Bailey DCS卡件IMCPM02 Elsag Bailey Infi 90 Communication Port 6639665A1
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自七十年代以來，以微機為核心的分布式控制系統將現代科技的成就：計算機（Computer），通訊（Communication），和自動化控制（Control）技術（簡稱3C技術）集為一體形成集散控制系統，它采用危險分散、控制分散，而操作和管理集中的基本設計思想、多層分級的結構形式，使其可以勝任各種復雜實時控制的要求。
實時控制是計算機應用的一個重要而極富潛力的方面，它主要包含實時性和多任務性兩大特點。實時性是指在控制系統中，控制行為必須在的時間內開始和完成，信號要求按時序發送;多任務性是指系統中有多個獨立和/或半獨立的任務，同時分別執行對不同信號的處理和對不同設備、不同過程的控制。某型水下機器人的控制系統屬于典型的實時控制問題，要求在一個節拍（0.5秒）內系統完成對各路傳感裝置的信息獲取、控制計算、推力分配、分發控制指令，為此自行設計了一個小型集散控制系統，其系統構成如圖1所示。
2 系統的工作流程
如圖1所示，處在水下的三個單片機主要負責數據采集，經處理后再通過串口將數據傳送給上位機（動力定位控制主機）;由兩臺聲納解算機單獨完成對多普勒測速聲納、定位測高聲納反饋的水聲信號的處理，然后再將所需機器人的速度信息和位置姿態信息通過RS-485串口發送給上位機。上位機根據這些反饋信息作控制計算，然后將控制指令發送給單片機，由單片機控制各執行機構。
圖1 某型水下機器人控制系統結構簡圖
3 系統功能實現
3.1 硬件設計
根據分散控制、集中管理的設計思想并結合該課題的實際情況，設計了以動力定位控制主機為管理級計算機、以兩臺聲納解算機和主單片機為監控級計算機、兩片從單片機為直接控制機的三級控制系統，其中主、從單片機均選用80c196kc。
在傳感裝置的選用上，盡量選用抗干擾性強的智能傳感儀器，同時考慮到預研項目的經費情況，也用了一些常規的傳感器。另外，由于機器人外部有很多傳感器，而艙室空間又十分有限，因而本文參考現場總線控制系統信息處理現場化的思想在機器人外部放置了一個單片機，完成這些傳感器數據的處理后再上傳給主單片機。試驗表明，這種方案不僅可以緩解主單片機的工作壓力，實現分布系統的設計思想，還可以減少信號傳輸線上的共模干擾。
控制系統的執行機構主要是五臺推進電機、舵、及縱橫傾調節裝置。其中縱橫傾調節裝置為24V力矩電機帶動滑塊移動從而調節水下機器人的縱橫傾，經高性能光電隔離芯片后與從單片機1并行口連接。在水下機器人的運動過程中，隨時可能要改變推進電機的轉速以得到不同的推進力，而變頻調速是實現電機調速的方式。本系統采用臺達VFD-A/H型變頻器，它不僅可以實現各種轉速曲線，而且還具有過壓、過流、過熱等完善的保護措施。該變頻器與控制系統的接口為RS485串行口，一塊CPUzui多可接32個變頻器。
3.2 系統通訊
從圖1中可以看出，該控制系統是一個典型的多機系統，多機系統的關鍵技術和難題之一是信息共享，這一難題解決的好壞直接關系到控制系統能否順利實現對水下機器人的運動控制。根據控制系統的實際情況和上位機對執行機構隨動的要求，本文采用了并行通訊與串行通訊相結合的通訊方式，以下將簡要介紹這幾種通訊方式。
3.2.1 單片機1與五臺變頻器之間的通訊
采用標準串行口RS485半雙工通訊方式，原理如圖2所示。其中，從單片機1作為主機，波特率為9600bps,奇校驗，模式3方式,字符8位、起始位1位、停止位1位、1位地址/數據位，共11位。由于是點對多點的通訊，因而采用地址位喚醒方式，五臺變頻調速器的地址分別是$00～$04。
圖2 從單片機1與變頻調速器間的通訊電路
圖3 主、從單片機間的通訊電路
由于RS-485為半雙工通訊方式，同一時刻只允許CPU工作在發送（或接收）一種工作方式下，因而在從單片機1中設有發送/接收切換程序。在初始化時，將P2.6和P2.7清零使從單片機1串口只接收數據，以中斷方式接收變頻器數據;在發送程序中，首先將P2.6和P2.7置位使從單片機1串口工作在發送方式，發送完畢后再將P2.6和P2.7清零，這樣就實現了從單片機1與變頻器之間的半雙工通訊。
BAILEY METER AC44P MODEL 200 POSITIONER CONTROL SYSTEM 52474
BAILEY CONTROLS IEMMU01 USPP IEMMU01
BAILEY CONTROLS 6634045J1 USPP 6634045J1
BAILEY CONTROLS 6632100A1 NSFP 6632100A1
BAILEY CONTROLS NDLS-02 USPP NDLS02
BAILEY CONTROLS 6624527L2 USPP 6624527L2
BAILEY CONTROLS TT10 NSFP TT10
BAILEY CONTROLS CRI715-IB NSPP CRI715IB
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BAILEY CONTROLS AI1508 USPP AI1508
BAILEY CONTROLS IMCIS-12 USPP IMCIS12
BAILEY CONTROLS 1948118E1 USPP 1948118E1
BAILEY CONTROLS 1948017A1 USPP 1948017A1
BAILEY I/O CONTROL NCIS01 *NICE*
BAILEY CONTROLS BC23215110 PRESSURE TRANSMITTER 30IN H2O 3600PSI 4-20MA 55432
BAILEY CONTROLS NAOM-01 USPP NAOM01
BAILEY CONTROLS 6642016D2 NSPP 6642016D2
BAILEY CONTROLS NIAC02 USPP NIAC02
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BAILEY CONTROLS ACME NPSI03 PS63534 DC POWER SUPPLY 24VDC 10.9A AMP 240VAC 57439
BAILEY CONTROLS NKAS11-10 USPP NKAS1110
BAILEY CONTROLS NASM-01 USPP NASM01
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BAILEY CONTROLS RAC0497424 USPP RAC0497424
BAILEY CONTROLS NDSM-03 USPP NDSM03
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BAILEY CONTROLS EQN26 USPP EQN26
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BAILEY CONTROLS NTCS-02 USPP NTCS02
BAILEY CONTROLS AV1110000 USPP AV1110000
