基于智能模块的ＲＳ一４８５通信协议转换路由器陈曦 基于智能模块的ＲＳ一４８５通信协议转换路由器 Ｔｈｅ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｒｏｕｔｅｒ ｏｆ ＲＳ一４８５ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｍｏｄｕｌｅｓ 阵 曝。 曾 礼 （河北工业太学 天津３００１３０，河北科技太学 ，石家庄Ｏ５ＯＯ００） 摘要不同的倥表可能有不同的Ｒｓ一４８５通信方式，当需要将这些不同协议仪表进行统一的通信时就需要进行掷议的转换。奉文 应用一种内置ＤＯＳ最小系统的智能模块．宴现 不同ＲＳ一４８５协议转换的路由器．并可“用于ＲＳ一４８５与其它通信协议的网络互联。 关键词＾ｂ ｒ 路由器智能模块通信协议协议转换 ０ｎⅡ州ｅ．ＴＩ ｃｏ￣ｔｖｅ１％ＪＯＥｌ ｏｆ ｐｍｔｏｃｏ［ｉｓ ｎ ａ丌ｗ｜・ｅｒＩ ｐＬｌｔ Ｉ喁 ｓ ｍ唧 ｗｉ山 Ｄｉｆｅｍ￣ｉｒｔｓｍａｍｅｎｔ ｎ日 ｈａｖｅ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ＲＳ＿４８５髓帕ｎｍｎ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｐｒｅｔｏｃｏｌ ｉｎｔｏ ｕｎｉｔｉｚｅｄ ｃｃｔｔｒ￣ｍｉｅａｌｉｏｎ Ｔｈｅ ｐ￣ｌｐｅｌｒ ｓｔａｔｅｄ ａ Ｉｕｕｔ￣，￣ｃｍｎＤＤ册ｄ ｏｆ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｍｏｄｕｌｅ ｗｉｔｈ ｂｕＪｌ￣ｉｎ ｍｉｎｉｎｌｍｔ ＤＯＳ ｓｙｓｔｅｍ Ｉｏ ｉｔ＠ｌｅｌｒｅｎｔ ｔｈｅ Ｋｅｙ ｅｒ ０ｎ ｏｆ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ＰＣ￣４８５ ｐ￣ｔｏｃｏｌ ａｎｄ Ｉｎｋｎｘ衄ｅｎ１０ｎ ｂｅｌ：ｗ＇ｅｅｎ ＢＳ—．４８５ ｍｌｄ ｃｏｎｍｍｎ［ｃａｔｉｏｎ ｏｅｔｗｏｒｋ Ｄ ｂ Ｒｏｕｔｅｒ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｔｍｄｕｌｅ Ｃｏｎｍｎ￣ｆｉｃａｔｉｏｎ Ｉ￣ｔｏｖｏｌ Ｃｘｍｖｅｒｓｉｏｎ ０ｆ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｏｔｈｅｒ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ０引言 虽然发展了现场总线技术，但ＲＳ一２３２／４８５通信 技术仍然是～种应用非常广泛的通信协议。一些现场 总线还采用ｒ ＩｔＳ一４８５作为通信协议的物理层，如 Ｐｒｏｆｄ＇３￣等 按照Ｍｏｄｂｕｓ ＡＳＣⅡ格式，包括一个起始位，７个数据 位，一个奇偶校验位，一个停止位或无奇偶位，两个停 止位。帧格式采用了下列格式： ＤＥ ｌ 功能 ｌ帧数据Ｊ ＬＲＣ校验 叫 许多一次仪表和二次仪表都带有ＩｔＳ一２３２／４８５通 信端口，由于ＲＳ一２３２通过一个转换接口可以转换为 ＲＳ一４８５。因此本文主要讨论ＩｔＳ一４８５通信问题： 与现场总线协议不同，一般地，仪表配置的ＲＳ一 我们还可以举出更多的例子说明ＲＳ一４８５在协议 上的混乱局面。但问题是当要求要用１台上位机管理 这些不同种类的ＲＳ一４８５仪表，并与之进行有效的数 据通信时，就产生＿ｒ极大的困难：这些仪表很难用一条 通信电缆连接，更困难的是一台上位机不知道应该用 哪种通信数据格式和帧格式。当然，若为每一种不同 ＩｔＳ一４８５协议仪表都配１台主机可以解决这个问题， 但要付出价格代价，同时多台微机也不便于管理，还另 需要１台主机的开销对这些主机进行协调。 ４８５的通信协议是相当混乱的，不同的仪表制造商一 般都是自行规定自己的Ｒｓ一４８５通信协议，这些协议 包括通信数据格式，如波特率、起始位、数据位、奇偶校 验位和停止位，以及通信帧格式，包括通信命令起始字 符，地址编码，帧数据等等。如某种仪表采用ＩｔＳ一４８５ 通信协议，通信格式为波特率：３００—９ ６００ｂｐ￣，数据通 信格式为１个起始位，８个数据位，一个停止位，无校 验位；通信帧格式为 ＠ ＤＥ 崎类型 帧数据 ｌ ＣＲＣ ｌ ｃＲ 本文作者在１个实际项目中遇到了４种不同的 ＩｔＳ一２３２／４８５协议的仪表，应用了威达公司的７ｌ８８模 块作为路由器进行协议转换，从而解决了上述问题。 １ ＲＳ一２３２／４８５通信及通信协议 ＲＳ一２３２通信一般为点到点通信，通信距离也很 其中：＠为起始字符；ＤＥ为仪表设备号（地址）；帧类型 为操作命令；帧数据为操作命令对应的命令或数据； ＣＲＣ为校验和；ＣＲ为结束符。 短，若要进行较远距离的通信时可以将其转换为ＲＳ一 ４８５接口。ＩｔＳ一４８５采用差动方式传送信号，并提高了 传输电平，也支持多台设备公用一条通信线路（Ｍｕｌ— ｉｆＤｒｏｐ），通信距离可达１ｋｍ。实际上ＲＳ一４８５本身就是 一而另一种仪表也采用ＲＳ一４８５通信，但通信数据 格式和通信帧格式与上述仪表完全不同，如Ｍｏｄｉｃｏｎ ＰＬＣ采用了ＲＳ一４８５通信，其协议采用了Ｍｏｄｂｕｓ协议。 种物理通信层的现场总线，其它的一些现场总线也 采用了ＲＳ一４８５如ＣＡＮ、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ等等。当ＩｔＳ一４８５的 ６１ 维普资讯 http://www.cqvip.com
《自动化仪表＞第２３卷第３期２００２年３月 通信数据格式和帧数据格式完全相同时，可 用一条 双绞线作为通信线路 应当注意，一般地，ＲＳ一４８５通 信是一种半双工通信方式，这一点与ＲＳ一２３２不相同， 并由Ｍｏｄｅｍ通过ＰＳＴＮ电话线或直接连接到计算机的 ｔｌＳ一２３２端口上。 在这种情况下，ＲＳ一４８５通信方式只能采用主一从工 作方式，即从设备从来不会主动向上发送数据和请求， 而由主设备（一般是Ｐｃ）对从设备发出命令，在某个时 刻，只有主设备和 个从设备进行通信。图１是具有 ＲＳ一４８５通信接【＿Ｉ的仪表与主机（ＰＣ）通信的原理图。 苗 圉２ ７１８８实现路由器原理之一 上位机还是按照不同的仪表协议向下发送相应的 图１ Ｒｓ一４８５仪表与Ｐｃ的通信 协议，协议的转发引用了ＩＳＯ／ＯＳＩ互连参考模型的概 念，在主机端，把不同的ＢＳ一４８５协议命令看成是一种 “数据”，加上帧头、仪表地址、数据长度、数据、校验和 ２转换路由器 在现场总线中，转换不同的协议的接口成为“路 由器”，根据本文要讨论的内容，其实质上是要实现 Ｅ１Ａ４８５内部的协议转换路由器。这种路由器一定是 一以及结束符形成新的ＢＳ一４８５帻数据，在７１８８模块 端，７１８８内部的程序首先接受的是新的ＲＳ一４８５协议 帧数据，根据仪表地址进行解析，分别向不同的仪表进 行转发，转发的内容是该仪表的ＲＳ一４８５通信协议；仪 表在收到命令后，相应数据被读到７１８８的数据缓存， ７１８８会根据不同的仪表重新加上帻头、仪表地址、数 据长度、数据、校验和 及结束符，形成主机下发时的 种“智能化”装置．需要用程序改变协议的传输数据 格式和帧数据格式，以统一到一种ＲＳ一４８５协议格 式。 威达公司的７１８８模块实际上是一种基于 ８０１８８ＣＰＵ的计算机，由于采用了８０８８ＣＰＵ，因此很容易 协议格式，由７１８８负责向主机转发，实现了路由器的 协议转换功能。 和现有的８０ＸＸＣＰＵ兼容。在７１８８模块中固化了一个 ＤＯＳ最小系统，因此可以执行一些常用的ＤＯＳ命令， 威达公司还开发丁一套基于ＤＯＳ的工具软件，用户可 以用Ｃ语言编写ＤＯＳ应用程序，用Ｔｕｒｂｏ Ｃ或Ｂｏｄｍａｄ ７１船模块还可以有图３的应用方式 ７１８８被串 联在一条通信线路中，负责将后面的协议转换成前面 的协议。应用这种方法，还可以将ＲＳ一４８５纳入到目 前流行的各种现场总线中。７１８８模块起到路由器的 作用。 Ｃ＋＋编译后，可以用工具软件将可执行文件下载到 ７１８８的内存中 ７１８８的内存分为ＲＡＭ和ＲＯＭ，调试 时可以在ＲＡＭ中进行，然后下载到７１８８的Ｆａｌｓｅ ＲＡＭ 中，７１８８在上电时自动运行ＲＯＭ中的程序。 ７１８８模块本身有４个端口：端口３和端口４是基 于ＵＡＲＴ的三线的ＲＳ一２３２接口，即１ｘＤ、ＲＸＤ和 图３ ７１８８实现路由器原理之二 ３设计实例 某工程中需要２种共１Ｏ块显示、ＰＩＤ控制仪表和 一ＧＮＤ。端口２是ＲＳ一４８５接口，端口１是Ｒｓ一２３２和 ＲＳ一４８５复用端口，既可以用做ＲＳ一２３２也可以用做 ＲＳ一４８５，此外端口１是基于１６ｃ５５ｏ的标准９线Ｒｓ一 ２３２接口，利用这一点可以接Ｍｏｄｅｍ实现远程通信 用７１８８模块进行协议转换的原理图如图２所示。 台Ｍｏｄｉｅｏｎ ＰＩＥ以及２台不同型号的变频调速器，共 四种不同的Ｒｓ一２３２和ＲＳ一４８５协议 因此需要两块 ７１８８模块级联，两种显示调节仪表分别连接在７１８８的 端口２上，ＰＩＥ和变频调速器分别连在另外的端口。 其接线和图１相似。 上位机的软件采用了Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ编程，利用ＶＩＩ 事实上通过级联７１８８可以扩展更多的串行口。 在图２的方案中，不同协议的ＲＳ一４８５／２３２连接 在７１８８的不同端口，还可以用７１８８的端口进行级联， 所有的ＲＳ一４８５或ＲＳ一２３２协议被转换成一种协议， ６２ ＰＲＯＣＥＳＳＡ￣内置的通信控件可以很方便地进行ＲＳ一２３２通信。这 里特别说明的是通过Ｍｏｄｅｍ的远程通信，采用２个 ＴＩＯＮ￣ＵＭＥＮＴＡＴＩＯＮ．ｖｄ．２３，Ｎｏ．３，Ｍａｒ．，２００２ 维普资讯 http://www.cqvip.com
ＴＩＰＳ系统在ＰＥＴ装置上的应用及存在问题分析魏光恩 Ｍｏｄｅｍ和公共电话线就可以远程数据采集和控制。由 接口Ｅ了，这时主机就可 与远程的仪表系统进行数 于７１８８模块的端Ｌ『１是标准９线ＲＳ一２３２串行口，因 据通信了。 此可以控制３，＇Ｉｏｄｅｒｒｔ进行数据通信。 用７１８８控制Ｍ０ｄｅｍ就必须了解ｌ／＇ｏｄｅｍ朐指争集。 ４结束语 目前绝大部分Ｍｏｄｅｍ都支持＿ＡＴ指令集。 一般地，用 本文应用７１８８模块成功地解决ｒ多种ＲＳ一４８５ 计算机远程数据采集的过程是自动进行的，不需要人 协议仪表的通信问题 ７１８８被设计成转换不同协议 工干预，故ＭｏｄＥ：ｔｌｌ都设成自动应答状态。下面是几个 的路由器，转发不同的通信协议。实际上，７１８８不仅 有关的ＡＴ指令集，＾１ ＝２：在振铃两声后Ｍｏｄｅｍ自动 可以转换Ｒｓ一４８５协议，还可以转换成其它现场总线 应答；Ａ 、Ａ ：Ｍｏｄｅｍ忽略ＤｓＲ、ＤＳＴ信号；７１８．８模 协议，因此也为传统的带有Ｒｓ一４８５接口仪表接人到 块上电后便初始化ｂｌｏｄｃｍ，使ｂｌｏｄｃｍ处于等待状态，上 现场总线仪表系统提供了廉价实用的解决方案。 位机通过拨号连接丽个Ｍｏｄｅｍ后，电话线路就可以看 成是７１８８模块的端［＿】直接连接在计算机的ＲＳ一２３２ 收稿日期：２００１—０２ １１ ＴＰＳ系统在ＰＥＴ装置上的应用及存在问题分析 Ｔｈｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＴＰＳ Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ＰＥＴ Ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｅｘｉｓｔｉｎｇ Ｐｒｏｂｌｅｍｓ 魏先露 （洛阳石化总厂，洛阳４７１０１２： 洛阳石化总厂化纤加万ｔ／ａ聚酯（ＰＥＴ）装置有２ 条生产线ｃＰｌ和ｃＰ＾，它们均采用三釜流程，以精对苯 二甲酸（ＰｒＡ）和己二醇（ＥＧ）为主要原料．生产纤维级 ＰＥＴ切片。控制系统选用ＨＯＮＥ￣ＥＬＬ公司的ＴＰＳ系 统，软件由承包商负责设计并进行组态，该装置于２０００ 年６月正式开工投料。 １控制系统简介 ＴＰｓ是｝幻ＮＥＹｗＥＬＬ公司帅年代推出的控制系 囤１系统配置固 统，它具有丰富的监视、控制及运算等功能，组态方便、 用于ｃ马，ＨＰｂＩ１３／１４、ＨＩ：ＪＭ１５／１６用于ｃＢ，Ｈｔ￣１１７／１８用 快捷，运行平稳可靠．并可以根据需要对系统进行配置。 于公用工程，ＨＰＭ主要完成过程点的监视、控制以及 就ＰＥＴ装置而言，设计需监视和控制的点共２ ８１０个．其 顺序控制和逻辑运算等功能，它处理的各种点（包括 中控制回路（包括复杂回路）近３００个，联锁点２７０个， ＣＬ点）以及控制回路数量可根据需要灵活配置。ＨＰＭ 测量及报警回路１，【ｘ）个，系统配置如图１所示。 内的ＣＰＵ卡、供电模块、通信卡以及Ｉ／０ Ｌｉｎｋ电缆均采 就总体结构而言，它共分三个层次： 用１：ｌ冗余配制 ＵＣＮ（ｍｆｉｖｅｒｓａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｎｅｔｗｏｒｋ）网络为系统控制网 ＬＣＮ网络主要用于过程管理，网络阃各模块可以 络，通信速率为５Ｍ，它直接与过程相连，执行数据采 进行数据传输，并通过冗余的ＮＩＭ（网络接口模块）与 集、回路控制等功能 ＵＣＮ网络上配置有５个冗余的 ＵＣＮ阿络进行数据通信．传输速率为５Ｍ。ＧＵＳ（ｇｌｏｂ￣ ＨｅＭ（高陛能过程管理器）．其中ＨＩｌｌ９／１０、ＨＰＭ１１／１２ ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｓｔａｔｉｏｎ）以ｗ ＤＯＷＩ＇￣Ｙ４ ０为应用平台，它自身 ６３
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