專利名稱：總線式控制器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電控開關(guān)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)化控制的總線式控制器裝置。
背景技術(shù)：
煤(料)場噴淋系統(tǒng)的噴淋是指所有噴槍同時工作，使整個煤(料)場同時被水幕覆蓋。這種工作對水泵的揚程和流量都有較高的要求。實際應(yīng)用時一般在相對較短工作時間內(nèi)使用。循環(huán)噴淋是指各噴槍依次工作一定時間；組合噴淋是指幾只噴槍組成工作組同時工作，該方式為常用工作方式，適合于大多數(shù)場合的使用，同時也是比較經(jīng)濟(jì)和有效的工作方式。定時噴淋是一種自動工作方式，主要是指控制器按照預(yù)先設(shè)定的時間自動啟動和停止噴槍的工作。傳統(tǒng)煤(料)場噴淋系統(tǒng)主要采用PLC控制或手動控制，工作方式分為同時噴淋、循環(huán)噴淋、組合噴淋、定時噴淋等。由于煤廠內(nèi)的煤堆堆放比較分散，這給煤堆的噴淋帶來了一定的難度。按照傳統(tǒng)的方法，采用PLC硬接線實現(xiàn)對噴淋電磁閥的控制。如果電磁閥的數(shù)量比較多，就增加了硬接線的成本。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種總線式控制器裝置，以方便實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化控制。
本實用新型總線式控制器裝置，通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)，由主站和從站構(gòu)成，輸電線載波主站經(jīng)RS-485總線通過雙絞光纜線連接至少兩個從站，所述從站由依次連接的485總線收發(fā)芯片、光耦隔離芯片、中央控制器、驅(qū)動芯片、繼電器和電磁閥構(gòu)成，所述485總線收發(fā)芯片分別與兩個光耦隔離芯片連接，所述兩個光耦隔離芯片分別與中央控制器TXD端口、RXD端口連接，所述中央控制器連接有撥碼開關(guān)和數(shù)碼管，撥碼開關(guān)通過中央控制器設(shè)定從站的地址，并通過數(shù)碼管顯示出來。
本實用新型所述輸電線載波主站為西門子公司S7-200PLC。
本實用新型所述雙絞光纜為兩芯的屏蔽雙絞線。
本實用新型所述中央控制器為AT89S52單片機。
本實用新型所述光耦隔離芯片為6N137。
本實用新型所述485總線收發(fā)芯片為SN75176。
本實用新型所述驅(qū)動芯片為ULN2003。
本實用新型采用主從式485總線可以降低成本，實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控。本實用新型電路簡單、使用方便，由于RS-485接口標(biāo)準(zhǔn)是總線的物理層標(biāo)準(zhǔn)，完成了電平轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)收發(fā)，當(dāng)系統(tǒng)比較簡單，監(jiān)控要求不高的情況下，485總線提供了一種較好的解決方案。


圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實用新型主站與從站通信原理框圖；圖3是本實用新型通信流程實施例。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步描述。
如圖1所示，本實用新型由主站和從站構(gòu)成，輸電線載波主站經(jīng)RS-485總線通過雙絞光纜線連接至少兩個從站，圖示為從站1、從站2、從站n，根據(jù)實際需要n可以為任意數(shù)值。
如圖2所示，采用西門子公司S7-200PLC作為主站，通過RS-485總線按照自定義的通信協(xié)議與各從站進(jìn)行通訊，通信線采用兩芯的屏蔽雙絞線。從站由依次連接的485總線收發(fā)芯片SN75176、光耦隔離芯片6N137、中央控制器AT89S52單片機、驅(qū)動芯片ULN2003、繼電器和電磁閥構(gòu)成，485總線收發(fā)芯片SN75176分別與兩個光耦隔離芯片6N137連接，兩個光耦隔離芯片分別與中央控制器AT89S52單片機TXD端口、RXD端口連接，單片機的TXD，RXD端口與485總線收發(fā)芯片SN75176連接并接入485總線，AT89S52單片機的P1.0口用來控制485芯片的接收或發(fā)送狀態(tài)，電磁閥經(jīng)由AT89S52單片機通過驅(qū)動芯片ULN2003和繼電器來控制；中央控制器AT89S52單片機連接有撥碼開關(guān)和數(shù)碼管，撥碼開關(guān)通過AT89S52單片機設(shè)定從站的地址，中央控制器AT89S52單片機通過芯片74LS164將從站地址經(jīng)數(shù)碼管顯示出來。
現(xiàn)將本實用新型的實現(xiàn)原理做如下說明S7-200PLC CPU主機上的通信接口是符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170中PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)的RS-485兼容9針D型接口，可實現(xiàn)五種網(wǎng)絡(luò)的連接PPI模式、PROFIBUS模式、AS-I模式和自由口通訊模式。
自由口(Freeport)通訊是建立在半雙工RS-485硬件基礎(chǔ)上的一種通訊方式，是一種通訊協(xié)議完全開放的工作模式。數(shù)據(jù)長度、字符檢驗方式、停止位位數(shù)及奇偶校驗碼等通信參數(shù)都可通過專用自由口協(xié)議設(shè)定。通過使用接受中斷，發(fā)送中斷，發(fā)送指令(XMT)和接受指令(RCV)用戶程序控制通訊口的操作。在自由口模式下，通訊協(xié)議完全由用戶程序控制。通過SMB30(口0)或SMB130(口1)允許自由口模式，而且只有CPU處于RUN模式時才能允許。當(dāng)CPU處于STOP模式時，自由口通訊停止，通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換成正常的PPI協(xié)議操作。200PLC的通訊口工作模式定義如下所示

pp校驗選擇bbb自由口波特率 mm協(xié)議選擇00＝不校驗 000＝38400波特率00＝PPI從站模式01＝偶校驗 001＝19200波特率01＝自由口模式10＝不校驗 010＝9600波特率 10＝PPI/主站模式11＝奇校驗 011＝4800波特率 11＝保留d每個字符的數(shù)據(jù)位 100＝2400波特率0＝每個字符8位 101＝1200波特率1＝每個字符7位 110＝115.2K波特率111＝57.6K波特率PLC開機后運行主程序，首先初始化自由口通信協(xié)議，通過設(shè)置特殊位存儲區(qū)SMB30將PLC的Port0設(shè)置為自由口模式，波特率設(shè)置為9600kb/s。同時對RCV指令進(jìn)行初始化，包括設(shè)置接收數(shù)據(jù)的起始位、結(jié)束位、接收的數(shù)據(jù)長度、接收數(shù)據(jù)的超時時間等。當(dāng)操作員通過HMI向操作PLC時，主站會向從站發(fā)送V存儲區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)，發(fā)送完成后主站進(jìn)入發(fā)送完成中斷，在中斷程序中等待從從站返回的數(shù)據(jù)。若從站的電磁閥動作后會給主站返回一個信號，反之，若主站在一定的時間內(nèi)沒有接收到從站返回的信號，或者接受到從站返回的錯誤代碼(通過HMI的指示燈顯示)則認(rèn)為該從站已經(jīng)發(fā)生故障。利用PLC自由口模式發(fā)送的數(shù)據(jù)幀和接收幀格式如下

單片機側(cè)采用AT89S52內(nèi)部串口工作方式2實現(xiàn)，通信波特率設(shè)為9600bps(與主站PLC收發(fā)數(shù)據(jù)的波特率一致)。此時串行口是一個11位的異步串行接口(UART)。這里傳送的一幀長度為11位，包括1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、1位自定義位和1位停止位。RXD為數(shù)據(jù)接收端，TXD為數(shù)據(jù)發(fā)送端。發(fā)送時，自定義位內(nèi)容為TB8中的內(nèi)容，接受時，自定義位保存在RB8中。在這一工作方式下，數(shù)據(jù)位的第9位完全由軟件控制，因此既可以將其作為數(shù)據(jù)的奇偶校驗位，也可以將其作為多機通信中的地址數(shù)據(jù)標(biāo)志位。其通信流程可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的多種方式實現(xiàn)，現(xiàn)提供實施例具體通信流程，如圖3所示。
權(quán)利要求1.一種總線式控制器裝置，其特征是，由主站和從站構(gòu)成，輸電線載波主站經(jīng)RS-485總線通過雙絞光纜線連接至少兩個從站，所述從站由依次連接的485總線收發(fā)芯片、光耦隔離芯片、中央控制器、驅(qū)動芯片、繼電器和電磁閥構(gòu)成，所述485總線收發(fā)芯片分別與兩個光耦隔離芯片連接，所述兩個光耦隔離芯片分別與中央控制器TXD端口、RXD端口連接，所述中央控制器連接有撥碼開關(guān)和數(shù)碼管，撥碼開關(guān)通過中央控制器設(shè)定從站的地址，并通過數(shù)碼管顯示出來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的總線式電磁閥裝置，其特征是，所述輸電線載波主站為西門子公司S7-200PLC。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的總線式控制器裝置，其特征是，所述雙絞光纜為兩芯的屏蔽雙絞線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的總線式控制器裝置，其特征是，所述中央控制器為AT89S52單片機。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的總線式控制器裝置，其特征是，所述光耦隔離芯片為6N137。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的總線式控制器裝置，其特征是，所述485總線收發(fā)芯片為SN75176。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的總線式控制器裝置，其特征是，所述驅(qū)動芯片為ULN2003。
專利摘要本實用新型公開了一種總線式控制器裝置，以方便實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化控制。本實用新型包括主站和從站，電線載波主站經(jīng)RS－485總線通過雙絞光纜線連接至少兩個從站，基于AT89S52單片機的智能從站通過控制繼電器來實現(xiàn)控制現(xiàn)場電磁閥的動作，同時將人機界面與PLC的另一個通訊口相聯(lián)，實現(xiàn)操作人員通過HMI操作現(xiàn)場設(shè)備并了解其狀態(tài)。本實用新型采用主從式485總線可以降低成本，實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控。本實用新型電路簡單、使用方便。
文檔編號G05B19/418GK2891031SQ20062002549
公開日2007年4月18日 申請日期2006年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月8日
發(fā)明者吳海青, 孫健 申請人:天津成科自動化工程技術(shù)有限公司