DCS卡件Invensys FOXBORO FBM221 - Channel Isolated 4 Communication - P0917HB
DCS卡件Invensys FOXBORO FBM221 - Channel Isolated 4 Communication - P0917HB
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在現代工業控制中，zui常用的人機接口界面依然采用的是鍵盤和液晶相結合的方式，要讓觸摸屏取代以前的人機接口界面，還存在一定的問題。在實際應用中，觸摸屏一般是針對可編程控制器PLC 設計的，所以DSP 與觸摸屏不能直接通信，必須根據觸摸屏的通信協議開發相應的通信程序。本文研究基于MODBUS 協議的觸摸屏和DSP 的通信方法，其中DSP 使用TI公司的TMS320F2812，觸摸屏使用維控科技的LEVI700L。
1 DSP 與觸摸屏的硬件電路連接
TI 公司的TMS320F2812 芯片有兩組SCI 模塊，SCIA 和SCIB。根據不同的需要，可以將這兩個串口分別設計轉換成RS232 和RS485。本文采用RS485 實現DSP 和觸摸屏的串行通信，RS485 通訊相對于RS232 通訊來說有抗電氣干擾和傳輸距離遠的優點，所以在工業控制現場，利用RS485 串口和觸摸屏LEVI700L 進行通信。如圖1 所示是將SCIB 口通過MAX3485 芯片設計成半雙工方式的RS485 接口，即數據可以在兩個方向傳輸，可是不能同時傳輸。圖中RE、DE 引腳為發送和接受使能端。DSP 通過將引腳PWM2(A1)口設置成通用數字I/O 口來控制使能端為1 或0，即接收或發送。A、B 引腳通過靜電保護芯片PSM712 連接到RS485 的接收端RS485A 和發送端RS485B。圖中D1 和D3 發光二極管是為了監測DSP 正在接受或者發送數據。
觸摸屏LEVI700L 帶有一個DB9 串口， 支持RS232/RS485/RS422，其中2、3、5 用于RS232 通信，1、6 用于RS485通信。本設計中DSP 和觸摸屏的通信采用RS485，因此，只需將圖1 中的RS485A 和觸摸屏DB9 口的1 引腳連接，RS485B 與6 引腳連接即可。
圖1 RS485 串口通信電路設計
2 基于MODBUS 協議的通信程序設計
2.1 MODBUS 協議的主從編程方法
觸摸屏和DSP 按照MODBUS 協議通信，將觸摸屏作為主站，DSP 作為從站，串口連接采用RS485。觸摸屏和DSP 的通信是有觸摸屏發起的，DSP 采用中斷方式響應觸摸屏發送來的數據，非通信情況下DSP 可以做其它更多的工作。當觸摸屏有數據發送給DSP 時，觸發DSP 接收中斷，DSP 進入接收中斷服務子程序，此時，觸摸屏發送給DSP 的是一個完整的數據幀，至少包含8 個字節的數據長度， 在完整讀取這組數據后，DSP 對其進行處理。首*行從設備站號匹配(本文中DSP 站號設為07)，如果匹配不成功則DSP 不響應觸摸屏的查詢，DSP 不回送任何信息;如果匹配成功則進行CRC 校驗，若CRC 校驗出錯，則查詢失敗，不返回數據信息;若CRC 校驗正確，則進行下一步的命令解析，并返回給觸摸屏對應的數據信息。
下面簡要介紹如何從DSP 中讀取幾個模擬量并顯示在觸摸屏上，讀可讀寫模擬量寄存器的功能碼是03。
觸摸屏發送的命令為：[設備地址] [功能碼03] [起始寄存器地址高8 位] [低8 位] [讀取的寄存器數高8 位] [低8 位][CRC 校驗的低8 位] [CRC 校驗的高8 位] 。
例如：07 03 00 03 00 02 34 6D。此命令說明要從DSP的起始地址為00 03 的寄存器中讀取兩個模擬量。
此時，若設備地址匹配且CRC 校驗正確，則DSP 會返回數據給觸摸屏。
DSP 返回的數據為：[設備地址] [功能碼03] [返回的字節個數][數據1][數據2]…[數據n][CRC 校驗的低8 位] [CRC 校驗的高8 位]。
例如響應上面的命令返回的數據為：07 03 04 00 10 0020 9C 2E。說明返回的模擬量為16 和32。
2.2 觸摸屏介紹及組態畫面的設計
觸摸屏LEVI700L 是維控科技生產的7 英寸真彩TFT，主板規格：RISC CPU 400MHz，128M Flash，64DDRAM。擁有一個DB9 串口，支持RS232/RS485/RS422 通信，另外包括一個USB Host 和一個USB Slave。
觸摸屏LEVI700L 配套的組態軟件為LEVI Studio，用戶界面友好，易于操作，支持離線和在線模擬。本文以觸摸屏在大功率晶閘管整流控制器中的應用為例，說明觸摸屏的畫面設計。主要有主界面、實時曲線查看整定畫面、參數調節畫面、工作模式查詢畫面，圖2 給出主界面和實時曲線查詢畫面。可通過通訊口配置設置觸摸屏和DSP 以及其他控制器進行連接，同時可選擇相應的通信協議，本設計中采用Modbus 協議，串口參數設置為波特率：38400Kbps，停止位：1 位，數據位：8 位，無校驗。另外還需要配置各個部件的地址。如圖2 中反饋電壓和電流的查看是個數字輸入/顯示部件，根據MODBUS 協議要對其讀取地址進行編輯，使用功能碼3 對其讀數據。從上節中觸摸屏發送數據的命令格式可知，需要設置DSP 的站號和寄存器的類型以及起始地址。
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