引言 隨著工業(yè)自動化技術的發(fā)展．智能儀表也在不斷的更新?lián)Q代。人們不但要求與儀表密切相聯(lián)系的人機界面要有快速的響應速率,還要省去復雜監(jiān)控程序的編寫。為此,本文介紹了觸摸屏在這些方面代替以往的人機界面．以節(jié)約成本。減輕開發(fā)人員工作量的具體方法。 1 SHCAN2000系列智能儀表及監(jiān)控面板 SHCAN2000系列智能儀表是大連交通大學三合儀表開發(fā)公司的產品,它由實時多任務操作系統(tǒng)、實時監(jiān)控軟件、任務級組態(tài)軟件、實時數據庫等構成,并由現場智能測控儀表軟件組件集成技術來支持在線組態(tài)。SHCAN2000系列內嵌智能監(jiān)控子程序。該監(jiān)控子程序可使系統(tǒng)按照預定操作方式運轉。以完成人機會話和遠程控制．從而使系統(tǒng)按照操作者的意圖或遙控命令來完成指定的作業(yè)。其人機會話的儀表面板界面如圖1所示。 該面板的鍵盤／顯示器在工作．當鍵盤／顯示器查詢到某鍵的狀態(tài)發(fā)生變化時。主動向SHCAN2000智能儀表傳送發(fā)生變化的鍵的新狀態(tài),而不考慮其他沒有發(fā)生變化的鍵的狀態(tài)。當兩鍵或三鍵同時變化時。以鍵盤／顯示器查詢到鍵狀態(tài)變化的順序逐一發(fā)送。由于每個字節(jié)只表達一個鍵狀態(tài)的變化,因此多鍵同時按下時,要多個字節(jié)的發(fā)送才能實現鍵狀態(tài)的傳送。 由于SHCAN2000智能儀表處于正常運行狀態(tài)時,在串行口上只有鍵盤／顯示器向SHCAN2000智能儀表發(fā)送鍵狀態(tài)的變化。因此,SHCAN2000智能儀表規(guī)定：主動向SHCAN2000智能儀表傳送的數據只有一種．那就是鍵狀態(tài)的變化。其數據格式如表1所列。其中鍵號的定義如表2所列。 當用戶操作鍵盤時,監(jiān)控子系統(tǒng)必須對鍵盤操作進行解釋,并調用相應的功能模塊來完成預定的任務,同時通過顯示等方式給出執(zhí)行的結果。因此,監(jiān)控子系統(tǒng)必須完成解釋鍵盤、調度執(zhí)行模塊等任務。 系統(tǒng)運行的最初時刻,應對系統(tǒng)進行自檢和初始化。開機自檢在系統(tǒng)初始化前執(zhí)行,如果自檢無誤,即可對系統(tǒng)進行正常初始化。初始化過程安排在系統(tǒng)上電復位后的主程序最前面。監(jiān)控子系統(tǒng)的任務包括完成系統(tǒng)自檢、初始化、處理鍵盤命令、處理接口命令、處理條件觸發(fā)并完成顯示功能等。由于這種監(jiān)控子程序集成于下位機,因而程序設計工作量較大,修改困難。實際使用時,往往要根據用戶的要求進行大量的程序修改工作。從而加重了設計者的負擔。 2 基于TMS320F2812的智能儀表 基于TMS320F2812系列DSP的智能儀表是對SHCAN2000系統(tǒng)的整體升級換代系統(tǒng)?，F已從SHCAN2000智能儀表專用的I／O驅動程序向OPC標準接口發(fā)展。而以OPC標準接口方式開發(fā)符合OPC規(guī)范的微型消息總線集成開發(fā)環(huán)境MMBIDE（Macro Message Bus-basedIDE）,可使MMB2004現場總線控制系統(tǒng)接口標準化,擴大MMB2004與其他組態(tài)軟件的連接,從而使MMB2004可以和其他廠商的產品進行無縫連接;另一方面,將SHCAN2000原有的Excel表格組態(tài)形式向符合國際化規(guī)范的結構化文本（Structured Text）方式組態(tài)發(fā)展,即通過開發(fā)針對MMB2004系列智能化儀表的MMBIDE,來替換原有SHCAN2000現場總線控制系統(tǒng)中組態(tài)與調試工具SHCANCFG,可實現對TMS320F2812智能化儀表應用程序組態(tài)源的文件編輯、參數源文件編輯、組態(tài)源文件編譯、參數源文件編譯、組態(tài)下載、參數下載及在線調試等功能。另外,由于SHCAN2000系列智能儀表硬件采用MCS-51系列單片機,外圍電路大,功耗多。而用TI公司TMS320F28xx系列32位DSP（Digital Signal Processing）則可縮小外圍電路,降低功耗,同時芯片處理速度也大幅度提高。采用TMS320F2812的系統(tǒng)硬件體系結構如圖2所示。 DSP芯片TMS320F2812是目前為止用于數字控制領域性能相當好的一款DSP芯片。它具有豐富的通信接口,其中包括一個CAN,兩個UART．一個SPI和一個MsBSP。本體系中以TMS320F2812為網橋來實現協(xié)議的轉換。下位機的數據通過CAN送到網絡接口CAN 2．0B,然后經協(xié)議轉換后,通過UART口送出,之后再經過現場顯示接口RS一232C送至現場智能監(jiān)控設備（現場人機界面）顯示。而SPI主要是為系統(tǒng)擴展用的．EEPROM、A／D、D／A以及開關I／O的擴展皆可通過這個接口來實現。 3 應用Modbus協(xié)議實現與觸摸屏的通信 SCHCAN2000系統(tǒng)中用的CAN2．0B只定義了物理層和數據鏈路層,缺少應用層和網絡管理層,因而協(xié)議并不完整。MODBUS是工業(yè)控制領域中的一種應用層協(xié)議,具有開放性和透明性。近幾年來,隨著MODBUS應用協(xié)議的不斷拓展．現已形成了MODBUS應用協(xié)議族,而且基于：MODBUS應用協(xié)議族的解決方案已經逐漸應用于各種現場級測控領域。事實上,基于串行鏈路和TCP／IP的MODBUS應用協(xié)議是根據ISO各層模型定義的兩個通信規(guī)范?；诖墟溌返腗ODBUS協(xié)議與,TIA／EIA標準232一F和285一A有關：而基于TCP／IP的MODBUS協(xié)議與IETF標準的RFC793和RFC79l有關?；谝陨峡紤],利用MODBUS作為CAN應用層協(xié)議來完成系統(tǒng)的升級。這樣．整個系統(tǒng)采用RS232串口與上位機進行通信,同時利用網橋完成MODBUS和CAN協(xié)議的轉換,而利用CAN總線來完成與現場總線智能儀表的通信。 由于觸摸屏支持MODBUS協(xié)議的1-5和16號功能,故可成功地實現與TMS320F2812儀表的通信,并可通過儀表的現場接口RS一232與觸摸屏進行數據交換。此串口還可以與FIX、LABWIEW等組態(tài)軟件進行通信,以完成實時顯示、歷史記錄、故障報警等系統(tǒng)監(jiān)控和管理功能。觸摸屏的組態(tài)軟件Easybuilding500簡單易用．功能強大．并支持棒圖、趨勢圖和留言板等功能。它不用編寫監(jiān)控程序,界面設計集中在觸摸屏的組態(tài)軟件Easybuilding500中。見圖3。 另外,觸摸屏與儀表的通信設置也非常簡單。只需在Easybuilding500組態(tài)軟件的參數設置中設置和。TMS320F2812儀表相對應的波特率、數據位、停止位、站號,然后把編輯好的界面下載到觸摸屏中,再用一條通信電纜就可成功地實現與TMS320F2812的通信。 4 結束語 本設計成功的用觸摸屏與TMS320F2812現場智能儀表進行通信,從而在工業(yè)現場不適應和無必要安放計算機情況下,實現了人機之間的信息交互,從而達到了控制的目的。此外,該設計還減輕了下位機的工作負擔,用戶不用編寫復雜的監(jiān)控子程序,同時監(jiān)控界面美觀生動．觸摸屏成本低,方便耐用,通訊穩(wěn)定。