工業(yè)控制計算機總線體系結(jié)構(gòu)及發(fā)展趨勢

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯工業(yè)控制計算機總線體系結(jié)構(gòu)及發(fā)展趨勢 工業(yè)掌握首要的是穩(wěn)定性因素，緣由是機器不能停止下來，阻礙正常生產(chǎn)。但無限追求實時性因素，實時響應(yīng)高的機器，普遍狀況下，能提高精度和效率。這個結(jié)構(gòu)的計算機總線體系，實質(zhì)是信息傳遞的一個通道或平臺。依據(jù)這個論點，推想的是總線體系結(jié)構(gòu)在牢靠傳輸數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，信息更加快速的傳遞。因此無論是有線，無線，星型，總線型，神經(jīng)元，哪怕將來的量子概念型。都會朝著更穩(wěn)定，更快速的方向進展。 工業(yè)掌握計算機是工業(yè)自動化設(shè)備和信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)備的核心。傳統(tǒng)意義上，將用于工業(yè)生產(chǎn)過程的測量、掌握和管理的計算機統(tǒng)稱為工業(yè)掌握計算機，包括計算機和過程輸

2、入、輸出通道兩部分。但今日的工業(yè)掌握計算機的內(nèi)涵已經(jīng)遠不止這些，其應(yīng)用范圍也已經(jīng)遠遠超出工業(yè)過程掌握。因此，工業(yè)掌握計算機是“應(yīng)用在國民經(jīng)濟進展和國防建設(shè)的各個領(lǐng)域、具有惡劣環(huán)境適應(yīng)力量、能長期穩(wěn)定工作的加固計算機”，簡稱“工控機”。 2、系統(tǒng)設(shè)備 上位機為286級工業(yè)掌握計算機，下位機為STD總線8088級工控機，其中除CPU系統(tǒng)板、顯示板、磁盤驅(qū)動板外，依據(jù)所掌握設(shè)備的需要選配數(shù)字量模板、模擬量模板、脈沖量模板、開關(guān)量模板。在掌握量少的狀況下，下位機可采納ISA總線工控機。 監(jiān)測、執(zhí)行設(shè)備由實際狀況而定。比如測控對象是液體，并要求在線測量、防爆、防腐、衛(wèi)生等特點，一般采納質(zhì)量流量計、密度計

3、、電磁流量計、液位計、渦輪番量計、溫度傳感器及變送器、壓力計傳感器及變送器等儀表，開關(guān)量、調(diào)整量掌握器。 上位機與下位機之間采納BITBUS方式進行通信。 STD總線產(chǎn)品其實就是一種板卡（包括CPU卡）和無源母板結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在的工業(yè)PC其實也和STD有非常近似的結(jié)構(gòu)， STD總線（Standard-Bus）是一個通用工業(yè)掌握的8位微型機總線，是8位/16位兼容的總線?？扇菁{8位通用微處理器，8085、8088、6800、Z80、8051等；可容納的16位微處理器8086、80286、8098、68000等 STD總線是56條信號的并行底板總線，共分5個功能組。規(guī)律電源線1-6：+-5V；數(shù)據(jù)總線7

4、-14：D0-D7雙向、三態(tài)、高電平有效；地址總線15-30：A0-A15 三態(tài)、高電平有效；掌握總線31-52：存儲器和I/O掌握、外設(shè)定時、時鐘和復(fù)位、中斷和總線掌握、串行優(yōu)先級鏈；幫助電源線53-56：+-12V STD總線在1978年最早由Pro-Log公司作為工業(yè)標準創(chuàng)造的，由STDGM制定為STD-80規(guī)范，隨后被批準為國際標準IEE961。STD-80/MPX作為STD-80追加標準，支持多主（MultiMaster）系統(tǒng)。STD總線工控機是工業(yè)型計算機，STD總線的16位總線性能滿意嵌入式和實時性應(yīng)用要求，特殊是它的小板尺寸、垂直放置無源背板的直插式結(jié)構(gòu)、豐富的工業(yè)I/O OE

5、M模板、低成本、低功耗、擴展的溫度范圍、良好的可維護性設(shè)計，使其在空間和功耗受到嚴格限制的工業(yè)自動化領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。 計算機基本系統(tǒng)由系統(tǒng)總線、主機模板、存儲器板、人機接口板與CRT、磁盤機、打印機等通用外設(shè)組成。過程I/O系統(tǒng)由輸入信號調(diào)理板和A/D轉(zhuǎn)換器，將現(xiàn)場傳感器測量的物理信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，模擬量經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D轉(zhuǎn)換器），變成數(shù)字量輸入計算機，計算機輸出信號經(jīng)數(shù)模（D/A）轉(zhuǎn)換和輸出調(diào)理（隔離放大）成執(zhí)行機構(gòu)的功率驅(qū)動信號掌握執(zhí)行機構(gòu)。 硬件系統(tǒng)一般有運行操作臺，可放計算機、CRT、外設(shè)、主機柜、I/O機柜（機箱、電源、接線端子板、接地愛護裝置等）等。軟件系統(tǒng)由實時操作系統(tǒng)、實時

6、數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用軟件、數(shù)據(jù)采集與處理軟件、各類掌握軟件（PID）直接數(shù)字掌握、先進掌握軟件組成。與商用及個人機比較，工業(yè)掌握機的特點是強大的過程輸入輸出力量，高牢靠性與實時性。 中國工控機技術(shù)的進展經(jīng)受了80年月的第一代STD總線工控機，90年月的其次代IPC工控機，現(xiàn)在進入了第三代CompactPCI總線工控機時期，而每個時期大約要持續(xù)15年左右的時間。STD總線工控機解決了當時工控機的有無問題；IPC工控機解決了低成本和PC兼容性問題； PC DOS軟件的兼容性使STD總線得以進展，也由于運行PC Windows軟件的局限性使STD總線被淘汰出局，而取而代之的是與PC完全兼容的IPC工控機。 三、 STD總線工業(yè)掌握機 STD總線工業(yè)掌握機：CPU芯片構(gòu)成的主機板+I/O模板+電源 共同插在帶總線板的機箱內(nèi)。 以CPU型號區(qū)分不同系列： 1.Z80系列：CPU板、存儲器板、人機接口、系統(tǒng)支持板、軟件配置 2.單片機系列：康拓公司的STD5000系列： 5055（8位Mcs-51）、 5056（16位Mcs-51）軟件 開發(fā)環(huán)境：匯編語言或高級語言 3.8088系列：Intel8088/8086芯片及NEC V20/V40芯片、固化MS-Dos BIOS康拓公司的 STD5000系列 四、STD總線工控機的