模塊化數據采集與通信系統(tǒng)設計.pdf

1、伴隨著計算機、控制、通信等技術的快速發(fā)展，現場總線技術已經逐漸從分布式控制系統(tǒng)向現場總線控制系統(tǒng)轉變。但在將傳統(tǒng)設備向新型控制網絡設備升級的過程中，考慮到成本、技術、維護等方面的因素，很多傳統(tǒng)的開關量和模擬量設備將會被保留。因此，本文設計并實現了模塊化數據采集與通信系統(tǒng)，借助傳統(tǒng)的開關量及模擬量設備完成工業(yè)現場的測控工作。
　　本文設計的系統(tǒng)由主控制器、開關量模塊和模擬量模塊組成，完成對工業(yè)現場開關量設備和模擬量設備的控制與數據采

2、集工作。
　　主控制器具有8個基于ModbusRTU現場總線協(xié)議的RJ45接口，通過雙絞線以級聯的方式連接所有模塊，并為其供電。主控制器與上位機之間的通信可以通過異步串行接口、USB接口或以太網接口完成。完成通信功能的同時，主控制器還具有開關量輸入輸出通道各32路、模擬量輸入輸出通道各8路。
　　開關量模塊主要具有開關量輸入輸出通道各16路，模擬量模塊主要具有模擬量輸入輸出通道各8路。作為總線級聯的節(jié)點，每個模塊均具有2個R

3、J45接口，一個用于連接上一級模塊或主控制器，另一個用于連接下一級模塊。兩種模塊用于在工業(yè)現場就近連接傳統(tǒng)的開關量及模擬量設備。
　　主控制器及兩種模塊均使用STM32F103ZET6微控制器作為控制核心。主控制器移植了RT-Thread實時操作系統(tǒng)(RTOS)作為其固件程序的運行環(huán)境，并基于FreeModbus實現了Modbus主機協(xié)議棧。模塊的固件程序內移植了開源的FreeModbus從機協(xié)議棧。
　　最后，本文對所設計