分布式控制系统中PC机与多个智能控制器数据通信的实现

随着 计 算 机技术、自动控制技术以及通信技术的发展，在工业自动化领域出现了大量的智能化的仪器和仪表，其中智能控制器就是利用微机技术实现的一种可编程控制单元。它一般都具有高性能、高可靠性、优良的通信能力和宽广的过程信号适应能力等特点。具有串行通信功能的智能控制器与PC机组成的小型分布式控制系统构建方便、可扩展性好、简单可靠，在工业控制领域得到广泛应用。但在实际的应用过程中，设计者往往面临着PC机和系统中多个智能控制器如何进行通信的问题。作者利用Peomrn串行通信开发工具，方便地实现Windows环境下PC机与CHINO公司的多台DB100(〕智能控制器之间的串行通信，开发了单台PC机对多个空调区域进行恒温、恒湿控制的基于RS一485串行总线的分布式测控系统。

系统的总体设计
多空 调 区 域的恒温、恒湿测控系统的硬件部分主要包括上位机、控制器、温湿度传感器和RS一232到RS一485隔离转换器。其中DB1000系列数字式控制器是硬件系统的核心部分，硬件总体结构图如图1所示。DB100()是整个测控系统中的单回路控制器，用来对系统中的温、湿度物理量进行控制。DB1000提供RS一232,RS 一422和RS一485全部3种可选配的串行通接口。由于RS一422和RS一485适合现场条件恶劣、传输距离远的场合，另外这两种形式的串行通信接口可并列接续最多32台DB100()控制器，因此在需要多个控制器的分布式控制系统中通常选用这两种形式的通信接口之一。在该测控系统中我们采用的是RS一485的串行总线。基于RS一485串行总线的网络具有抗干扰性强、可靠性高、传输距离长、速度快等优点。由于PC机通常只支持RS一232串行通信接口，通过在PC机的RS - 232串行通信接口上匹配相应的RS -232/RS - 485的转换模块，PC机可以顺利接人该串行总线，从而形成一个基于RS一485的串行总线分布式网络。该测控系统网络最多可连接32台DB100()控制器，每个控制器被赋予各自的地址码用以识别身份，这样PC机就能够通过RS一485串行总线对网络中的每个控制器进行控制操作。

DB1001)控制器的通信协议
2.1 测控系统中的主从式通信管理
在基 于 R S一485总线的分布式测控系统网络中，PC机和DB100()控制器通信时采用主从协议来管理网络控制权。主从协议是RS一485总线网络中常用的通信协议。在该测控系统网络中PC机是主节点，各个DB100()控制器是从节点。主节点负责控制该网段上的所有通信连接。为保证每个节点都由机会传送数据，主节点通常对从节点依次逐一轮询，形成严格的周期性报文传输。主节点不停地传送报文给从节点，并等待相应的从节点的应答报文。从节点如果收到了一个正确无误的报文，而且报文中的地址与自己的节点地址相同，则需要应答才能够获得发送报文的机会;如果主节点在规定时间内收到了应答报文，就表明主节点与从节点之间已经建立好连接，可以进行数据传输。任一时刻都只允许一个节点向总线发送报文。所有从节点只有在得到节点许可的情况下才能有发送的机会。从节点与从节点之间不能直接通信。