组态王6.53与51单片机上课讲义.pdf
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1、组 态 王 6. 53 与 51 单 片 机 基于 51 单片机的智能仪表与组态王的通讯 1242 人阅读 | 0 条评论 发布于: 2009-8-10 23:01:00 1、引言 随着工业自动化进程的不断加快,现场仪器、仪表、设备正不断向数字化、智能化和网络化方向推 进。 单片机以其强大的现场数据处理能力,低廉的价格,紧凑的系统结构、高度的灵活性,微小的功耗等 一系列优良特性成为构建智能化现场仪器仪表、设备的重要手段,现已广泛应用于工业测量和控制系统 中。 组态王 Kingview 工控组态软件以其工作性能稳定可靠、人机界面友善、硬件配置方便以及编程简单 易用同时其驱动程序较为丰富,如支持D
2、DE 、板卡、 OPC 服务器、 PLC、智能仪表、智能模块等;支持 ActiveX 控件、配方管理、数据库访问、网络功能、冗余功能。其扩展性强,配有加密锁,支持工程加 密;可方便与管理计算机或控制计算机联网通信等优良特性,提供了对工业控制现场大量数据进行采集、 监控、处理的解决方案。在各种工业控制领域中得到了大量使用1-2 。 将单片机和组态王优良的特性结合起来,使它们实现“ 强强联合 ” ,成为改造传统工业,提升企业技术 竞争力的重要趋势。 目前许多测控系统是由通用机或工控机和底层单片机控制装置组成,通用机或工控机通过组态软件控 制现场仪器设备,单片机采集数据和现场状态通过串行口传送到通用
3、机或工控机,由组态软件对采集到的 现场数据进行分析、存储或显示,并将命令和控制通过串行口传到单片机以监控现场设备的运转。可靠地 实现它们之间的通讯是实现各种测控任务必须解决的首要问题。对于一些重要名家厂商的板卡和模块,一 般组态王可直接提供为数据采集和控制所需的底层硬件设备的驱动程序。但对于绝大多数一般用户自行设 计开发的采集、控制装置则没有驱动程序提供。因此实现它们“ 强强联合 ” ,必须解决它们之间之间的通信 问题。迄今为止,人们对单片机与组态王的通信问题进行了广泛的研究1-2 。 目前,单片机与组态王的通讯方法有主要有3 种3:利用组态的驱动程序开发包进行驱动开发自己 的通讯驱动程序,该
4、方法适用于专业厂商;通过动态数据交换(DDE) 方式进行通讯,该方法带来一些额 外的开销 ,如会降低系统实时性,增加系统的不可靠性等,对开发人员的要求也更高。而自己开发通讯 驱动程序,有一定的难度,且增加开发周期、成本。利用组态王提供的与单片机的通用通讯协议,该 方法简单且实时性好,适用于一般用户。 本文介绍了一种采用通用单片机通讯协议,通过RS485 接口实现组态王与基于51 单片机的智能化仪 器、仪表、设备的通讯方法,描述了单片杌和组态王通信的系统结构,电路组成,采用的通讯协议。并将 该方法用于熔融氧化锑液位高度的实时远程测量中。 2、系统硬件结构 氧化锑作为一种高附加值的阻燃新材料,其生
5、产工艺比较特殊,采用湿法工艺生产时,产量低,生产 成本高且污染严重,故很难形成产业化。目前,国内氧化锑生产厂家主要使用火法工艺生产,火法生产工 艺中一个重要的工艺参数就是熔锑的液位。熔锑的温度高达1300 度,因此市面常用的液位检测仪无法在 此恶劣环境下使用。迄今为止,氧化锑反应炉高温锑液的深度测量还停留在传统的手工测量,即用一铁杆 浸入熔融锑液,取出后再用直尺测量浸没的高度,人为因素干扰很大,测量精度差。为解决这一问题,我 们研制了以步进电机为驱动手段,51 单片机为控制核心的智能液位测量装置,该装置设置了1 个 RS485 接口,用于与上位机的通信。由RS-485 通信接口所组成的工控设备
6、网是工业控制及测量领域较为常用的 网络之一。它可以十分方便地将多种设备连在一起组成控制网络。从目前解决单片机之间中长距离通信的 诸多方案分析来看,RS-485 总线通信模式由于具有结构简单、价格低廉、通信距离和数据传输速率适当 等特点而被广泛应用于仪器仪表、智能化传感器集散控制、楼宇控制、监控报警等领域。熔锑液位测量装 置整体结构如图 1 所示。从图可以看出,这是一个机电一体化系统,由电子模块和机械模块两部分组成。 电子模块包括单片机、步进电机驱动、步进电机电流检测、信号处理、RS485 数据传输等部分。现 场熔锑液位数据经过单片机处理后通过RS485 接口传送给上位机,在组态界面上实时显示和
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- 组态 6.53 51 单片机 上课 讲义
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