新型DCS現(xiàn)場(chǎng)控制單元的開(kāi)發(fā).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)，顯示技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)及其他高新科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，造就了新一代的集散控制系統(tǒng)(DCS)，它越來(lái)越廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域，并將會(huì)成為工業(yè)控制系統(tǒng)應(yīng)用的主流。新一代DCS的特點(diǎn)有：控制分散、信息集中、系統(tǒng)模塊化、數(shù)據(jù)通信能力較強(qiáng)、友好而豐富的人機(jī)接口、可靠性高。 控制站是DCS控制系統(tǒng)中直接與現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行I/O數(shù)據(jù)采樣、信息交互、控制運(yùn)算、邏輯控制的核心單元，完成整個(gè)工業(yè)過(guò)程的實(shí)時(shí)控制功能?？刂普竞诵氖侵骺啬０?。

2、I/O智能測(cè)控模板包括模擬信號(hào)輸入/輸出板、數(shù)字信號(hào)輸入/輸出板、熱電偶信號(hào)輸入板、熱電阻信號(hào)輸入板、脈沖量信號(hào)輸入板，它們通過(guò)配套端子板，直接與現(xiàn)場(chǎng)的電流、電壓、流量、壓力、溫度等各種信號(hào)相連，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制及檢測(cè)。 本文的主要內(nèi)容是研究開(kāi)發(fā)基于工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的控制站中的熱電偶信號(hào)輸入板、脈沖量信號(hào)輸入板及數(shù)字信號(hào)輸出板，以及如何配合主控制板和CAN總線(xiàn)很好地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的輸入輸出，同時(shí)完成過(guò)程控制中的數(shù)據(jù)采集

3、、回路控制、順序控制、以及包括優(yōu)化控制等各種控制算法，進(jìn)而形成整個(gè)DCS系統(tǒng)的控制站的。 本文重點(diǎn)講述了熱電偶信號(hào)輸入板、脈沖量信號(hào)輸入板及數(shù)字信號(hào)輸出板的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)以及開(kāi)發(fā)調(diào)試，介紹了相關(guān)的知識(shí)，如CAN總線(xiàn)及其驅(qū)動(dòng)器PCA82C250和FPGA的知識(shí)等，并提出了主控模板的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。 I/O模板中選用Freescale公司的帶有CAN通信模塊的MC9S12系列16位單片機(jī)MC9S12D64，它具有豐富的I/O模

4、塊和工業(yè)控制專(zhuān)用的通信模塊SCI、SPI、I<'2>C、CAN、J1850等。 硬件設(shè)計(jì)中，熱電偶模板主要有A/D轉(zhuǎn)換器ADSl213測(cè)量電路的設(shè)計(jì)、CAN總線(xiàn)接口電路設(shè)計(jì)、冷端補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)、斷線(xiàn)檢測(cè)及器件檢測(cè)電路設(shè)計(jì)、電壓轉(zhuǎn)換及穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)、光電隔離電路設(shè)計(jì)等。在脈沖量模板中主要是對(duì)FPGA器件的設(shè)計(jì)。數(shù)字信號(hào)輸出模板中的通道自檢電路及外配電檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)。 模板的軟件設(shè)計(jì)包括測(cè)量程序和通信程序的設(shè)計(jì)，以及線(xiàn)性化算法、