基于多点网络的水厂自动监控系统设计Design of MPI Based Automatic Monitoring and Control System in Water Works刘 美 俊(湖南工程学院，湘潭411101)摘要针对水厂工作水泵多、现场离控制站距离远的特点，提出了一种基于MPI多点网络的自动监控系统的设计方法，分析了系统的工作原理，介绍了系统中数据的采集与处理、主站与从站的通信原理以及系统软件的设计。由于这种系统的主、从站PLC之间采用MPI网络通信，具有运行可靠、性能价格比高的特点，所以适用于中小规模水厂的分布式监控场合。关键词多点网络主站从站监控系统Abstract Ina ccordancew ithth efe atuersof w aterw orks,i. e. ，manyp umpsin o perationa ndth ep umps， farfor mt hec ontrolst ation,th em ethodo fdesigninga na utomati(〕monitoringa ndc ontorlsy stemb asedo nM PIis p resented.Th eo perationalpr incipleo fth esy stemi san alyzed,th ed atac olection,data processing; communication between master station and slave station as wel as design and system software are discussed. Because MPI network communicationis used among master station, slave stations and PLC, the system is reliable and high cost-efective. It is， suitable for smal and mediumsized water works for distrbuted monitoring and control.Keywords MPI Masterst ation Slaves tation Monitoringa ndc ontorlsy stem 自来 水 厂 的自动控制系统一般分为两大部分，一对组态硬件要求较高，投资较大。相对而言，MPI网是水源地深水泵的工作控制，一是水厂区变频恒压供络速度可达187.5 M bps，通过一级中继器传输距离可水控制，两部分的实际距离通常都比较远。某厂水源达Ikm 。根据水厂的具体情况，确定以MPI方式组地有3台深井泵给水厂区的蓄水池供水。水厂区的成网络，主站PLC为S7-300系列的CPU3121FM，从任务是对水池的水进行消毒处理后，通过加压泵向管站为S7-200系列的CPU222。这样既满足了系统要路恒压供水。选用Siemens公司的S7系列可编程控求，又相对于Profibus网络节省了三分之一的成本，制器(PLC)和上位机组成实时数据采集和监控系统， 这种分布式监控系统具有较高的性能价格比。系统对深水泵进行远程控制，对供水泵采用变频器进行恒中PLC的物理层采用RS - 485接口，网络延伸选用压控制以保证整个水厂的电机设备安全、可靠地运带防雷保护的中继器，使系统的安全运行得到了保行。证。MPI网络的拓扑结构如图1所示。1 多点网络(NWI)监控系统的组成Sie me ns 公司S7系列PLC通常有MP」多点网络与Profibus现场总线网络两种组网方式。Profibus现场总线的应用目前较为普遍，通用性较好，它由Profibus一DP, Profibus一FMS, Profibus一PA组成。Profibus - DP型用于分散外设间的数据传输，传输速率为9.6kbps一12Mbps，主要用于现场控制器与分散1/0之间的通信，可满足交直流调速系统快速响应的时间要求，特别适合于加工自动化领域的应用;Profibus - FMS主要解决车间级通信问题，完成中等传输速度的循环或非循环数据交换任务，适用于纺织、楼宇自动化、可编程控制器、低压开关等;Profibus - PA型采用了OSI模型的物理层和数据链路层，适用于过程自动化的总线类型。
上传时间： 2013-10-09
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C8051F040/1/2/3/4/5/6/7混合信号ISP FLASH 微控制器数 据 手 册 C8051F04x 系列器件是完全集成的混合信号片上系统型MCU，具有64 个数字I/O 引脚（C8051F040/2/4/6）或32 个数字I/O 引脚（C8051F041/3/5/7），片内集成了一个CAN2.0B 控制器。下面列出了一些主要特性；有关某一产品的具体特性参见表1.1。 高速、流水线结构的8051 兼容的CIP-51 内核（可达25MIPS） 控制器局域网（CAN2.0B）控制器，具有32 个消息对象，每个消息对象有其自己的标识 全速、非侵入式的在系统调试接口（片内） 真正12 位（C8051F040/1）或10 位（C8051F042/3/4/5/6/7）、100 ksps 的ADC，带PGA 和8 通道模拟多路开关 允许高电压差分放大器输入到12/10 位ADC（60V 峰-峰值），增益可编程 真正8 位500 ksps 的ADC，带PGA 和8 通道模拟多路开关（C8051F040/1/2/3） 两个12 位DAC，具有可编程数据更新方式（C8051F040/1/2/3） 64KB（C8051F040/1/2/3/4/5）或32KB（C8051F046/7）可在系统编程的FLASH 存储器 4352（4K+256）字节的片内RAM 可寻址64KB 地址空间的外部数据存储器接口 硬件实现的SPI、SMBus/ I2C 和两个UART 串行接口 5 个通用的16 位定时器 具有6 个捕捉/比较模块的可编程计数器/定时器阵列 片内看门狗定时器、VDD 监视器和温度传感器具有片内VDD 监视器、看门狗定时器和时钟振荡器的C8051F04x 系列器件是真正能独立工作的片上系统。所有模拟和数字外设均可由用户固件使能/禁止和配置。FLASH 存储器还具有在系统重新编程能力，可用于非易失性数据存储，并允许现场更新8051 固件。片内JTAG 调试电路允许使用安装在最终应用系统上的产品MCU 进行非侵入式（不占用片内资源）、全速、在系统调试。该调试系统支持观察和修改存储器和寄存器，支持断点、观察点、单步及运行和停机命令。在使用JTAG 调试时，所有的模拟和数字外设都可全功能运行。每个MCU 都可在工业温度范围（-45℃到+85℃）工作，工作电压为2.7 ~ 3.6V。端口I/O、/RST和JTAG 引脚都容许5V 的输入信号电压。C8051F040/2/4/6 为100 脚TQFP 封装（见图1.1 和图1.3的框图）。C8051F041/3/5/7 为64 脚TQFP 封装（见图1.2 和图1.4 的框图）。
上传时间： 2013-10-24
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C8051Fxxx 系列单片机是完全集成的混合信号系统级芯片，具有与8051 兼容的微控制器内核，与MCS-51 指令集完全兼容。除了具有标准8052 的数字外设部件之外，片内还集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其它数字外设及功能部件。参见表1.1 的产品选择指南可快速查看每个MCU 的特性。 MCU 中的外设或功能部件包括模拟多路选择器、可编程增益放大器、ADC、DAC、电压比较器、电压基准、温度传感器、SMBus/ I2C、UART、SPI、可编程计数器/定时器阵列（PCA）、定时器、数字I/O 端口、电源监视器、看门狗定时器（WDT）和时钟振荡器等。所有器件都有内置的FLASH 程序存储器和256 字节的内部RAM，有些器件内部还有位于外部数据存储器空间的RAM，即XRAM。C8051Fxxx 单片机采用流水线结构，机器周期由标准的12 个系统时钟周期降为1 个系统时钟周期，处理能力大大提高，峰值性能可达25MIPS。C8051Fxxx 单片机是真正能独立工作的片上系统（SOC）。每个MCU 都能有效地管理模拟和数字外设，可以关闭单个或全部外设以节省功耗。FLASH 存储器还具有在系统重新编程能力，可用于非易失性数据存储，并允许现场更新8051 固件。应用程序可以使用MOVC 和MOVX 指令对FLASH 进行读或改写，每次读或写一个字节。这一特性允许将程序存储器用于非易失性数据存储以及在软件控制下更新程序代码。片内JTAG 调试支持功能允许使用安装在最终应用系统上的产品MCU 进行非侵入式（不占用片内资源）、全速、在系统调试。该调试系统支持观察和修改存储器和寄存器，支持断点、单步、运行和停机命令。在使用JTAG 调试时，所有的模拟和数字外设都可全功能运行。每个MCU 都可在工业温度范围（-45℃到+85℃）内用2.7V-3.6V（F018/019 为2.8V-3.6V）的电压工作。端口I/O、/RST 和JTAG 引脚都容许5V 的输入信号电压。
上传时间： 2013-11-14
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可编程控制器缩写为PC，为了与个人计算机的PC相区别，有时在PC中人为地增加了L而写成PLC。
标签： 可编程序控制器
上传时间： 2014-05-07
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提出一种以现场可编程门阵列（FPGA）为硬件核心的钢丝绳漏磁无损检测系统设计方案，设计了外围电路并对嵌入式IP软核进行了配置，利用C语言和VHDL硬件描述语言编写了检测系统软件程序。实验表明该系统具有功耗低、运算能力强、精度高、便于携带等优点。
上传时间： 2013-11-17
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介绍了多入多出-正交频分复用（MIMO-OFDM）系统，并分析了其发射机的实现原理。充分利用Altera公司Stratix系列现场可编程门阵列（FPGA）芯片和IP（知识产权）核，提出了一种切实可行的MIMO-OFDM基带系统发射机的FPGA实现方法。重点论述了适合于FPGA实现的对角空时分层编码（D-BLAST）的方法和实现原理以及各个主要模块的工作原理。并给出了其在ModelSim环境下的仿真结果。结果表明，本设计具有设计简单、快速、高效和实时性好等特点。
上传时间： 2013-10-13
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现场可编程门阵列（FPGA）与模数转换器（ADC）数字数据输出的接口是一项常见的工程设计挑战。此外，ADC使用多种多样的数字数据样式和标准，使这项挑战更加复杂。本资料将告诉您有关在高速数据转换器实现方案中使用LVDS的应用诀窍和技巧。
上传时间： 2013-10-09
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赛灵思的新型可扩展式处理平台架构可为开发人员提供无与伦比的系统性能、灵活性、可扩展性和集成度，并为降低系统功耗、成本和缩小尺寸进行了精心优化。 可扩展式处理平台基于 ARM 的双核 Cortex™-A9MPCore 处理器以及赛灵思的 28nm 可编程逻辑之上，采用以处理器为核心的设计方案，并能定义通过标准设计方法实施的综合处理器系统。这种方案可为软件开发人员在功能齐备且强大的优化型低成本低功耗处理平台上提供熟悉的编程环境。
上传时间： 2013-11-20
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CoreFFT 是Actel 公司提供的基于Actel FPGA 结构优化的微秒级FFT 运算软核，为客户提供功能强大和高效的DSP 解决方案。CoreFFT 应用于Actel 以Flash 和反熔丝技术为基础的现场可编程门阵列（FPGA）器件，专为讲求高可靠性的应用场合而设计，如雷达、地面和高空通信、声学、石油和医疗信号处理等，应用于需要耐受高温并对固件错误和辐射有免疫能力的场合。CoreFFT 可生成专为Actel FPGA 而优化的软核，进行FFT 变换，将信号从时域转移至频域，从而分析信号的频谱构成。
上传时间： 2014-01-17
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随着混沌理论应用于产生伪随机序列的发展，用现场可编程逻辑门阵列实现了基于TD—ERCS混沌的伪随机序列发生器．为了便于硬件实现并减少硬件占用资源．对原算法(即基于TD—ERCS构造伪随机序列发生器的算法)进行了适当改进，密钥空间缩减到2⋯．设计采用双精度浮点运算，选用Cyclone系列的EPIC20F400芯片。完成了CPRSG的系统仿真实验．系统的硬件电路占用17716个逻辑单元，占芯片资源88％，工作频率50 MHz，EPRS产生速率10 Mbps．
上传时间： 2013-10-28
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