一種現(xiàn)場總線控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電廠現(xiàn)場總線控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種現(xiàn)場總線控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(Fieldbus Control System,簡稱FCS)是將自動(dòng)化最底層的現(xiàn)場控制器和現(xiàn)場智能儀表設(shè)備互連的實(shí)時(shí)控制通訊網(wǎng)絡(luò)，它遵循ISO的OSI開放系統(tǒng)互連參考模型的全部或部分通訊協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)雙向串行多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信。FCS是一個(gè)全分散、全數(shù)字化、全開放和可互操作的新一代生產(chǎn)過程自動(dòng)控制裝置，是將自動(dòng)化最底層的現(xiàn)場控制器和現(xiàn)場智能儀表設(shè)備互連而成的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。FCS是由多段現(xiàn)場總線、各類智能現(xiàn)場儀表設(shè)備(包括流量、壓力、溫度、執(zhí)行器及輔助單元等)、人機(jī)接口(工業(yè)PC機(jī))、組態(tài)軟件、監(jiān)控軟件及網(wǎng)絡(luò)軟件等組成。目前較流行的現(xiàn)場總線主要有:CAN、PROFIBUS、FF、HART等。FCS中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以是獨(dú)立控制現(xiàn)場設(shè)備，并與控制站交換現(xiàn)場控制信息和管理信息，極其便于控制站對現(xiàn)場設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理、控制功能徹底分散到現(xiàn)場設(shè)備，大大提高系統(tǒng)的可靠性、維護(hù)性。
[0003]電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)目前正在經(jīng)歷從傳統(tǒng)的DCS向FCS升級，國內(nèi)電廠現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的應(yīng)用主要采用艾默生，西門子，ABB等國外公司的系統(tǒng)，各個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)細(xì)節(jié)和實(shí)現(xiàn)對用戶和電廠技術(shù)人員都是不開放的。各個(gè)廠商提供的控制器和1卡件都存在高度耦合，提供給外部的通訊接口單一，控制器的技術(shù)和組成對用戶保密，導(dǎo)致現(xiàn)場控制器的元器件損壞就要求整卡替換?？刂破鞯慕Y(jié)構(gòu)和功能也不能完全滿足國內(nèi)電廠的各種需求；而且在日常運(yùn)行維護(hù)過程中經(jīng)常出現(xiàn)各種各樣的工程和技術(shù)問題，這些問題的解決都需要控制系統(tǒng)廠家提供技術(shù)服務(wù)和支持，這樣會產(chǎn)生非常高的費(fèi)用，增加了電廠的經(jīng)營成本，開發(fā)一個(gè)國產(chǎn)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)成了國內(nèi)電力科研院所的首要任務(wù)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)的主要局限有:
[0005](I)國外現(xiàn)場總線控制器采購成本高，技術(shù)封閉，電廠普通的熱工和技術(shù)人員對日常的工程和技術(shù)問題處理起來困難重重。
[0006](2)現(xiàn)場總線控制器被國外系統(tǒng)供應(yīng)商壟斷，采用國外現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)會額外產(chǎn)生巨額的服務(wù)、培訓(xùn)和技術(shù)支持費(fèi)用，造成電廠后期不必要的支出。
[0007](3)目前現(xiàn)場總線控制器各家技術(shù)自成體系，對外部提供的標(biāo)準(zhǔn)接口少，或者不公開外部接口，對于系統(tǒng)的擴(kuò)展非常困難。
[0008](4)已有控制器在線修改組態(tài)和下裝效率低，耗時(shí)長，安全性差，一般系統(tǒng)不支持組態(tài)在線下裝功能。
[0009](5)控制器控制組態(tài)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫組態(tài)的操作復(fù)雜，人機(jī)界面，操作習(xí)慣不友好，由于控制系統(tǒng)都為系統(tǒng)國外系統(tǒng)，多采用英文界面，導(dǎo)致國內(nèi)電廠熱工和工程人員操作和使用不方便。
[0010](6)控制器提供的控制算法和功能塊不完善，不能充分滿足國內(nèi)電廠復(fù)雜控制和節(jié)能優(yōu)化的要求，為了實(shí)現(xiàn)某一功能常常需要進(jìn)行復(fù)雜的組態(tài)工作才能實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種現(xiàn)場總線控制器及方法，該控制器易于生產(chǎn)和實(shí)施，控制功能塊豐富、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡單、可靠性高。
[0012]為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0013]一種現(xiàn)場總線控制器(簡稱FCP01)，包括向外部提供的兩個(gè)冗余以太網(wǎng)接口DM9000A，與以太網(wǎng)接口 DM9000A通過雙向數(shù)據(jù)總線連接的RM9200，以太網(wǎng)接口 DM9000A的數(shù)據(jù)引腳SDO到SD15分別與RM9200的數(shù)據(jù)引腳DO到D15連接，其中SDO連接DO，SDl連接Dl，依次類推，SD15連接D15 ；以太網(wǎng)接口 DM9000A的CS#引腳與RM9200的NCS3引腳相連，以太網(wǎng)接口 DM9000A的RESET引腳與RM9200的PA25相連接，以太網(wǎng)接口 DM9000A的INT引腳與RM9200的PA23相連接，以太網(wǎng)接口 DM9000A的CMD引腳與RM9200的A2引腳相連；
[0014]還包括雙口 RAM、兩路CAN總線控制器SJA1000T、邏輯控制器XC9536以及位于雙口 RAM、CAN總線控制器SJA1000T和RM9200之間的16位總線收發(fā)器，16位總線收發(fā)器的引腳IAl到1A8, 2A1到2A8分別連接RM9200的數(shù)據(jù)引腳DO到D15，16位總線收發(fā)器的引腳IBl到1B8, 2B1到2B8分別連接雙口 RAM的數(shù)據(jù)引腳DO到D15，其中IBl連接DO，1B2連接D2,依此順序2B8連接D15，CAN控制器SJA1000T通過引腳DO到D7依次接入16位總線收發(fā)器的IBl到1B8，雙口 RAM右端引腳DO到D7通過總線接口依次連接到底版插槽對應(yīng)的LDO到LD7位置，向外部提供可讀寫操作的總線接口；CAN總線控制器SJA1000T的時(shí)鐘引腳SCK，數(shù)據(jù)線MOSI和MISO分別與RM9200串行總線中的時(shí)鐘線SCK、數(shù)據(jù)線MOSI和MISO相連，RM9200的引腳TCKU TDOU TDIl和TMSl分別與邏輯控制器XC9536的管腳11、24、9和10連接，邏輯控制器XC9536的引腳DTREQ和DTREQO分別接入16位總線收發(fā)器的使能引腳EN和CAN總線控制器的CANE引腳；
[0015]還包括X5045EEPR0M存儲器，X5045EEPR0M存儲器的RESET引腳通過RESET線連接RM9200的115引腳，X5045EEPR0M存儲器和RM9200通過SPI串行總線連接，X5045EEPR0M存儲器和RM9200的SPI串行總線對應(yīng)的時(shí)鐘線SCK、數(shù)據(jù)線MOSI和MISO同名引腳相連；
[0016]還包括32M閃存FLASH，32M閃存FLASH的24個(gè)地址引腳Al到A24分別接入RM9200的地址引腳Al到A24，且32M閃存FLASH通過16條數(shù)據(jù)引腳DO到D15依次接入RM9200的16位數(shù)據(jù)線DO到D15，RM9200的管腳166連接32M閃存FLASH的片選信號線CS ；
[0017]還包括128M SDRAM存儲器，128M SDRAM存儲器通過26條地址線AO到A25分別接入RM9200的地址總線AO到A25，128M SDRAM存儲器的16條數(shù)據(jù)線DO到D15分別接入RM9200數(shù)據(jù)線的16位數(shù)據(jù)線DO到D15，128MSDRAM存儲器的片選信號SDCS接入RM9200的片選信號線CS ；
[0018]還包括光耦隔離器A、光耦隔離器B和半雙工微分收發(fā)器，RM9200的引腳TXDO, TXDO和CTSO分別通過傳輸信號線TXD，接收信號線RXD和使能信號線EN485分別與光耦隔離器A和光耦隔離器B連接，光耦隔離器A和光耦隔離器B分別通過傳輸信號線以及接收信號線連接半雙工微分收發(fā)器，半雙工微分收發(fā)器通過引腳485+和485-接入485通訊的正負(fù)信號線485+，485-；
[0019]兩路CAN總線控制器SJA1000T向上通過數(shù)據(jù)線和地址線與RM9200的數(shù)據(jù)線和地址線相互連接；兩路CAN總線控制器SJA1000T向下均通過引腳CAN+，CAN-分別連接到光耦C和光耦D，兩個(gè)光耦C和光耦D分別通過TxD和RxD連接到CAN收發(fā)器82C250，兩路CAN收發(fā)器82C250的地線分別通過DC/DC電源隔離的右端地，隔離現(xiàn)場總線控制器地線和外部CAN總線地線，兩路CAN收發(fā)器82C250分別直接通過引腳DO和Dl接入底版插槽的CAN+和CAN-差模信號，然后通過CAN總線連接到I/O模件。
[0020]采用5V系統(tǒng)電源供電，CAN收發(fā)器82C250、光耦隔離器A和光耦隔離器B的供電通過DC/DC電源隔離提供5V直流供電，CAN總線電源隔離左端接地線GND，右端接CAN總線地線CGND，485通訊電源隔離左端接485通訊地485GND1，右端接現(xiàn)場總線控制器地線GND。
[0021]所述32M閃存FLASH采用兩片并用的方式，單片容量為16MX 16，構(gòu)成32M存儲容量。
[0022]所述128M SDRAM存儲器采用兩片并用的方式，單片容量為32MX 16