专利名称：一种现场总线式模块实时配置方法
技术领域：
本发明涉及一种现场总线式模块实时配置方法。
背景技术：
在工业过程控制中，依据被测量以及测控性能要求的不同，可能使用多种不同总线式过程控制模块。当前的过程控制一般采用手动跳线方法对系统中的各功能模块进行配 置，构成所需要的过程控制系统，给系统配置带来不便。实时在线配置方法通过软件及网络 操作方法来对系统中的各功能模块进行配置和组态，构成所需要的过程控制系统，或者选 择特不同的测控模块来适应过程控制系统，适应不同的功能和控制性能指标要求。
发明内容
本发明提供一种基于微控制器(MCU)、适用于不同现场总线过程控制模块的配置 方法。本发明是这样实现的(1)由通信控制与协议转换功能模块，η个智能节点功能模块31)，模块 互联器构成。(2)模块互联器具有一个双列直插针与各智能节点功能模块相连，一对双列弯连 接器用于实现级联。通过其级联可将智能节点功能模块级联配置允许输入信号CF_nEI连 接到前一级智能节点功能模块的级联配置允许输出信号CF_nE0。(3)模块互联器包括RS485通信接口，配置级联控制信号。利用RS485接口总线实 现模块间的数据交换，利用扩展的级联配置允许输入信号CF_nEI和级联配置允许输出信 号CF_nE0实现链式配置管理。(4)通信控制与协议转换功能模块通过RS232接口与PC相连，利用PC上运行的 图形化软件选择配置参数实现对现场总线系统各智能节点功能模块的配置，每个智能节点 功能模块的配置信息组成一个配置报文，PC通过RS232接口将配置报文发送给通信控制与 协议转换功能模块，通信控制与协议转换功能模块输出它的级联配置允许输出信号CF_nE0 =0启动配置过程，然后将配置报文发送到RS485总线开始配置过程，在配置过程检测配置 完成信号(最后一个智能节点功能模块的级联配置输出信号CF_nE0)，当检测到该信号为 1时，表示总线网络全部智能节点功能模块配置完毕，发送配置结束报文给PC，结束配置过 程，然后使通信控制与协议转换功能模块的级联配置允许输出信号CF_nE0 = 1，转入正常 的运行过程。本发明可以应用在现场总线控制装置、现场总线式智能传感器与智能仪表、智能 阀门、智能开关及其它执行装置等现场控制模块。通过利用该方法对现场总线网络中这些 智能节点功能模块的实时配置，构成可动态配置的现场总线控制系统，满足控制功能、控制 性能指标的不同要求。
图1为本发明实施例实时配置系统原理图。图2为本发明实施例实时配置总线连接示意图。图中标记1_通信控制与协议转换功能模块；2-智能节点功能模块；3-模块互联
ο图3为本发明实施例通信控制与协议转换功能接口电路。图4为本发明实施例智能节点功能模块接口电路。图5为本发明实施例模块互联器接口电路。
具体实施例方式实施例如图1所示，通信控制与协议转换功能模块1接口电路与所连接的智能节点功能 模块2接口电路通过模块互联器3连接，模块互联器3两端有一对双列弯连接器实现级联， 构成一个PR0FIBUS协议现场总线从站。每个智能节点功能模块2的类型、地址、数据长度、 控制参数、采样周期、通道应用情况可由PC通过RS232进行配置。配置信息由PC送到通信 控制与协议转换功能模块1，再由通信控制与协议转换功能模块1经过适当处理后，组织成 每个智能节点功能模块2的配置报文，发送到连接在总线上的各智能节点功能模块2，全部 智能节点功能模块2配置完成后，通信控制与协议转换功能模块1向智能节点功能模块2 发出结束配置的命令报文。如果PC对PR0FIBUS协议现场总线从站已进行一次成功配置， 则将配置信息保存在通信控制与协议转换功能模块1的FLASH存储器中下次上电可以直接 由通信控制与协议转换功能模块1完成配置。各智能节点功能模块2可根据级联配置允许 输出信号CF_nE0和级联配置允许输入信号CF_nEI的状态确定配置状态，具体定义如下(l)CF_nE0 = 1，CF_nEI = 1表示当前不是处于配置状态。(2)CF_nE0 = 0，CF_nEI = 1表示当前进入配置准备阶段。(3)CF_nE0 = l,CF_nEI = 0表示当前进入配置操作阶段，并向RS485总线发送配 置应答报文。如果配制成功，则除了向RS485总线发送一个成功配置的应答报文外，还要输 出CF_nE0 = 0，使自己退出配置状态，并允许与其级联的下一智能节点功能单元进入配置 状态。(4)CF_nE0 = 0，CF_nEI = 0表示配制成功，退出配置操作阶段，并允许与其级联 的下一智能节点功能单元进入配置状态。①系统上电后，全部智能节点功能模块2和通信控制与协议转换功能模块1的CF_ nEO = 1, CF_nEI = 1表示当前不是处于配置状态。通信控制与协议转换功能模块1检测FLASH存储器中是否有配置文件。如果PC已经对系统进行过一次配置，则配置信息将被保存在FLASH存储器中。系统上电复位后，检 查该存储器第一、第二字节，如果是55H，AAH，则该区域有配置报文，直接将配置报文读出， 对智能节点功能模块进行配置。②配置过程从发送配置开始命令报文开始。通信控制与协议转换功能模块1检测 到该模块FLASH存储器中有配置文件，首先读出配置开始命令报文，输出级联配置允许输 出信号CF_nE0 = 0，将该命令报文通过广播地址OOH发送到RS485总线，总线上所有的智能节点功能模块都接收该命令报文，进入配置准备阶段。③从FLASH存储器读出配置报文(或接收RS232接口送来的配置报文)进行配置。 通信控制与协议转换功能模块1将配置报文发送到RS485总线，总线上CF_nEI = 0,CF_nE0 =1的智能节点功能单元(总线设备)接收配置报文进行配置操作，并向RS485总线发送 配置应答报文。如果配制成功(地址可用，配置信息中的单元类型、信号类型与实际功能单 元一致，被寻址的功能单元可以按照配置信息工作)，则除了向总线发送一个成功配置的应 答报文外，还要输出CF_nE0 = 0，使自己退出配置状态，并允许与其级联的下一智能节点功 能模块进入配置状态。④通信控制与协议转换功能模块1将全部智能节点功能模块配置完，通过广播地 址OOH发出结束配置的命令报文。⑤如果系统还没有进行过配置，则FLASH存储器中不会有配置文件，配置过程须 由PC或手持式配置器发起。如果通信控制与协议转换功能模块1收到PC的配置开始报文，说明系统在进行配置操作，利用PC送来的配置报文进行配置。通信控制与协议转换功能模块1将自身的级联 配置允许输出信号CF_nE0设置为CF_nE0 = 0，并将配置开始命令报文通过广播地址转发 到RS485总线，配置过程开始，接着将收到的配置报文转发到RS485总线，接收总线上的智 能节点功能模块返回的应答报文，并转发给PC。通信控制与协议转换功能模块1除了将收 到的配置报文(包括配置开始命令，配置报文，配置结束命令)转发到RS485总线，还按顺 序将它存入FLASH存储器。
权利要求
一种现场总线式模块实时配置方法，其特征在于一、由通信控制与协议转换功能模块(1)、n个智能节点功能模块(2)和模块互联器(3)构成，其中1≤n≤31；二、模块互联器(3)具有一个双列直插针与各功能模块相连，有一对双列弯连接器用于实现级联；三、利用RS485接口总线实现模块间的数据交换，利用级联配置允许输入信号CF_nEI和级联配置输出信号CF_nEO实现链式配置管理；四、通信控制与协议转换功能模块(1)通过RS232接口与PC相连，利用PC上运行的图形化软件组成配置报文发送到通信控制与协议转换功能模块(1)，通信控制与协议转换功能模块(1)再转换成智能节点功能模块(2)配置报文根据链式配置管理发送到智能节点功能模块(2)进行在线配置。
全文摘要
本发明公开一种现场总线式模块实时配置方法。由通信控制与协议转换功能模块，n个智能节点功能模块(1≤n≤31)，模块互联器构成；模块互联器具有一个双列直插针与各功能模块相连，一对双列弯连接器用于实现级联；利用RS485接口总线实现模块间的数据交换，利用级联配置允许输入信号CF_nEI和级联配置输出信号CF_nEO实现链式配置管理；通信控制模块通过RS232接口与PC相连，利用PC上运行的图形化软件组成配置报文发送到通信控制模块，通信控制模块再转换成智能节点配置报文根据链式配置管理发送到智能节点功能模块进行在线配置。利用本发明对现场总线网络中这些智能节点的实时配置，构成可动态配置的现场总线控制系统，满足控制功能、控制性能指标的不同要求。
文档编号H04L12/56GK101820373SQ20101015329
公开日2010年9月1日 申请日期2010年4月21日 优先权日2010年4月21日
发明者牛秦洲, 蒋存波, 金红 申请人:桂林理工大学