通讯协议监听总线上的下行数据(以主机为参考点)，以便获得地址信息与主机树立衔接。
现场设备层规划
3.1现场设备层硬件规划
现场设备层每台现场设备均由16个前级数据收集处理器(实时收集120路纱线信号，选用RS-422全双共总线与后级单片机通讯)和1个后级单片机构成监控设备。为了完结与上位监控层的数字通讯，参加RS-485通讯驱动电路。
图3 现场设备层硬件原理框图
3.2现场设备层软件规划
作为现场设备的电子清纱器是一个24小时不间断运转的多使命实时监控设备。因为该设备要检测跑纱平均速度为600m/min，共120路纱线的纱线截面改变信号，使其具有很高的实时性要求;一起还要完结相应的动作操控(如对有害纱疵的切除等)以及后级单片机体系的实时处理，显现、核算等功用，又决议了该设备的多使命性。这样在确保原体系的实时性和多使命性的一起，参加现场设备层的通讯软件在编写时就有了必定的特殊性。咱们学习Windows编程的原理，在单片机编程中进入音讯概念，进行依据音讯的多使命机制编程。从机的监控软件首要流程如图4所示(首要对通讯部分阐明)。
图4 从机监控软件首要流程图(左—主程序 ，右—T0中止程序通讯部分)
其间：主程序首要完结上电自检、音讯巡检、依照音讯行列安排通讯信息体、数据发送、功用键散转、验校设备等作业。为了确保体系的实时性，有必要削减中止服务的时刻占用，因此在中止程序中只做简略的音讯标志处理和必要作业。很多的音讯呼应作业则使用中止的空隙进行处理。
T0中止每0.5毫秒发生一次，该段程序是整个从机使命的办理员，是现场设备程序的中心。T0首要完结总线上数据的接纳和判别、选用时刻片算法完结对纱线信号收集器的通讯操控、车速的收集、产质量记载等使命。值得阐明的是，为了确保从机的实时性，没有选用惯例的中止通讯接纳或等候查询的接纳编程方法，而是结合T0中止时刻的周期性和异步串行数据传输的特色，守时做数据接纳端的扫描，完结数据的接纳(这部分程序占时不该大于60个机器周期,不然影响主程呼应的实时性);当主程监测到有完好数据包到来标志后，进行数据包的流向、地址以及正确性剖析并置欲发送信息的安装标志;相同当主程巡检音讯行列时发现信息配备标志后，则剖析主机指令、配备信息、树立发送标志，并以音讯的方法告诉主程用查询方法发送数据包。这样做不只能够进步中止的呼应速度，又不影响数据的处理和其他使命的履行。很好的处理了多中止实时数据呼应与数据处理耗时之间的对立，然后进步了体系的实时性。
