專利名稱：一種現(xiàn)場總線式模塊實(shí)時(shí)配置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種現(xiàn)場總線式模塊實(shí)時(shí)配置方法。
背景技術(shù)：
在工業(yè)過程控制中，依據(jù)被測量以及測控性能要求的不同，可能使用多種不同總線式過程控制模塊。當(dāng)前的過程控制一般采用手動(dòng)跳線方法對系統(tǒng)中的各功能模塊進(jìn)行配 置，構(gòu)成所需要的過程控制系統(tǒng)，給系統(tǒng)配置帶來不便。實(shí)時(shí)在線配置方法通過軟件及網(wǎng)絡(luò) 操作方法來對系統(tǒng)中的各功能模塊進(jìn)行配置和組態(tài)，構(gòu)成所需要的過程控制系統(tǒng)，或者選 擇特不同的測控模塊來適應(yīng)過程控制系統(tǒng)，適應(yīng)不同的功能和控制性能指標(biāo)要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種基于微控制器(MCU)、適用于不同現(xiàn)場總線過程控制模塊的配置 方法。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的(1)由通信控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊，η個(gè)智能節(jié)點(diǎn)功能模塊31)，模塊 互聯(lián)器構(gòu)成。(2)模塊互聯(lián)器具有一個(gè)雙列直插針與各智能節(jié)點(diǎn)功能模塊相連，一對雙列彎連 接器用于實(shí)現(xiàn)級聯(lián)。通過其級聯(lián)可將智能節(jié)點(diǎn)功能模塊級聯(lián)配置允許輸入信號CF_nEI連 接到前一級智能節(jié)點(diǎn)功能模塊的級聯(lián)配置允許輸出信號CF_nE0。(3)模塊互聯(lián)器包括RS485通信接口，配置級聯(lián)控制信號。利用RS485接口總線實(shí) 現(xiàn)模塊間的數(shù)據(jù)交換，利用擴(kuò)展的級聯(lián)配置允許輸入信號CF_nEI和級聯(lián)配置允許輸出信 號CF_nE0實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)脚渲霉芾怼?4)通信控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊通過RS232接口與PC相連，利用PC上運(yùn)行的 圖形化軟件選擇配置參數(shù)實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場總線系統(tǒng)各智能節(jié)點(diǎn)功能模塊的配置，每個(gè)智能節(jié)點(diǎn) 功能模塊的配置信息組成一個(gè)配置報(bào)文，PC通過RS232接口將配置報(bào)文發(fā)送給通信控制與 協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊，通信控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊輸出它的級聯(lián)配置允許輸出信號CF_nE0 =0啟動(dòng)配置過程，然后將配置報(bào)文發(fā)送到RS485總線開始配置過程，在配置過程檢測配置 完成信號(最后一個(gè)智能節(jié)點(diǎn)功能模塊的級聯(lián)配置輸出信號CF_nE0)，當(dāng)檢測到該信號為 1時(shí)，表示總線網(wǎng)絡(luò)全部智能節(jié)點(diǎn)功能模塊配置完畢，發(fā)送配置結(jié)束報(bào)文給PC，結(jié)束配置過 程，然后使通信控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊的級聯(lián)配置允許輸出信號CF_nE0 = 1，轉(zhuǎn)入正常 的運(yùn)行過程。本發(fā)明可以應(yīng)用在現(xiàn)場總線控制裝置、現(xiàn)場總線式智能傳感器與智能儀表、智能 閥門、智能開關(guān)及其它執(zhí)行裝置等現(xiàn)場控制模塊。通過利用該方法對現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)中這些 智能節(jié)點(diǎn)功能模塊的實(shí)時(shí)配置，構(gòu)成可動(dòng)態(tài)配置的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，滿足控制功能、控制 性能指標(biāo)的不同要求。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例實(shí)時(shí)配置系統(tǒng)原理圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例實(shí)時(shí)配置總線連接示意圖。圖中標(biāo)記1_通信控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊；2-智能節(jié)點(diǎn)功能模塊；3-模塊互聯(lián)
ο圖3為本發(fā)明實(shí)施例通信控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換功能接口電路。圖4為本發(fā)明實(shí)施例智能節(jié)點(diǎn)功能模塊接口電路。圖5為本發(fā)明實(shí)施例模塊互聯(lián)器接口電路。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例如圖1所示，通信控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊1接口電路與所連接的智能節(jié)點(diǎn)功能 模塊2接口電路通過模塊互聯(lián)器3連接，模塊互聯(lián)器3兩端有一對雙列彎連接器實(shí)現(xiàn)級聯(lián)， 構(gòu)成一個(gè)PR0FIBUS協(xié)議現(xiàn)場總線從站。每個(gè)智能節(jié)點(diǎn)功能模塊2的類型、地址、數(shù)據(jù)長度、 控制參數(shù)、采樣周期、通道應(yīng)用情況可由PC通過RS232進(jìn)行配置。配置信息由PC送到通信 控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊1，再由通信控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊1經(jīng)過適當(dāng)處理后，組織成 每個(gè)智能節(jié)點(diǎn)功能模塊2的配置報(bào)文，發(fā)送到連接在總線上的各智能節(jié)點(diǎn)功能模塊2，全部 智能節(jié)點(diǎn)功能模塊2配置完成后，通信控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊1向智能節(jié)點(diǎn)功能模塊2 發(fā)出結(jié)束配置的命令報(bào)文。如果PC對PR0FIBUS協(xié)議現(xiàn)場總線從站已進(jìn)行一次成功配置， 則將配置信息保存在通信控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊1的FLASH存儲器中下次上電可以直接 由通信控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊1完成配置。各智能節(jié)點(diǎn)功能模塊2可根據(jù)級聯(lián)配置允許 輸出信號CF_nE0和級聯(lián)配置允許輸入信號CF_nEI的狀態(tài)確定配置狀態(tài)，具體定義如下(l)CF_nE0 = 1，CF_nEI = 1表示當(dāng)前不是處于配置狀態(tài)。(2)CF_nE0 = 0，CF_nEI = 1表示當(dāng)前進(jìn)入配置準(zhǔn)備階段。(3)CF_nE0 = l,CF_nEI = 0表示當(dāng)前進(jìn)入配置操作階段，并向RS485總線發(fā)送配 置應(yīng)答報(bào)文。如果配制成功，則除了向RS485總線發(fā)送一個(gè)成功配置的應(yīng)答報(bào)文外，還要輸 出CF_nE0 = 0，使自己退出配置狀態(tài)，并允許與其級聯(lián)的下一智能節(jié)點(diǎn)功能單元進(jìn)入配置 狀態(tài)。(4)CF_nE0 = 0，CF_nEI = 0表示配制成功，退出配置操作階段，并允許與其級聯(lián) 的下一智能節(jié)點(diǎn)功能單元進(jìn)入配置狀態(tài)。①系統(tǒng)上電后，全部智能節(jié)點(diǎn)功能模塊2和通信控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊1的CF_ nEO = 1, CF_nEI = 1表示當(dāng)前不是處于配置狀態(tài)。通信控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊1檢測FLASH存儲器中是否有配置文件。如果PC已經(jīng)對系統(tǒng)進(jìn)行過一次配置，則配置信息將被保存在FLASH存儲器中。系統(tǒng)上電復(fù)位后，檢 查該存儲器第一、第二字節(jié)，如果是55H，AAH，則該區(qū)域有配置報(bào)文，直接將配置報(bào)文讀出， 對智能節(jié)點(diǎn)功能模塊進(jìn)行配置。②配置過程從發(fā)送配置開始命令報(bào)文開始。通信控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊1檢測 到該模塊FLASH存儲器中有配置文件，首先讀出配置開始命令報(bào)文，輸出級聯(lián)配置允許輸 出信號CF_nE0 = 0，將該命令報(bào)文通過廣播地址OOH發(fā)送到RS485總線，總線上所有的智能節(jié)點(diǎn)功能模塊都接收該命令報(bào)文，進(jìn)入配置準(zhǔn)備階段。③從FLASH存儲器讀出配置報(bào)文(或接收RS232接口送來的配置報(bào)文)進(jìn)行配置。 通信控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊1將配置報(bào)文發(fā)送到RS485總線，總線上CF_nEI = 0,CF_nE0 =1的智能節(jié)點(diǎn)功能單元(總線設(shè)備)接收配置報(bào)文進(jìn)行配置操作，并向RS485總線發(fā)送 配置應(yīng)答報(bào)文。如果配制成功(地址可用，配置信息中的單元類型、信號類型與實(shí)際功能單 元一致，被尋址的功能單元可以按照配置信息工作)，則除了向總線發(fā)送一個(gè)成功配置的應(yīng) 答報(bào)文外，還要輸出CF_nE0 = 0，使自己退出配置狀態(tài)，并允許與其級聯(lián)的下一智能節(jié)點(diǎn)功 能模塊進(jìn)入配置狀態(tài)。④通信控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊1將全部智能節(jié)點(diǎn)功能模塊配置完，通過廣播地 址OOH發(fā)出結(jié)束配置的命令報(bào)文。⑤如果系統(tǒng)還沒有進(jìn)行過配置，則FLASH存儲器中不會有配置文件，配置過程須 由PC或手持式配置器發(fā)起。如果通信控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊1收到PC的配置開始報(bào)文，說明系統(tǒng)在進(jìn)行配置操作，利用PC送來的配置報(bào)文進(jìn)行配置。通信控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊1將自身的級聯(lián) 配置允許輸出信號CF_nE0設(shè)置為CF_nE0 = 0，并將配置開始命令報(bào)文通過廣播地址轉(zhuǎn)發(fā) 到RS485總線，配置過程開始，接著將收到的配置報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到RS485總線，接收總線上的智 能節(jié)點(diǎn)功能模塊返回的應(yīng)答報(bào)文，并轉(zhuǎn)發(fā)給PC。通信控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊1除了將收 到的配置報(bào)文(包括配置開始命令，配置報(bào)文，配置結(jié)束命令)轉(zhuǎn)發(fā)到RS485總線，還按順 序?qū)⑺嫒隖LASH存儲器。
權(quán)利要求
一種現(xiàn)場總線式模塊實(shí)時(shí)配置方法，其特征在于一、由通信控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊(1)、n個(gè)智能節(jié)點(diǎn)功能模塊(2)和模塊互聯(lián)器(3)構(gòu)成，其中1≤n≤31；二、模塊互聯(lián)器(3)具有一個(gè)雙列直插針與各功能模塊相連，有一對雙列彎連接器用于實(shí)現(xiàn)級聯(lián)；三、利用RS485接口總線實(shí)現(xiàn)模塊間的數(shù)據(jù)交換，利用級聯(lián)配置允許輸入信號CF_nEI和級聯(lián)配置輸出信號CF_nEO實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)脚渲霉芾恚凰?、通信控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊(1)通過RS232接口與PC相連，利用PC上運(yùn)行的圖形化軟件組成配置報(bào)文發(fā)送到通信控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊(1)，通信控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊(1)再轉(zhuǎn)換成智能節(jié)點(diǎn)功能模塊(2)配置報(bào)文根據(jù)鏈?zhǔn)脚渲霉芾戆l(fā)送到智能節(jié)點(diǎn)功能模塊(2)進(jìn)行在線配置。
全文摘要
本發(fā)明公開一種現(xiàn)場總線式模塊實(shí)時(shí)配置方法。由通信控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊，n個(gè)智能節(jié)點(diǎn)功能模塊(1≤n≤31)，模塊互聯(lián)器構(gòu)成；模塊互聯(lián)器具有一個(gè)雙列直插針與各功能模塊相連，一對雙列彎連接器用于實(shí)現(xiàn)級聯(lián)；利用RS485接口總線實(shí)現(xiàn)模塊間的數(shù)據(jù)交換，利用級聯(lián)配置允許輸入信號CF_nEI和級聯(lián)配置輸出信號CF_nEO實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)脚渲霉芾?；通信控制模塊通過RS232接口與PC相連，利用PC上運(yùn)行的圖形化軟件組成配置報(bào)文發(fā)送到通信控制模塊，通信控制模塊再轉(zhuǎn)換成智能節(jié)點(diǎn)配置報(bào)文根據(jù)鏈?zhǔn)脚渲霉芾戆l(fā)送到智能節(jié)點(diǎn)功能模塊進(jìn)行在線配置。利用本發(fā)明對現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)中這些智能節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)配置，構(gòu)成可動(dòng)態(tài)配置的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，滿足控制功能、控制性能指標(biāo)的不同要求。
文檔編號H04L12/56GK101820373SQ20101015329
公開日2010年9月1日 申請日期2010年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月21日
發(fā)明者牛秦洲, 蔣存波, 金紅 申請人:桂林理工大學(xué)