1.前语
集散操控体系是一种价格昂贵的自动化操控设备，国内外集散体系制作公司，在出产大型集散体系的一起，都推出了同系列的小型集散体系，即便这样，其价格对国内小企业而言依然偏高。咱们从我国中小企业的实际状况动身，以个人计算机做操作站，经过RS-485总线与多台DCS根本操控器组成了一种简易集散体系，经济实用。
2.体系的组成及其框图
整个体系包含一台PC或许IPC作为操作站用于组态、实时监控，多个DCS根本操控器(最多32个)担任现场操控，操作站和根本操控器之间通讯选用RS-485总线规范。体系结构如图1 所示。操作站可选用带有RS-485串行通讯接口工控机，或许选用一般PC机，但要在RS-232接口上添加一个RS-232/RS-485接口转换器。咱们选用Atronix的ADC-106接口转换器可将RS-232C串行口的数据发送(TD)和数据接纳(RD)信号转换成两线平衡的半双工RS-485信号。每个操控器也配有相应的RS-485接口，咱们选用MAXIM的MAX485收发器。
图1. 体系结构图
3.体系通讯
3.1 通讯网络的硬件构成
3.1.1 RS-485简介及体系衔接图
整个体系选用的RS-485总线规范进行数据传输。RS—485总线速度快(最大10MB/S),传送距离远(90KB/S下可传1200米), 以差分平衡方法传输信号，具有很强的抗共模搅扰的才能，容许一对双绞线上一个发送器驱动多个负载设备。因而工业现场操控体系中一般选用该总线规范进行数据传输。通讯网络各节点均带有RS-485串行通讯接口。在总线末端接一个匹配电阻，吸收总线上的反射信号，确保正常传输信号洁净、无毛刺。匹配电阻的取值应该与总线的特性阻抗适当(120欧)。整个通讯体系详细衔接如图2。
图2 通讯网络衔接图
3.1.2 ADC-106接口转换器介绍
该转换器可直接插进规范的DB9针RS-232C串口，并从其间的TXD、DTR、RTS信号供电、而且供电信号电平应大于+5V、RS-485接口端经过克己DB9孔衔接器衔接。
3.1.3 MAX485收发器介绍
根本操控器的网络接口均选用了MAXIM公司的半双工485总线收发器MAX485。其操控十分简略，RE为承受操控端，DE为发送操控端。用 80C196KC的一个输出口P1.0与两个操控端相连，平常置P1.0为低，使操控器串口处于侦听状况，当要发送数据时使P1.0为高。收发器的网络衔接，如图3。
图3 MAX485衔接示意图
3.2 网络通讯协议
PC 与各下位机实施严厉的播送式的主从通讯方法。从机不自动发送指令或数据，全部都由主机操控。从机之间通讯不能直接进行，而必须由主机中转。数据通讯波特率为9600b/s。每个操控器都有仅有的地址号，此地址号仅有差异各操控器。帧格局为8位数据位，无奇偶校验位，1位中止位。 数据格局选用数据包的方法，数据包格局如下：
PC(或 IPC)经过RS-485网络播送自己所要求的下位机地址，一切下位机都收听播送，记下播送地址。各下位机把收到的地址与自己的地址进行比较，地址相同的下位机为被选中的下位机，其他下位机皆为未选中的下位机，暂时从网络上阻隔。网络上只剩下主机与选中的下位机，按主从式双机的通讯进程进行通讯。下位机通讯流程如下：
图4 下位机通讯流程图
4 根本操控器的规划及功用
根本操控器是操控的软硬件中心，它规划的好坏将直接影响体系的可用性、实时性和牢靠性。为满意实时性高，数据处理量大的要求。选用intel公司的16位单片机80C196KC作为操控器的CPU。整个操控器选用双CPU结构，一个CPU主管数据收集、实时操控，一个CPU主管数据通讯，它们之间数据交换经过双端口RAM(IDT7132)。整个操控用具有8路模拟量输进通道，6路模拟量输出通道(其间两路为PWM输出)，16路开关量输进，16路开关量输出，2个脉冲量输进。其结构如图5所示：
主控CPU主管数据收集以及信号的处理，承受上位机发来的组态程序进行现场的操控。
因为选用了整个组态程序完全由上位机下传至操控器的RAM中履行的方法，使得操控十分灵敏，主控CPU除了能进行根本的操控之外，还能进行先进的操控算法。别的还具有在线调整操控参数功用、多种报警功用。
通讯CPU的功用主要有：
完结串并行数码的交换。
2.用串行通讯方法发送本地信息，辨认本地地址并承受通讯数据。
3.对发送数据加上查验段，并查看接纳数据的查验段。
4.使用地址译码ROM把高速数据通道的意图地址和存储器意图地址翻译成对应的内部存储器地址。
5.经过向主CPU宣布中止，完结数据的内部传送，并发生读写脉冲，地址和各数据位。
6.数据通道电平缓内部TTL电平的匹配。
图5 操控器结构框图
5 定论
经过以上的评论，能够看出整个体系有如下特色：
1)构建体系本钱低价，衔接便利。
2)选用双INTEL 80C196KC微控器协同处理操控使命，功用更强，速度更快。
3)使用80C196KC同一编址方法便利完成组态程序下载，使操控更灵敏，更牢靠。
4)具有独立于CPU的WDT电路—MAX705，监督CPU的程序运转状况，一起还能处理操控器的电源动摇。
