基于RS422A现场总线的温控网络控制系统

　　一.概述

　　RS-422A总线是EIA公布的“平衡电压数字接口电路的电气特性”标准，这个标准是为改善RS-232C标准的电气特性，又考虑与RS-232C兼容而制定的。RS422A是工业界广泛使用的双向、差动平衡驱动和接收传输线标准接口 ，它以全双工方式通信 ，支持多点连接 ，允许创建多达 32个节点的网络，具有传输距离远 (最大传输距离为 1200m) ，传输速率快 ( 1200m时为 100kbit/s)等优点 ，相对于其它总线，如FF、CAN、LonWorks等而言，具有结构简单、成本低廉、安装方便、与传统的DCS兼容等特点;此外，市场上很多现场仪表都有RS422A总线接口，因此采用该总线可以很容易地开发一些中小型网络测控系统。结合某一工程项目的实际特点 ，我们采用了RS422A通信接口来实现远程数据通信系统。

　　在该工程项目中，系统采用两级主从总线型网络结构。温度等变量的控制主要由总线上的各个智能仪表实现，上位机根据控制要求修改智能仪表的给定值等参数，以及一些数字量的监控显示等。该项目所选智能仪表为上海大华-千野仪表有限公司生产，参数相当复杂，具有较强的控制以及通信功能。同时，利用上位机软硬件资源丰富，以Windows为操作平台，因此开发的应用软件有强大的管理功能以及非常友好的人机界面。本系统应用软件采用Microsoft Visual C++6.0开发，充分利用VC++灵活快速，对视窗编程和多任务编程的方便接口，开发出来的软件具有完善的数据采集、设定、报警、实时监视等功能。应用结果表明，该系统有效的实现了对温度控制系统的监控，效果良好。

　　二.系统结构

　　该智能仪表功能较为完善，控制精度高。自带RS422A通信卡，通信命令多达一百多条，上传及接受数据量大，主要包括各步温度设定值、PID参数值、报警参数值、传感器修正值、模糊控制参数值等等。现场总线采用RS422A总线，因为RS422A总线具有结构简单、成本低廉安装方便等优点。智能仪表挂接在RS422A总线上，通过RS422A/232C装换器和PC串口相连接。为此配置有十几台(可扩展)智能仪表，RS422A/232C转换器一块，并且每一台仪表设置唯一的地址。温度的控制由下位机(智能仪表)完成。主控计算机完成的功能有1)主动读取下位机相关数据2)改变温度控制的设定值以及其它的参数，但不直接完成对温度的控制。3)显示温控曲线画面，温控仪集中显示画面以及报警数据等的动态显示。4)数据的存储，统计，报表等。系统的硬件结构图如图1所示。

　　图1

　　三.通信协议

　　1) 物理层　采用平衡型标准RS422接口 ，以提高数据传输的可靠性。在平衡型标准RS422A中，发送器与接收器均以差分方式工作 ，每个信号用两根导线传输 ，信号的电平由两根导线上的信号的差值来表示。