在485總線上掛接了多個現(xiàn)場設(shè)備，為避免通信過程中的沖突，硬件上采用總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，軟件上采用主從通信方式，即由上位機(MCGS)發(fā)送設(shè)備 I/O命令，DCS網(wǎng)關(guān)解析命令后選通對應(yīng)的通道，上位機發(fā)送數(shù)據(jù)請求命令，DCS網(wǎng)關(guān)將該命令直接轉(zhuǎn)發(fā)給選通的通道，等待接收數(shù)據(jù)，最后DCS網(wǎng)關(guān)將接收的數(shù)據(jù)直接上傳給上位機，MCGS將其值賦值給對應(yīng)的變量保存在實時數(shù)據(jù)庫中。

3.3 DCS總線接口設(shè)備軟件設(shè)計

為解析上位機發(fā)送的命令，首先必須了解MCGS中所構(gòu)建設(shè)備的通信協(xié)議，在該實驗系統(tǒng)中所使用的3種設(shè)備的通信協(xié)議如下：

(1)4017模塊

上位機發(fā)送：#地址號+回車(0x0D)例如：#07回車;

下位機發(fā)送：+3.22+2字符空格+2.55+2字符空格。

(2)4060模塊

格式：輸出：#地址號+00+XX+回車;

返回：回車。

例如：#010001+回車代表向地址號“01”發(fā)送8位數(shù)字量“01”

(3)4021模塊

格式：輸出：#地址號+XX.XXX+回車;

返回：回車。

例如：#0206.111+回車 代表向地址號“02”發(fā)送電流值6.111，電流值為標準4～20 mA范圍。

MCGS與現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表的1次通信過程為：MCGS首先通過4060模塊發(fā)送I/O請求命令，DCS將收到的數(shù)據(jù)進行解析，如收到#010001，則表示使用通道1，設(shè)置成功后返回一個回車符(0x0D)，然后等待上位機的數(shù)據(jù)請求命令。MCGS在收到確認信號后則發(fā)送數(shù)據(jù)請求命令，該命令通過4017模塊實現(xiàn)，DCS在接收到該命令后則直接轉(zhuǎn)發(fā)給現(xiàn)場設(shè)備，然后等待數(shù)據(jù)接收。DCS收到現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)后緩存后轉(zhuǎn)發(fā)給上位機，交由 MCGS處理。

模塊4021主要用于設(shè)備參數(shù)配置的下載。當系統(tǒng)中需要同時采集多路數(shù)據(jù)時，MCGS在控制策略中采用循環(huán)定時采集，對需要采集的現(xiàn)場設(shè)備進行輪詢，而DCS網(wǎng)關(guān)則負責(zé)某一設(shè)備在輪詢期間使能其通信通道。此外為保證數(shù)據(jù)的正確性和完整性，DCS在軟件設(shè)計中使用了存儲轉(zhuǎn)發(fā)機制，即使MCGS出現(xiàn)故障或通信出現(xiàn)問題也可將數(shù)據(jù)暫存在DCS上，使數(shù)據(jù)不致于丟失。

4 結(jié)語

MCGS在設(shè)計思想上的開放性，使得用戶可以設(shè)計具有使用靈活、編輯簡便、畫面質(zhì)量和表現(xiàn)形式豐富多樣的特點的監(jiān)控系統(tǒng)。利用DCS總線接口在數(shù)據(jù)實時采集和監(jiān)控中可以取得較好的控制效果。從筆者參與研制“新型干法水泥生產(chǎn)實驗教學(xué)系統(tǒng)”的實際應(yīng)用情況來看，在組態(tài)軟件中運用DCS總線接口技術(shù)控制現(xiàn)場設(shè)備，具有很多明顯的優(yōu)勢，如系統(tǒng)控制方便、配置靈活、性價比高等。