DCS现场控制站中MIC-2718驱动程序的开发

目 （２ ３ １５）河 北 大学 青 年 基 金 （０ ８１ ） ３ １５０ ； ２ ０ －８
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化 工
自 动 化 及 仪 表
第３ ８卷
多 ， 计最复 杂 。下 面 以 Ａ 卡 为例 ， 明驱 动程 设 Ｉ 说 序和 采集程 序 的设计 过程 。 ２ １ Ｍ Ｃ２ １ 。 Ｉ － ８的硬件特 性 ７
３ ．河 北 大 学 电信 学 院 ， 北 保 定 ０ １０ ） 河 ７ ０ ２
摘
要
介 绍 了该 Ｄ Ｓ系统 中现 场 控 制 站 的 软 、 件 组 成 和 系 统 的 具 体 工作 过 程 。 以 模 拟 量 输 入 板 卡 Ｃ 硬
ＭＩ一７ ８为 例 ， 明 了基 于 Ｗｉ ｏ ｓ Ｅ操 作 系统 ， 发 板 卡 驱 动 程 序 的 过 程 ， 效 地 实现 了数 据 采 集 与 Ｃ２ １ 说 ｎ ｗ ｄ Ｃ 开 有
选项 ， 创建 驱 动程 序 工 程 ２ １ｄｌ在 ２ １ｄ１ｃｐ ７８ ｌ ； ７ ８ｌ ｐ ． 下设计 各 接 口函数 ， 中 Ｍ ＩＩｉ Ｍ Ｉ Ｄ ｉｔ 其 Ａ —ｎｔ Ａ — ｅ ｉ、 、 ｎ
ＭＡＩ Ｏｐ ｎ、 ｅ ＭＡＩ Ｃｏ ｌｓ ｅ和
— —
置初 值读／ 时 ， 写 先读／ 写低 ８位 再 读／ 高 ８位 。 写
道 号 。为 了 增 强程 序 的 可读 性 ， 应 将 Ｂ Ｓ 还 Ａ Ｅ＋
０ １中 １ ／ ２位 二进 制数 的 Ａ Ｄ结果 换成 具体 的电 ／
模拟量输 入板卡 ＭＩ 一７ ８是一 个高增 益 、 Ｃ２ １ 高 性能 的多功 能 数据 采 集板 。放 大 器增 益 可程 控 ；
支持 １ ６路单端 或 ８路 差分输 入 ； 内置 １ 的 ＦＦ Ｋ ＩＯ 缓 冲 区； ２位 Ａ Ｄ转 换 器 ， 换 频 率 最 高 可 达 １ ／ 转 １０ Ｈ ， ０ Ｋ ｚ最大转 换 时 间为 ８ ， 软 件 触发 、 时 ｓ有 定
ａ ．根 据输 人方 式设 置 转换 通道 范 围 和各通
多， 其数据 的读 取速度可能低 于 Ａ 板 卡 的 Ａ Ｄ转 Ｉ ／
换速度 ， 时可以使用 Ａ 内置的 ＦＦ 此 Ｉ ＩＯ缓冲器 。在 该方式 下 ， 转换数据会依 次存入 ＦＦ ＩＯ的缓冲 区中 ， 最多 可以存储 ５２次 Ａ Ｄ的转 换结果 。转 换数据 １ ／ 从寄存器 Ｂ Ｓ ２ ／４中读取 （ Ａ Ｅ＋ ４中位转 Ａ Ｅ＋ ３ ２ ＢＳ ２ 换结果 的高 ８位 ； Ａ Ｅ＋ ３中高 ４位是 转换结 果 ＢＳ ２ 的低 ４位 ，Ａ Ｅ＋ ３中的低 ４位为转 换通 道号 ） ＢＳ ２ 。 在寄存器 Ｂ Ｓ ６的 Ｄ Ａ Ｅ＋ Ｏ位 置 １可以使 ＦＦ ＩＯ中断
、
数据 等操 作 。设计 中主要 用 到 Ｗｉ ｏ ｓＣ ｎ ｗ Ｅ驱动 ｄ 程序 开发包 中 的两个 函数 ： 向指 定 端 口地 址读 出
一
算器 计 数 初 值 Ｄｖ ｉｌ和 Ｄｖ 的计 算 公 式 ： ａｅ ｉ ２ Ｐｃｒ
ｒｔ Ｆｌ／ Ｄｖ Ｄｖ ） 触 发 频 的 范 围 为 ａｅ： ｏ （ ｉｌ ｋ ｉ ， ２ ０ ０ ０２ Ｈ ２ ５ ｚ ．０ ３ ｚ～ ． ＭＨ 。通过 Ｂ Ｓ Ａ Ｅ＋１ ０的 Ｄ Ｏ位 来自堡 鉴Ｉ 幽４
４ ｒ—－ —－—————－ －－１ ●
Ｉ鉴 筐 堡Ｉ
（ Ｋ． Ｉ Ｎ Ｂ Ｎ）
板 卡 型号增 加 时所 需 的新 的应用 程序 。 ２ Ａｌ 驱动 与采集 程序 的设计 与 实现 卡
Ｉ ｔ
Ｌ——＿一 应用程序 Ｌ—一 ＿ Ｊ
Ｗｉｄ ｗｓ Ｅ 作 系统 ｎｏ 操 Ｃ
压值 。单 极 性 输 入 时 （ ０～Ｒ ，０ ００ ０ ０ ０ Ｖ） ０ ０ ０ ０ ０ ０
器触 发和 外部 触 发 ３种方 式 ； 内含 插 入式 接线 端
对应 ０ １１ １１１１ 对应 Ｒ 双极性 输入时 Ｖ、１１１１ １１ Ｖ；
（一Ｒ ～Ｒ ， ０ ０ ０ ０ ０ ０对 一Ｒ １１ Ｖ） ０ ０ ０ ０ Ｏ Ｏ Ｖ、 １１ １ １ １ １ 应 Ｒ １ １１ １ 对 Ｖ。
Ｂ ｉ ｅ Ｐ 中选择 “ Ｅ Ｄ ｎ ｍ ｃＬｎ ｉ ａｙ ｕｌ ｒ（ Ｂ） ｄ ＷＣ ｙａ ｉ—ｉｋＬｂ ｒ” ｒ
（Ｃ ） ０ 允许 定时触 发 Ａ ， 根据 要求 的触 发 Ｔ０ 清 ， Ｉ并 频率计算 计数器 初值 。Ｃ ｕｔ ｌ和 Ｃｕｔｒ ｏｎｅ ｒ ｏｎｅ２的初
值 分别 写 入 寄存 器 Ｂ ｓ ａｅ＋１ ３和 Ｂ ｓ ４中， ａｅ＋１ 设
第 ７期
闫 国英 等 ． Ｃ Ｄ Ｓ现 场 控 制站 中 ＭＩ－７ ８驱 动程 序 的 开 发 Ｃ２ １
Ｄ Ｓ 现 场 控 制 站 中 ＭＩ ２ １ Ｃ ７ 动 程 序 的 开 发 Ｃ－ ８驱
闰 国 英 马 桂 艳 杨 进
（ ．河北大学物理科学与技术学院 ， １ 河北 保定 ０ １０ ； ． ７ ０ ２ ２ 保定英利新能源有限公司 ， 河北 保定 ０ １０ ７０ ０
个 字 节 函数 Ｕ Ｈ Ｒ Ｒ Ａ Ｐ Ｒ Ｃ Ａ Ｅ Ｄ— Ｏ Ｔ—Ｕ Ｈ Ｒ Ｃ Ａ
（ Ｕ Ｈ Ｒ Ｐ ｒ ） 向指 定 端 口地 址 写 入 一 个 字 Ｐ Ｃ Ａ ｏｔ 和 节 的 函 数 Ｖ Ｉ ＩＥ—Ｐ Ｒ Ｏ Ｄ ＷＲ Ｔ Ｏ Ｔ—Ｕ Ｈ Ｒ（ Ｐ — Ｃ Ａ Ｕ Ｃ ＲＰ ｒ， Ｃ Ａ ａ ｅ） ＨＡ ｔ Ｕ Ｈ Ｒ Ｖ ｌ 。驱动程 序的设计 过 ｏ ｕ 程 应遵循 ： Ｗｉｄｗ Ｅ的平 台 构造 器 Ｐａｏｍ 在 ｎ ｏ ｓＣ ｌｆｒ ｔ
Ｗｉｄ ｗ Ｅ不支持 Ｍ Ｃ２ ０ ｎ ｏ ｓＣ Ｉ ．０ ０下 自带 的接 口
函数 ， 因此用 户需要 根 据各板 卡 的硬件 特性 ， 计 设
板 卡 的驱动 程序 ， 并将 其作 为 Ｗｉｄｗ Ｅ的组 件 ｎｏ ｓ Ｃ
之一 ， 添加 到 系 统 内核 中 ， 现 数据 的采 集 与 输 实
输 出。
关 键 词 现 场控 制 站
Ｗｉｄｗ Ｅ ＭＩ一７ ８ 驱 动 程 序 ｎ ｏ ｓＣ Ｃ２ １
中图分 类号
Ｔ ３２ Ｐ ０
文献 标识 码 Ａ
文章 编号 １０ －９２ ２ １ ）７０ ９ － ０ ０３ ３ （０ ０ －８ １ ３ １ ０
典 型 Ｄ Ｓ系统 主要 由现 场控 制 站 、 作员 站 Ｃ 操
１ 现 场控 制站 的组成
控 制 主机根 据工 程 师 站 下 装 的 组 态信 息 ， 对 ＩＯ通道 进行 信 号 采 集 与输 出 ， 把 采集 到 的数 ／ 并 据 及 时发往 各操作 员站 ， 同时 ， 接受 各操 作员 站 的 实 时控 制 。应 用 程 序部 分 采 用 了模 块 化 设 计 ， 由
＿
初始值 开始计 数 ） 。 ｄ ．使用 ＦＦ （ ＩＯ 先入先 出） 式 。当采 集数 据 方
的速度较高时 ， 由于 Ｗｉｄｗ Ｅ系统 处理任 务 较 ｎ ｏ ｓＣ
｛ ｅｕ １ ｒｔｍ ；｝
对 Ａ 卡进 行 数 据 采 集 主要 用 到 ＭＡ — ｅｄ Ｉ Ｉ Ｒ ａ 函数 ， 直 接 与 Ａ 板 卡 的硬 件 特性 相关 ，而 Ａ 它 Ｉ Ｉ 板 卡的硬 件特性通 过对各 功能寄存 器 的设 置来 实 现， 每个功 能寄存器 的地址 都 由 Ａ 基地址 的偏移 Ｉ 量决 定 。设 计 内容 包含 以下几点 ：
在 Ｂ ｓ ５中设 定 定 时器 的工作 方 式 为可 重 复 ａｅ＋１ 循环 计数 方 式 （ 数 器 满 后 自动 初 始化 ， 计 重新 从
ＭＡ — ｉ ＩＷｒｅ的设 计 比较 ｔ
简单 ， 只需直接给出函数 的返 回值 ， 典型代码为：
Ｄ ＷＯＲＤ Ｉ Ｉｉ Ｄ ＭＡ ｎ （ ＷＯ Ｄ ｄ Ｃ ｎ ｘ） ｔ Ｒ ｗ ｏｔ ｔ ｅ
—
可编程计数／ 时器完成 对 Ａ 的定 时触发 。８５ 定 Ｉ ２４
芯片 内部 具有 ３个 独 立 的 １ 计 数器 。本 设 计 ６位 中 ， 数 器 ０未 用 ， 数 器 １和 计 数 器 ２级 联 ， 计 计
Ｃｏｅ ＭＡ ｅｄ和 ＭＡ — ｉ ， ｌｓ 、 ＩＲ ａ ＩＷｒｅ 以上 函数 分别对 ｔ
现场 控制 站 目前多 采用 ３ ２位微 处理 机 ， 般 一 无 人机接 口， 机 后 自动 运 行 Ｅ Ｒ Ｍ 或 硬 盘 上 开 ＰＯ 的应 用程 序 。本系 统 中现场控 制站 的硬 件及 软 件
系统 结构 设 计 如 图 １所 示 。系 统 由相 关 支 撑 硬
态要 求和 实 际的工艺 过程 ， 进行 实时 的数 据采 集 ，
１ ２ 应用程 序 的设 计 ．
和工程 师站 组 成 。其 中 ， 场 控制 站 是 面 向现 场 现
的过程 接 口装 置 ， 现 系 统 主要 的控 制 功 能 。实 实 际工业 过程 中要求 现 场控制 站具 有很 高 的可靠 性 和实 时 ｌ 生。采用 ＭＩ －０ ０工 业 控 制 计 算 机 作 为 Ｃ２ ０ 硬 件 ， 用 Ｗｉｄｗ Ｅ 作 为 实 时 操 作 系统 开 发 采 ｎ ｏ ｓＣ Ｄ Ｓ的现场 控制 站 ， 很 好 地 满 足 实 时性 和 可 靠 Ｃ 能 性 等要求 － 。笔者对 该 系统现 场控 制站 中数据 采 ． 集 与输 出环节 的实 现过 程作 一介 绍 。
以下 ４个 模块 组成 ：
ａ ．网络通 信 模块 。接 收工 程 师 站 的组 态 信 息， 并将 采集 到 的实 时 数 据 和报 警 信 息及 时广 播
到 各操作 员站 ， 供其 实 时显示 、 优化计 算 和报警 打 印等 。 ｂ ．数据 采集 模 块 。根 据 工 程 师 站 的 ＩＯ组 ／
１ １ 硬件 设计 ．
本 系统 采 用 台湾 研 华 公 司 Ｍ Ｃ２ ０ Ｉ ． ０的 系列 ０
Ｄ Ｏ卡输 出控 制结 果 。
ｄ 可 扩展 模 块 。预 留 给 系 统 ， 于 功 能 扩 ． 用