MCGS组态软件在DCS总线接口中的应用

)，可用于485通信接口的使能信号。

RS-232通信的主要缺点就是传输距离较短，针对RS-232串口标准的局限性，人们又提出了RS-422,RS- 485接口标准。RS-485/422采用平衡发送和差分接收方式实现通信：发送端将串行口的TTL电平信号转换成差分信号A,B两路输出，经过线缆传输之后在接收端将差分信号还原成TTL电平信号。由于传输线通常使用双绞线，又是差分传输，所以又极强的抗共模干扰的能力，总线收发器灵敏度很高，可以检测到低至200mV电压。故传输信号在千米之外都是可以恢复。RS-485/422最大的通信距离约为1219M，最大传输速率为10Mb/S，传输速率与传输距离成反比，在100Kb/S的传输速率下，才可以达到最大的通信距离，如果需传输更长的距离，需要加485中继器。RS-485采用半双工工作方式，支持多点数据通信。RS-485总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构。即采用一条总线将各个节点串接起来，不支持环形或星型网络。如果需要使用星型结构，就必须使用485中继器或者485集线器才可以。RS-485/422总线一般最大支持32个节点，如果使用特制的485芯片，可以达到128 个或者256个节点，最大的可以支持到400个节点。基于以上的优点，结合本系统的实际情况采用485通信。

在485总线上挂接了多个现场设备，为避免通信过程中的冲突，硬件上采用总线型网络结构，软件上采用主从通信方式，即由上位机(MCGS)发送设备 I/O命令，DCS网关解析命令后选通对应的通道，上位机发送数据请求命令，DCS网关将该命令直接转发给选通的通道，等待接收数据，最后DCS网关将接收的数据直接上传给上位机，MCGS将其值赋值给对应的变量保存在实时数据库中。

3.3 DCS总线接口设备软件设计

为解析上位机发送的命令，首先必须了解MCGS中所构建设备的通信协议，在该实验系统中所使用的3种设备的通信协议如下：

(1)4017模块

上位机发送：#地址号+回车(0x0D)例如：#07回车;

下位机发送：+3.22+2字符空格+2.55+2字符空格。

(2)4060模块

格式：输出：#地址号+00+XX+回车;

返回：回车。

例如：#010001+回车代表向地址号“01”发送8位数字量“01”

(3)4021模块

格式：输出：#地址号+XX.XXX+回车;

返回：回车。

例如：#0206.111+回车 代表向地址号“02”发送电流值6.111，电流值为标准4～20 mA范围。

MCGS与现场设备或现场仪表的1次通信过程为：MCGS首先通过4060模块发送I/O请求命令，DCS将收到的数据进行解析，如收到#010001，则表示使用通道1，设置成功后返回一个回车符(0x0D)，然后等待上位机的数据请求命令。MCGS在收到确认信号后则发送数据请求命令，该命令通过4017模块实现，DCS在接收到该命令后则直接转发给现场设备，然后等待数据接收。DCS收到现场采集的数据后缓存后转发给上位机，交由 MCGS处理。

模块4021主要用于设备参数配置的下载。当系统中需要同时采集多路数据时，MCGS在控制策略中采用循环定时采集，对需要采集的现场设备进行轮询，而DCS网关则负责某一设备在轮询期间使能其通信通道。此外为保证数据的正确性和完整性，DCS在软件设计中使用了存储转发机制，即使MCGS出现故障或通信出现问题也可将数据暂存在DCS上，使数据不致于丢失。

4 结语

MCGS在设计思想上的开放性，使得用户可以设计具有使用灵活、编辑简便、画面质量和表现形式丰富多样的特点的监控系统。利用DCS总线接口在数据实时采集和监控中可以取得较好的控制效果。从笔者参与研制“新型干法水泥生产实验教学系统”的实际应用情况来看，在组态软件中运用DCS总线接口技术控制现场设备，具有很多明显的优势，如系统控制方便、配置灵活、性价比高等。