常見通訊協議范文

導語：如何才能寫好一篇常見通訊協議，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：BMS系統;BA系統;SA系統;FA系統

1 BMS系統集成的主要模式

1.1 以硬接點方式進行系統集成

這種方式是系統集成最初的手段，通過增加一個設備子系統的輸入／輸出接點或傳感器，接入另一個設備子系統的輸入／輸出接點進行集成。

1.2 以串行通訊方式進行系統集成

常見的方式是將現場控制器加以改造，增加串行通訊接口，使之可以與其它設備子系統進行通訊。設備子系統之間的信息交換通過通訊協議的轉換實現。

1.3 以樓宇自控系統BA為平臺進行系統集成

樓宇自控系統可以通過計算機網絡聯接其它集成子系統，樓宇自控系統可以監測、控制和管理其它集成子系統。由此產生了以樓宇自控系統為平臺的系統集成方式。

1.4 基于子系統平等方式進行系統集成

基于子系統平等方式進行系統集成是建立系統集成管理網絡，將各子系統視為下層現場控制網，并都以平等方式集成；系統集成管理網絡運行系統集成高性能實時數據庫(系統集成數據庫)，各子系統的實時數據，通過開放的工業標準接口(如OPC接口)轉換成統一的格式存儲在系統集成數據庫中；系統集成管理網絡通過BMS系統核心調度程序對各子系統實現統一管理、監控及信息交換。

2 通常BMS系統集成的常見系統

2.1 樓宇自控系統(BA)

對于以樓宇自控系統BA為平臺的BMS系統，可以避免BA系統大量數據對外的傳送，同時也可以減少BMS實施的工作量。

2.2 綜合保安系統 (SA)

SA系統通?？梢园ǎ洪]路電視監控系統、防盜報警系統等。

2.3 消防系統(FA)

在國內建筑業中，消防系統的安裝要求消防系統安裝公司獨立的施工，這樣也就限制了消防系統與其他智能化系統的功能集成。通常BMS系統對于消防系統采用只監不控的原則，這樣做的目的在于保證消防系統在工作過程之中不受到其他系統的影響。

3 由于BMS系統在智能建筑之中所處的地位，它具有以下特點

（1）技術含量高。

（2）能夠根據實際需要靈活的接入子系統。

（3）對于子系統及其通訊協議的依賴性比較強。

（4）真正成熟的產品不多。

4 BMS項目過程中各個階段的體會

4.1 需求分析階段

需求分析是在項目投標前的一項工作。此階段的難點主要在于業主可能不能夠準確的提出自己的需求，或是提出的需求存在不能實現或者不合理的地方。這時就需要集成商從商務和技術兩方面出發，根據業主在此預計的投入和建筑物的實際規模、各個系統的實際情況等因素，及時和業主進行溝通，給該建筑中BMS系統一個更為合理的定位。

4.2 方案設計階段

就目前BMS系統發展情況來說，許多BMS產品已經有了較為完善的二次開發工具和接口驅動程序庫。此時，BMS項目成敗的關鍵已經不是“能做什么”，而是“要做什么”。方案設計正是要解決這一問題。

BMS系統的方案設計不但需要有經驗的工程師綜合考慮整個建筑的整體功能和各個系統，而且還要從管理的角度對BMS系統的有用性進行分析。一個好的方案應該讓業主在管理上能夠感受到BMS系統為其節省了人的花費。

集成商還應該考慮要集成哪些系統。有些系統使用的產品可能不能提供集成商所需要的通訊協議，或者提供通訊協議的代價很高，那么這些系統在方案設計時，就不宜被集成到BMS系統中。

BMS系統還要考慮到向上的擴展，如BMS系統與物業管理等系統的集成。

聯動是BMS的一個重要的功能。BMS系統通常能夠很容易的實現聯動。但是在聯動設計時應該非常謹慎，不合理的聯動可能會讓其他的系統不能正常運轉。

4.3 各個分系統接入階段

該階段的技術難度非常大。集成商需要通過業主向相關產品供貨商索要該產品的接口通訊協議。常見的通訊形式和協議有DDE、NetApi、Socket、RS232、RS485、LonWorks、BACnet等。

4.4 用戶操作界面的開發階段

用戶操作界面的設計，包括監控點表的配置、相關圖片的制作、監測數據及報警的顯示、控制變量的下發等。用戶操作界面用來顯示各種設備中監測點的相關參數，并且為用戶對設備的控制提供了平臺。用戶操作界面最好采用以地理空間為線索的方式來表現，便于用戶對于整個系統的理解。

4.5 場調試階段

現場調試階段主要包括系統的安裝，調試。BMS系統的調試要在各個子系統調試完畢后進行，該系統在調試過程中需要于其他系統的實施人員密切配合。在具體的工程項目中，最好由BMS系統的實施方作為弱電總包方，這樣在現場調工作中會事半功倍。

現場調試還包括對子系統接口代碼的修改和用戶操作界面的修改。此時將決定BMS系統最終的結果。

為了保證系統的安全性，BMS系統應具有冗余、容錯功能，實現冗余切換、故障檢測與自診斷事故下的安全保障。BMS系統可采用基于Cluster集群技術的雙機互備的方式來解決。CJuster內各節點服務器通過一內部局域網相互通訊。當一臺節點服務器發生故障時，這臺服務器上所運行的應用程序將在另一節點服務器上被自動接管。當一個應用服務發生故障時，應用服務將被重新啟動或被另一臺服務器接管。

4.6 系統驗收階段

系統驗收按照《智能建筑工程質量驗收規范》進行。

4.7 用戶培訓等售后服務階段

BMS系統是一個復雜的系統，如何將系統完全地交給用戶自行管理、運用，是系統集成項目中最重要的關鍵環節。用戶對整個系統掌握的程度越高，他們在使用過程中對系統的利用也就越充分，給整個建筑帶來的效益也越明顯，對施工單位而言，后期的維護壓力將相應減少。

5 BMS項目當中容易遇到的問題

（1）業主需求不明確，系統集成的工作量難以確定。

（2）子系統供貨商不能提供或者不能準確提供的通訊協議。

（3）子系統供貨商提供的接口不能滿足要求。

（4）現場實施過程中子系統實際點表不能及時獲得。

（5）子系統施工過程中出現嚴重問題。

（6）軟、硬件之間可能會在運行環境的要求上有沖突。

有些比較老的產品可能只能運行在老的操作系統平臺上，如Windows98，而另外一些系統使用的產品又必須運行在WindowsNT或其他操作系統上。

篇2

Jabber等開放IM協議日趨受歡迎，Google talk、蘋果的ichat等IM客戶端都采用jabber，針對Linux/UNIX的gaim、Kopete等IM客戶端也都將jabber放在支持列表的首位，盡管國內市場的特殊情況注定jabber不可能很快流行，但jabber無疑將在未來IM市場中占有越來越重要的地位。

封閉平臺帶來的困擾

無論是哪一種IM，它們的基本工作原理都相同，即通過服務器來負責管理IM帳號的注冊、登錄以及數據傳輸。 這其中有兩種工作模式，一種模式是由服務器作完全的信息中轉，發送端首先將信息傳送到服務器上暫存，然后再由服務器轉交給目標端，這也是絕大多數IM所采用的機制。另一種是點對點的傳輸，即在服務器監管下、信息雙方建立連接，之后的所有信息交換都直接進行，這種模式不需要龐大的服務器資源，但相應的，開發商也較難在IM平臺上開辟增值性內容。基本上，以服務器為核心的IM平臺占據絕對主流的位置。

如你所見，絕大多數流行的IM平臺都是封閉性的，例如騰訊的QQ、微軟的MSN Messenger、Yahoo! Messenger、ICQ等等。封閉協議帶來的第一個問題就是，不同的IM平臺無法互聯互通，例如一個只使用MSN Messenger的用戶要同QQ用戶聯絡，那么除了安裝QQ軟件并申請一個帳號外別無它法，久而久之，你就會發現計算機中安裝了一大堆IM軟件，你也擁有一大堆IM帳號。微軟和雅虎目前已實現IM的互聯互通，但這更多是從商業角度出發而非真正為了用戶，而更糟糕的地方是，絕大多數IM廠商甚至都不愿意進行這樣的商業合作，IM相互封閉的情況依然是主流?；ヂ摶ネɡщy是封閉IM給用戶帶來的第一個麻煩，第二個麻煩來自于那些非Windows平臺的用戶，由于Windows在桌面領域占據壟斷地位，幾乎所有IM平臺便只考慮到Windows，如果用戶要使用Linux/UNIX，便會為此大傷腦筋，IM開發者完全忽視了這部分用戶，最終在自由程序員們的努力下，MSN Messenger、Yahoo! Messenger、ICQ、AIM等國外常見的即時通訊協議都獲得支持，GNOME桌面環境集成了Gaim即時通訊軟件，可以支持上述協議。KDE環境則集成了功能類似的Kopete，同樣是以插件的形式支持上述協議，這樣Linux平臺缺乏IM應用的問題才獲得一定的緩解。國內的Linux用戶大概就沒有這么幸運了，國內IM市場占據主導地位的是騰訊QQ，但國內的開源力量一直游離在國際開源業界之外，Gaim和Kopete都沒有支持QQ的插件（最新的Gaim 2.0已加入QQ支持，目前仍處于測試階段），騰訊官方不僅未給予支持反而設下諸多限制，最終，開源程序員們不得不另起爐灶開發兼容QQ的軟件，它們包括基于Java的Luma QQ和基于QT的EVA，兩者的功能都比較簡單、只能說達到可用的水平。

通過這樣的努力，Linux用戶們終于有IM可用，但問題并沒有就此解決，秉承自由意志的開源業界希望能夠徹底擺脫封閉的IM協議，而開發出真正技術先進、功能更強大的開放技術，Jabber項目便充分體現了這種思想。

開源開放的Jabber

Jabber（甲巴）項目始于1998年，該項目的創始人是一個名叫Jeremie Miller的美國人。jabber工程的目的是開發一個分布式、協議與源代碼都完全開放的即時通訊系統，目前整個工程都在Jabber軟件基金會管理下進行。2000年5月，Jabber工程了第一個產品：jabberd，它是一個服務器端的軟件，用戶可以借助它來構建開放性IM平臺。但與其他IM不同的是，jabberd不僅可用于創建私人的Jabber網絡，也可以加入全球的公共Jabber網絡，共通構造起一個分布式的即時通訊系統。Jabber項目之后，很快吸引了大量的自由程序員參與，Jabber工程越來越活躍，軟件品質、功能以及可擴展性都不斷提升，加之Jabber所具有的協議開放、免費使用等屬性，吸引了越來越多的用戶，Jabber的用戶群也因此快速增長。2003年，使用Jabber服務和客戶端的用戶超過ICQ；2005年，Google帶來了自己的Gtalk即時通訊軟件，它完全以Jabber為基礎，這在很大程度上增添了Jabber的魅力。除了互聯網公司外，Jabber也越來越多地應用于企業內部的通訊，這既可加強企業員工之間的通訊交流，又可避免互聯網上其他即時通訊系統對正常工作的干擾以及不安全性，這些優點讓Jabber深受許多企業管理人員的青睞。以Jabber作為基礎，一個開放性、全球統一的即時通訊應用浮出水面，大量的商業公司也紛紛參與其中，目前基于Jabber的服務器端軟件除了Jabber項目組自身的Jabberd/Jabber2外，還包括Antepo OPN（商業軟件，跨平臺）、Jabber XCP（商業軟件，跨平臺）、Merak IM（商業軟件，Windows）、xmppd.py（GPL，跨平臺）等七八種，客戶端軟件更是五花八門，總量超過50種，這其中既有專屬性的收費商業軟件、也有免費軟件，以GPL協議發行的自由軟件更是占據一大部分。Jabber平臺吸引了整個IM業界的積極參與，盡管它一直處于后臺沒有得到積極宣傳、公眾對其少有了解，但Jabber無疑具有成為主導性IM平臺的潛力。

采用XMPP通訊協議作為基礎是Jabber具有完全開放性特征的關鍵。XMPP全稱為“Extensible Messaging & Presence Protocol”，即“可擴展消息處理現場協議”，它是一種基于XML語言的通訊協議，可用于即時通訊、在線現場探測等許多領域，促進服務器之間的準即時操作。XMPP的最終目的是允許互聯網用戶向其他任何互聯網上的用戶發送即時消息，而不管對方采用何種操作系統和瀏覽器。為了讓其成為互聯網上廣泛通行的標準，IEEE成立了XMPP工作組來負責此事，并將相應的技術規格出版為RFC 3920及RFC 3921；IETF（因特網工程工作組）也將它接納為正式的標準，目前工作組的重點在于提高XMPP的通信安全性，XMPP最終有望實現使用鑒定、訪問控制、高級隱私、逐跳加密、端端加密等大量的安全技術，確保用戶的通信內容不會發生泄漏。許多用戶都將Jabber協議與XMPP協議等同起來，這其實是一種技術上的誤解。因為XMPP是一套通用性，位于應用程序之間的中間件，它可以支持即時通訊平臺以及其他點對點通信相關的軟件應用，而Jabber只是一個基于XMPP的即時通訊協議，這兩者更多是一種繼承性的關系。

Jabber平臺的技術優勢

以開放的XML技術作為基礎讓Jabber可輕易獲得廣泛的支持，協議的完全開放性加上基于XML技術讓任何第三方工作者開發Jabber服務器軟件和客戶端成為可能，并且任何程序語言都可以用來編寫支持Jabber的客戶端，在這些語言中，常見的包括Delphi、Java、C/C++和Perl，此外還有PHP、Python、JavaScript，甚至連Flash ActionScript都可以拿來編寫Jabber客戶端，這也是現在Jabber客戶端不下五十種的主要原因之一。對于企業客戶來說，采用Jabber協議來建設自己的內部即時通訊系統非常簡單，因為技術資源、服務商都具高度可選擇性，而且可工作于Windows、Linux、UNIX和Mac等所有的操作平臺，這樣企業自身就擁有充分的自，不致于被某一家公司牢牢“綁架”。

分布式通訊是Jabber系統關鍵的特色之一。Jabber網絡的架構和電子郵件系統非常相似，任何人都可以通過Jabber服務器軟件來運行自己的Jabber網絡，網絡內部的通訊是以客戶端-服務器的方式進行，但如果將自己的Jabber網絡與其他Jabber網絡聯結起來，那么Jabber服務器之間是以點對點的方式進行通訊，通過這樣的模式，Jabber能夠支撐起一個覆蓋全球的分布式即時通訊系統。對用戶來說，選擇Jabber既可保護企業內部網絡的私密性、又不會被孤立起來成為信息孤島，這也是Jabber在企業領域日漸流行的一個重要原因。另外，Jabber系統對安全性相當注重，它所采用的XMPP協議已直接內建SASL及TLS等安全技術，信息在傳輸過程中都可以進行高等級的加密，確保即時消息不會被非法窺探。

Jabber平臺具有優越的擴展彈性，任何人都可以在XMPP核心協議的基礎上增加新的功能，而為了不致于出現混亂，Jabber的擴展套件都是由Jabber軟件基金會負責管理，企業用戶可以根據自己的需要使用不同的擴展，讓自己的Jabber即時通訊系統能擁有更多的新穎功能。而在應用彈性方面，Jabber也具有出色表現：它不僅可用于即時通訊平臺，而且可廣泛應用在網絡管理、內容供稿、協同工具、檔案共享、游戲、遠端系統監控等等，例如辦公協同套件可使用Jabber技術，讓網絡內用戶通過網頁直接進行對話，這項功能顯然是其他即時通訊平臺所無法比擬的。

盡管Jabber擁有諸多先進的技術特性，但作為不以盈利為目的的自由軟件，Jabber要讓普通的互聯網用戶認同尚需時日。傳統觀念普遍認為，商業軟件的軟件品質更讓人感到信賴，并且商業軟件有專業的支持，而自由軟件主要由一些愛好者在業余時間完成，難以在穩定性和可靠性方面同商業軟件相比。這種看法對于一些初生開源項目或許是成立的，但Jabber的歷史超過8年，數以百計的開發者為Jabber不斷努力，現在互聯網上已有數以萬計的Jabber服務器運行，百萬計的用戶在使用Jabber軟件，很多致力于為大型企業提供即時通訊服務的商業公司也都選擇Jabber作為自身的業務支撐，甚至連互聯網巨頭的Google也選擇Jabber作為Gtalk的通訊協議，這些實例足以證實Jabber具有卓越的可靠性。

Google支持Jabber

Jabber擁有先進的技術、一流的擴展性和安全性，加上協議完全開放，可以說是目前最優秀的即時通訊平臺之一。但在過去多年歷史中，Jabber更多活躍在企業領域，大眾市場很少涉及，原因就在于Jabber缺乏像MSN Messenger、Yahoo Messenger、QQ一樣的強大商業支持，這種局面在2005年Google涉足IM市場后宣告瓦解。Google Talk采用Jabber協議來向互聯網用戶提供其IM服務，Google Talk之初即以輕巧、簡約的特點讓人耳目一新，雖然受到其他IM平臺的干擾，Google Talk用戶群并不活躍，但憑借先進的技術、開放協議以及Google的強大實力為支撐，Google Talk被廣泛視為最有發展潛力的即時通訊平臺。2006年1月，Google Talk正式啟用服務器到服務器的通訊功能，用戶可與其他Jabber公共網絡的用戶實現無障礙的互聯互通，充分發揮出Jabber協議分布式的優點。另一方面，Jabber協議本身很容易為其他程序所整合，憑借這一特性，Google率先實現了Talk的網頁即時消息功能以及和Gmail電子郵件系統的整合，用戶無需安裝Google Talk客戶端，也不管使用哪一個操作系統和瀏覽器，都可以同其他Talk用戶和Jabber用戶發起在線通信，相比之下，其他IM平臺都不具備這樣的功能，騰訊目前雖然也在測試WebQQ，但它只對IE瀏覽器提供支持，無法實現跨平臺，且響應速度難如人意，難以同Jabber平臺相提并論。

Google Talk的出現，讓Jabber獲得強有力的商業支持，Jabber走出專業市場，進入大眾應用指日可待。除了Google之外，支持Jabber協議的客戶端還包括蘋果的ichat、KDE桌面環境的Kopete、Gnome環境的Gaim等，但它們都屬于多協議IM客戶端，而不像Google Talk那樣完全是以Jabber為基礎的，但這些客戶端在IM市場都有不小的影響。其中，蘋果的Mac OS X以唯美界面和人性化的操控著稱，在轉向X86平臺之后，Mac OS X的用戶群日益廣泛，連帶iChat的用戶不斷增多，盡管有相當多用戶不得不使用MSN，但Jabber平臺依然被強有力支持。KDE方面，Kopete被認為是Linux環境下最卓越的IM客戶端，秉承KDE界面華麗，使用人性化等優點，在開源領域具有相當大的影響。Gnome的Gaim則以簡潔，支持協議廣泛著稱，即將推出的Gaim 2.0甚至將支持騰訊的QQ協議，讓Gnome的用戶不必使用第三方的QQ客戶端，當然由于Jabber協議開放，Gaim 2.0可以對Jabber提供非常完美的支持。

Jabber的開放屬性讓任何IM客戶端都能夠輕易實現兼容，而任何封閉的IM平臺也都可以加入開源的Jabber代碼，實現與Jabber的單向互通。但幾乎沒有IM商業公司愿意這么干，盡管這可以讓自己的IM平臺擁有更多的連通資源，但也在為自由的Jabber壯大聲勢。微軟與雅虎大力倡導Messenger的互通，但這也是基于商業利益考量的合作結果，事實上雙方都沒有同Jabber互連的意愿，即便這在技術上更為簡單。

篇3

在選型之前我們先弄清楚目前主流的日系伺服與歐美系伺服的區別和設計理念：

1日本人認為要想達到很高的控制精度，你必須要用我的驅動放大器，還要用我的電機，而且日系伺服的編碼器信號采用通訊的方式，協議也是保密的。

至于伺服控制系統你可以選第三方的。

歐洲人認為要想達到很高的控制精度，你必須要用我的全集成的驅動控制器。

至于電機只要符合我們歐洲的標準就可以了，一般采用旋變或是正余弦信號的編碼器，不是日系的那種通訊編碼器，所以電機是哪家產的就不重要了。

2 日本伺服的供電電壓都是220V的，在供電380V的國家要配降壓變壓器，歐美伺服都是380V的；

3日本人認為伺服放大器上不需要太強的通訊功能，通訊功能放到他們的伺服控制器（可理解為他們各自的PLC）上就可以了；

歐美人的伺服驅動具備常用的控制功能，并且要與各個主流廠家的PLC能通訊，所以他們的驅動器都特別強，帶有各種通訊協議；

4日本伺服放大器都是一對一的，一驅動一電機，歐美的驅動是書列型的，一臺整流單元可以擴展很多伺服驅動，擴展性很強，比如西門子S120伺服。

綜上所述，不難看出歐美系的伺服是多么的昂貴，價格正常是日系伺服的2-3倍。

現在我們根據應用要求來定位究竟用日系的還是歐美系的，定位之前再分析一下國內各行各業主流伺服的市場份額，（此表來源于百度）

2018年中國伺服系統主要供應商業績與市場份額，其中西門子，施耐德為了在國內搶占市場，也不得不走日系伺服路線，分別推出了仿日系伺服，比如西門子的V90伺服，施耐德的 Lexium 23伺服等等，這樣從上表中不難看出，國內各行各業的應用90%以上用的是日系伺服。

現在我就談一下我個人的看法了。

日系伺服市面上主要有三菱，安川，松下，富士，歐姆龍，以及臺達，匯川等眾多國產。但我們用的PLC都是西門子的，而日本產的伺服無法與西門子做數字通訊，所以匯川公司看準了這一點，這幾年開發了220V和380V的伺服，還與西門子合作，引進了PROFINET總線通訊協議，豐富了通訊功能，前年還推廣了仿歐美系可擴展的書列型伺服MD820。

所以我認為匯川伺服未來幾年的市場份額會進前四名，而且這幾年我們用下來感覺還可以，服務也很好。建議繼續使用。

臺達這個品牌有點尷尬，既不是進口品牌，也不能算國產品牌，在塑機領域里我認為它與匯川差不多一個檔次，有與西門子PLC數字通訊功能的話，性價比好的話也可繼續使用它；

剩下的國外品牌如果日本的安川不要用的話，我只能推薦松下，為什么呢？目前市場三大型號有YASKAWA的∑-7，Mitsubishi的MELSERVOMR-J4，和Panasonic的MINASA6。

我在工博會上看到松下Panasonic的MINASA6系列伺服內置了MOUDBUS數字通訊功能，可以數字化給定，避免干擾，而且價格比安川便宜。 三菱伺服價格最貴，并且與安川一樣沒有標準的MOUDBUS數字通訊功能，服務也不好，不建議使用；

歐洲伺服品牌主要有西門子，施耐德，倫茨，力士樂，羅克韋爾，貝加萊，倍福。

性價比最高的是西門子V90，但使用時要注意，它只能用作速度與定位控制，千萬不能用于力矩控制，聽說常州公司吃了虧。據西門子說最近要增加力矩控制模式，有待驗證。

施耐德伺服是以前收購別人的，做開關等低壓電氣世界一流，但伺服做到什么程度我不太清楚。

倫茨伺服前幾年事實證明不適合我們這個行業。

力士樂伺服我在工博會了解到，在中國銷售的伺服今年年底才能推出來，簡化到什么程度我還不知道，但我建議不要去吃螃蟹。

羅克韋爾AB伺服（美國品牌，有民族情緒的話就不考慮），倍福伺服，貝加萊伺服都還不錯，但價格是否能接受，還需要采購部去談談，然后評估一下。

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主題詞：現場總線；電動執行機構；MODBUS；冗余

中圖分類號：TP11 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）32-7381-05

1 概述

中石化管道儲運公司黃島油庫為全國最大的原油中轉基地。儲油容量210萬立方米，承擔著青島大煉油、青島石化、黃島國家原油儲備庫以及華北地區、華東沿海和沿江煉化企業原油接卸、中轉和輸送任務，年儲運原油能力達3000余萬噸，主要生產設備有輸油泵19臺、儲油罐38座等。

由于油庫的工藝特點，在泵房、流量計間等處電動執行機構數量多、分布較密集，在罐區則電動執行機構數量少、分布分散。隨著技術的進步，總線電動執行機構在國內大型油庫中得到了越來越多的成功應用，因此在黃島油庫罐前閥改造中采用了28臺EIM TEC2000電動執行機構，配套1套M124N網絡控制站，通過MOXA MB3180網關與上位機進行通訊。

2 總線電動執行機構特點

隨著現代工業的飛速發展，過程控制技術受到了人們的普遍重視，用戶對過程控制系統的要求也越來越高。現場總線的應運而生，表明控制技術達到了一個新的水平。它不僅極大地滿足了過程控制的需要，而且還將對工業自動化儀表行業帶來一場革命。

除了傳統的儀表越來越多地采用現場總線外，越來越多的電動執行機構廠家也相繼推出各自為電動執行機構開發設計的現場總線控制系統。這類系統，無論其系統結構、總線形式和通信協議如何不同，都完全實現了閥門或執行器等現場裝置與上位機的通信和智能化，而且整個系統簡單、可靠、經濟，深受用戶的歡迎。

現場總線電動執行機構是根據用戶需要最新發展起來的現場控制系統。其系統配置和構成靈活多變，具有很強的適用能力。它很好地解決了現場最常見的有關干擾噪聲、控制距離、接點容量和工作環境等方面的問題，非常具體地顯示了它在執行機構應用領域內巨大的潛在市場和發展前景。

2.1 節省安裝費用

現場總線電動執行機構由于具有良好的消噪功能，因此，它可以使用帶屏蔽的雙絞線或使用廉價的無屏蔽三線電纜進行系統內部的通信。這種系統安裝簡單，投運速度快，費用一般只有常規控制系統的40%左右。例如，在常規控制系統中，接到每臺閥門或執行器上的電纜芯數可達六、七根、十幾根，最多的可達二十二根，而閥門執行器現場總路線控制系統中的所有閥門或執行器的連接只需要兩根或三根電纜即可完成（除就地供電外）。

2.2 工程容量大

在單一網絡中可以配置254 臺電動執行機構，并且不會影響網絡的性能和降低網絡響應的時間。在不使用中繼器的條件下，相鄰的兩臺電動執行機構能夠保證通訊時的電纜長度可以達到1500m（5000ft），整個網絡的全長可以達到320km（200miles）。

2.3 高性能

總線控制方式能夠提供實時的和完整的現場設備自診斷信息和狀態信息，不僅提高了生產效率 還減少了設備停工期。

現場總線電動執行機構控制系統功能豐富、性能優良、工作可靠，非常適合在一些特殊場合使用。即使在環境條件特別惡劣的地方，它也能發揮作用，長期安全可靠地工作。如今，各公司的閥門執行器現場總線控制系統都已經經過多年現場運行檢驗并得到用戶的認可，成為名副其實的現場控制系統。

2.4 配置齊全

用戶可根據過程控制的需要任意提出要求和配置，這種系統既能以主系統也能以子系統參與過程控制，使用時還可將閥門或執行器等設置成智能化或半智能化單元。其它諸如主控站冗余、緊急操作面板、各種信號的輸入輸出接口、多站系統和多任務軟件等都可以根據需要來配置。

2.5 接口簡單

在現場總線電動執行機構控制系統中，系統內部通信接口短距離一般采用RS232，而長距離則采用RS485。同時，各種信號的輸入輸出接口也都采用插拔連接方式。這就使得系統內部的接線非常簡單，僅使用一些標準的常用工具和少量的儀器便可完成。有時，甚至現場操作人員都能熟練地做好這些接線工作。

2.6 可靠性

對于大多數控制設備來說，總線控制方式能夠提供更高的可靠性和更便捷的連通性。

在網絡控制站和每個設備之間有兩條數據通道，互為冗余，并且電纜和物理連接冗余，通訊回路具有開路和短路保護功能，能夠有效的減少由于電纜故障和設備故障引起的停工期。

2.7 可擴展性

總線控制方式能夠僅僅使用單一的網絡來覆蓋整個庫區，并且網絡具有極好的擴展能力，可以滿足未來油庫發展的需要。

2.8 廉價的MODBUS協議解決方案

雖然各廠家現場總線電動執行機構支持Foundation Fieldbus，Profibus DP，Modbus Plus，Modbus RTU，DeviceNet，Ethernet，Lonworks等多種協議，但對比多種總線控制協議，Modbus 協議是造價最低，性能表現良好，支持冗余和自動切換熱備功能的總線協議。因其使用較低的波特率，所以電纜的費用和RS485 接口的費用要遠低于其他現場總線產品；同時因為單網支持多達254 臺設備，所以它在DCS、SCADA 或PLC 中需要的接口數量及電纜數量相比傳統控制和其他總線控制要少很多。

通過使用Modbus RTU 協議和兩線制接線方式，可以使用全部數字通訊的方式獲得現場設備的狀態數據和發送數據命令。對于電動執行機構可以獲得：閥門開度、遠控、開足、關足、開運行、關運行、綜合故障等設備信息。

3 EIM總線電動執行機構方案簡述

黃島油庫罐前閥電動執行機構改造共包括12個罐的罐前閥，共計28個電動執行機構，同時預留了后續電動執行機構改造的總線接入。網絡結構如圖2所示。

構建這套閥門控制系統網絡所使用的產品：

1）TEC2000系列全智能型電動執行機構（EIM公司產品）

2）M124N網絡控制站（EIM公司產品）

M124N網絡控制站安裝在控制室內，該網絡控制站可以使用RS232，RS485或RS422物理接口通過MB3180網關接入油庫控制系統以太網，和上位機連接，并使用Modbus RTU通訊協議進行通訊，M124N網絡控制站和上位機之間的通訊是完全冗余的。

M124N網絡控制站和現場的TEC2000電動執行機構之間的連接使用帶有屏蔽的雙絞電纜連接，并使用Modbus RTU通訊協議進行通訊，使用了串行E>Net冗余環狀網絡拓撲結構。

3.1 串行E>Net環狀網絡拓撲的基本特性

1）在網絡控制站和每個設備之間有兩條數據通道，互為冗余，并且電纜和物理連接冗余。

2）通訊回路具有開路、短路和接地故障保護功能，當發生上述故障時，不會導致電動執行機構和控制系統之間的通訊失敗。

3）通訊距離長，相鄰設備之間的距離最長可以達到1500m （5000ft），整個網絡的全長可以達到320km （200miles）。

4）在單一的網絡中可以配置最多達254臺的電動執行機構。

5）使用Modbus RTU協議和兩線制接線方式，可以使用全部數字通訊的方式發送數據命令、獲得現場設備的詳細狀態數據和自診斷信息。

M124N網絡控制站和現場的TEC2000電動執行機構使用了串行E>Net冗余環狀網絡拓撲結構?，F場的TEC2000電動執行機構之間和M124N網絡控制站之間的連接使用帶有屏蔽的雙絞電纜連接，并使用Modbus RTU通訊協議進行通訊。

M124N網絡控制站和上位機之間的通訊和物理連接是完全冗余的，M124N網絡控制站與上位機之間的連接如圖3所示。

3.2 M124N 網絡控制站的特性

1）M124N 網絡控制站所連接的一個RS-485 Modbus 環狀網絡拓撲結構中可以接入124臺執行機構。

2）M124N 網絡控制站可以與上位主機方便的構成冗余或非冗余的控制網絡。

3）一個M124N網絡控制站中配置有兩個網絡控制器，二者完全冗余并且互為熱備用，M124N 網絡控制站內的部件完全冗余（除LCD液晶屏幕外）。

4）M124N 網絡控制站在網絡中支持對執行機構運行Modbus功能碼07來運行Report-By-Exception （RBE）例外報告命令。M124N 網絡控制站使用Modbus功能碼07來對執行機構進行輪詢，如果執行機構狀態位為“0”，則跳過RBE命令，去輪詢下一個執行機構；如果執行機構狀態位為“0xFF”，則執行機構運行RBE命令，該執行機構的數據將被讀取，并存儲在M124N 網絡控制站的數據庫中。只有執行機構的狀態發生變化后，M124N 網絡控制站才會使用寶貴的網絡時間來讀取數據和更新數據庫，所以支持使用RBE命令可以大大減少網絡中的數據傳輸量，能夠將網絡的效率和速度提高4～6倍。如果該執行機構的狀態位一直為“0”，則在第200個輪詢周期時會讀取該執行機構的數據來更新數據庫。

5）M124N 網絡控制站的優先掃描功能確保對于正在運行的執行機構的狀態的快速更新。它對正在運行的執行機構的狀態交替掃描，典型的更新時間是100mS 。如果M124N 網絡控制站從上位主機接受到命令并發送到現場執行機構，那么這臺執行機構將被M124N 網絡控制站優先掃描。優先掃描功能能夠保證M124N 網絡控制站和上位主機獲得執行機構的最新狀態數據，從而可以快速的更新數據庫。

6）一個M124N網絡控制站中配置有兩個網絡控制器完全熱備用。

7）通過Modbus與上位主機實時冗余的連接可以提供fail-over容錯功能，并且上位主機可以隨時對所有網絡控制器讀取和寫入數據。

8）M124N 網絡控制站可以配置與上位主機的連接為RS-232， RS-422/485， 4線或2線制接線 。

9）可以通過M124N網絡控制站上的LCD液晶屏幕、LED指示燈和控制鍵盤來監視和控制網絡中所有的執行機構。

10）M124N 網絡控制站配置帶有背光的LCD液晶屏幕可以顯示2行x16字符，能夠顯示執行機構機構狀態、閥門位置和報警等信息，并且所有系統的報警都可以顯示到LCD液晶屏幕上。

3.3 M124N網絡控制站的LCD液晶顯示視圖

M124N網絡控制站和現場TEC2000電動執行機構之間的連接：

M124N網絡控制站和現場TEC2000電動執行機構之間的通訊和物理連接是完全冗余的，其連接如下圖所示。

M124N網絡控制站和現場TEC2000電動執行機構之間的通訊使用Modbus RTU協議。通過使用Modbus RTU協議和兩線制接線方式，可以使用全部數字通訊的方式獲得現場設備的狀態數據和發送數據命令。對于控制電動執行機構可以獲得：閥門位置開度、控制模式、閥門極限位置、打開方向運行、關閉方向運行、過力矩和綜合故障等設備詳細信息。TEC2000電動執行機構的Modbus帶有A口和B口兩個通訊端口，這兩個通訊口都是雙向通訊的，即可以接受信號，也可以發送信號。

EIM公司的產品完全支持 Modbus協議中的所有功能碼，包括“Report by Exception”命令，可以在2秒鐘內閱讀和改變100臺電動執行機構的狀態。在單一的E>Net環狀網絡中可以配置多達254臺電動執行機構，并且不會影響網絡的性能和降低網絡響應的時間。在不使用中繼器的條件下，相鄰的兩臺電動執行機構能夠保證通訊時的最大電纜長度可以達到1500m（5000ft）。

4 實際應用

在實施過程中，分別將各電動執行機構的MODBUS節點地址一一設置，我們按1～28順序設置，與MB3180的通訊參數設置如下：波特率9600/奇偶效驗N/數據位8/停止位1。

下表為上位機訪問1#節點電動執行機構所讀寫的變量地址清單

上述數據閥位設定功能及閥位反饋顯示是以前硬接線的電動執行機構所不具備的，操作人員可通過閥門開度的設定來調節油庫生產作業過程中進、出油罐流量，并且數據刷新速度很快，完全能滿足油庫日常生產的需要。

在調試過程中，我們也發現了總線電動執行機構的另一個優點：由于接線少，僅需要配置相應的節點地址，傳統的回路校驗工作完全不需要了，調試過程非常順利，同時也極大地降低了日后維護的工作量。

在后續的改造過程中，僅需要把現在的環形網絡斷開，將新的總線電動執行機構接入目前的網絡中來就可以。

5 結論

EIM總線電動執行機構非常適合黃島油庫罐區電動執行機構這種應用場合：數量多，相對較分散，距離遠（但每兩個執行機構之間距離

隨著對總線電動執行機構的了解及實際應用，我們相信總線電動執行機構將會在油庫等場合得到越來越廣泛的應用。

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[關鍵詞]溫度控制 西門子PLC 組態

中圖分類號：G312 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）25-0239-01

1.引言

溫度及濕度的測量和控制對冶金生產起著極其重要的作用。在許多場合，及時準確獲得目標的溫度、濕度信息是十分重要的，近年來，溫濕度測控領域發展迅速，并且隨著數字技術的發展，溫濕度的測控芯片能夠在冶金工業各領域中廣泛使用。隨著科學技術的不斷發展，人們對溫度控制系統的要求越來越高，因此，高精度、智能化、人性化的溫度控制系統是國內外必然發展趨勢。

可編程控制器的英文名稱是Programmable Logic Controller，即可編程邏輯控制器，簡稱PLC?？删幊炭刂破髡琼槕@一潮流而出現的，以微處理器為基礎的通用工業控制裝置。

2.硬件設計

2.1 硬件配置

2.1.1 西門子400CPU300模塊

400CPU系列PLC可提供4種不同的基本單元和6種型號的擴展單元。其系統構成包括基本單元、擴展單元、編程器、存儲卡、寫入器等。

本論文采用的是CUP400。它具有24輸入/16輸出共40個數字量I/O點。可連接7個擴展模塊，最大擴展至248路數字量I/O點或35 路模擬量I/O點。26K字節程序和數據存儲空間。6個獨立的30kHz高速計數器，2路獨立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。2個RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協議、MPI通訊協議和自由方式通訊能力。I/O端子排可很容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統，具有更多的輸入/輸出點，更強的模塊擴展能力，更快的運行速度和功能更強的內部集成特殊功能?？赏耆m應于一些復雜的中小型控制系統。

2.1.2 傳感器

熱電偶是一種感溫元件，它直接測量溫度，并把溫度信號轉換成熱電動勢信號。常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。所調用標準熱電偶是指國家標準規定了其熱電勢與溫度的關系、答應誤差、并有統一的標準分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用范圍或數量級上均不及標準化熱電偶，一般也沒有統一的分度表，主要用于某些特殊場合的測量。標準化熱電偶我國從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產，并指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為我國統一設計型熱電偶。本論文采用的是K型熱電阻。

2.1.3 溫度檢測和控制模塊

溫度檢測和控制模塊，可自行將0～10V模擬信號轉化為占空比對鍋爐進行加熱。輸出的模擬信號也是0～10V。

2.2 I/O分配表（表1）

2.3 硬件接線圖

3.軟件設計

3.1 PID控制程序設計

PID在工業領域的應用已經有60多年，現在依然廣泛地被應用。人們在應用的過程中積累了許多的經驗，PID的研究已經到達一個比較高的程度。

比例控制（P）是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關系。其特點是具有快速反應，控制及時，但不能消除余差。

在積分控制（I）中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關系。積分控制可以消除余差，但具有滯后特點，不能快速對誤差進行有效的控制。

在微分控制（D）中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關系。微分控制具有超前作用，它能猜測誤差變化的趨勢。避免較大的誤差出現，微分控制不能消除余差。

3.2 程序設計流程圖

PID閉環控制是控制系統中應用很廣泛的一種控制算法，對大部分控制對象都有良好的控制效果。組態軟件組態王因其簡單易用的特點，在HMI設計中深受用戶的喜歡而得到廣泛的使用。

結論

在西門子400系列PLC和組態軟件組態王的基礎上，我們成功設計出了溫度控制系統，該系統達到了快、準、穩的效果，也達到了預期的目標。再加上由組態王設計的人機界面，整個系統操作簡單，控制方便，大大提高了系統的自動化程度和實用性。

日后，隨著對PLC硬件系統和通信方式的深入了解，還可以豐富遠程控制指令，以應對運行過程中的各種突發事件，增加其他PLC，通過構建復雜的多級網絡適應大型的工業控制，使該系統運行時更加穩定可靠，性能更加完善。

參考文獻

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關鍵詞：火災自動報警；火災探測器；總線制；智能系統

中圖分類號：TP277　文獻標識碼：A　文章編號：1000-8136(2010)15-0135-02

1　火災自動報警系統的構成和作用

火災自動報警系統由現場設備、報警控制器和傳輸線路組成。現場設備包括火災探測器、手動報警按鈕、輸入輸出模塊、聲光報警器。其中火災探測器根據應用場合可分為感煙探測器、感溫探測器、紫外火焰探測器、紅外光束感煙探測器等。

1.1　感煙探測器

感煙探測器適用于火災初期有陰燃階段，產生大量的煙和少量的熱量，很少或者沒有火焰輻射的場所，例如辦公室、計算機房和檔案室等。保護面積可達60m2～80 m2。根據工作原理的不同，感煙探測器可分為離子感煙探測器和光電感煙探測器兩種。前者較后者靈敏，多用于早期的火災報警系統，但由于含有放射性元素，回收處理麻煩，現在基本上停止使用了。

1.2　感溫探測器

感溫探測器適用于發生無煙火災，或者有煙氣、蒸汽、粉塵的場所，例如汽車庫、廚房、鍋爐房等。感溫探測器也可以分為定溫探測器、差溫探測器和差定溫探測器三種。定溫探測器適用于環境溫度變化不大的場所；反之。差溫探測器適用于環境溫度變化較大的場所，用溫度上升速率來衡量其響應時間。而差定溫探測器則是結合了兩者的特點。

1.3　紫外火焰探測器

紫外火焰探測器是通過探測物質燃燒所產生的紫外線來探測火災的，適用于火災發生時易產生明火、有強烈的火焰輻射或無陰燃階段的場所。

1.4　紅外光束感煙探測器

紅外光束感煙探測器是主動式的感煙探測器，必須與反射器配套使用，相對安裝在保護空間的兩端且在同一味平直線上。當具有一定濃度的煙氣擴散進入紅外光束通過的保護空間時。煙氣即對紅外光束起遮擋和散射作用，使探測器收到的紅外光束的輻射通量減弱。在輻射通量減弱、直流電頻下降到感煙動作閾值時，探測器便輸出火災報警信號。該種探測器常用于大空間倉庫、家庭等場所。

2 火災自動報警系統的分類

根據系統集成度的不同，火災自動報警系統可分為區域報警系統、集中報警系統和控制中心報警系統。

2.1 區域報警系統

區域報警系統只具有火災探測、報警以及聯動控制滅火設備的功能，通常應用在規模較小或重要性較低的場所，例如商場、酒樓和旅館等。這些場所不要求設置消防控制中心，因此只需將報警控制器安裝在值班室或經常有人活動的地方就可以。

2.2 集中報警系統

集中報警系統除了具有區域報警系統所有的功能以外。還增加了直流24 v電源供電系統、應急廣播系統、消防電話對講系統，應用在規模較大或重要性較高的場所，并設有消防控制中心。報警控制器、應急廣播錄放設備、消防電話主機被安裝在消防控制中心，并由經過自動消防設施操作培訓的值班人員操作。

2.3　控制中心報警系統

控制中心報警系統比集中報警系統的要求更加高，通常還要求配置CRT圖形顯示系統。在電腦上直觀地顯示出現場設備的具置。規模較大的小區還能夠通過網絡把分散在小區內各個建筑物的火災自動報警系統結合起來，使系統信息得以共享。

火災自動報警系統通過探測器對早期火災進行探測，有效地防止了火災進一步擴大，在最大程度上保護了人身和財產安全?；馂淖詣訄缶到y的合理使用正是體現了“防消結合、預防為主”的方針。

3 火災自動報警系統的發展階段

3.1 多線制開關量式火災探測報警系統

早期的火災自動報警系統只有火災探測、報警的功能，顯示的界面只是圖形燈盤，對外只提供火警輸盯點，是純粹意義上的報警系統。該系統容量按區域計算，常見的產品是采用n+1線制(n代表區域)。一般來說，區域的數量從幾個到幾十個不等，每一個區域可以掛載10到20多個報警點。一臺配置了40個區域的報警控制器其高度可達1m多。工作人員不需要對探測器進行編碼，不能對其工作屬性進行定義和對其工作狀態進行分析、調節。探測器只有報警和正常兩種狀態。由于報警控制器上只能顯示報警區域，而不能顯示出具體的報警點，所以還需另外配置圖形燈盤，每一個報警點對應于燈盤上的一盞燈，燈亮就表示探測器報火警，這種形式的特點是比較直觀，不過傳輸線路的數量就大大增加了。為了能實現對消防設備的控制，通常還要單獨配置聯動控制柜，控制比較分散。由于報警控制器和聯動控制柜不是一個有機的整體，報警控制器發出報警信號后，還不能完全實現自動控制消防設備，只能通過人工手動啟動或停止消防設備。

3.2　總線制可尋址開關量式火災探測報警系統

此時的報警系統已經出現了二總線制，從而使得布線的數量大大減少。盡管可以對探測器進行編碼，報警控制器也能顯示出具體的報警點，但探測器仍只具有上述兩種最基本的工作狀態。

3.3　模擬量傳輸式智能火災報警系統

該系統的探測器僅作為傳感器使用，把所接收到的模擬量信號通過總線傳送到報警控制器，由報警控制器的微處理器通過軟件程序來判斷所接收到信號的性質，然后確定是否發生火警信號或者故障信號。這種探測報警系統可查詢每個傳感器的地址及模擬輸出量，其響應閾值可自動浮動，分級報警，逐一監視，從而大大提高了系統的可靠性，降低了誤報的概率。模擬量傳輸式智能火災報警系統已初步智能化。

3.4　分布式智能火災自動報警系統

分布式智能火災自動報警系統可以根據現場環境自動調節運行參數，并具有雙向交叉傳送處理能力，其響應速度及運行能力得到大大提高。每一個探測器都可以看作一臺微型電腦，不僅擁有自己的標志，得以與其它現場設備區別，還可以對自身的工作狀態進行檢測。例如，智能光電感煙探測器內置了8位微處理器和存儲器。工作人員可以對其進行電子編碼，使其與其它探測器區別開來，實現每一個探測器都擁有獨立的標志。由于具有了微處理器，智能光電感煙探測器采用智能化算法，將進入探測器內煙氣的濃度變換成一個等效的數字編碼并進行統計評估，在其達到設定值時立即向報警控制器發出預警和火警信號。智能光電感煙探測器的出現令火災探測更加準確可靠。

作為智能報警控制系統的大腦，報警控制器的功能日臻完善。與以往的火災報警控制器相比，智能報警控制器不僅可以通過總線與現場設備保持實時通訊，向其發送巡檢信號或者控制指令，而且還能通過RS－232或RS-485串行通訊接口與電腦進行數據備份和更新。另外，控制器與控制器之間也可以通過通訊接口進行數據訪問，這樣即使兩臺控制器不在同一個地方也可以方便地查看到相互間的信息。智能火災自動報警系統已經實現了火災報警和消防設備聯動控制一體化。當接收到探測器或其它設備的火警信號時，報警控制器按照預先編寫好的聯動公式自動啟動聲光報警器或者滅火設備，與早期的火災自動報警系統不同的是，這一過程并不需要人下操作。分布式智能火災自動報警系統是迄今為止應用最廣泛的火災自動報警系統。

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關鍵詞：PLC 電動機 應用

PLC in motor protection based on

LIU Xi-lu1， SHEN Xiang-hong2

（Shangqiu Vocational and Technical College， Shangqiu Henan 476000 ，China）

Abstract：Compared with the traditional relay control， PLC in motor control， the application has control of speed and reliability， high flexibility， etc. Combining with practice， this paper focuses on the application of PLC in motor control.

Key words：PLC；motor；applications

電動機的應用幾乎涵蓋了工農業生產和人類生活的各個領域，在這些應用領域中，電動機常常運行在惡劣的環境下，導致產生過流、短路、斷相、絕緣老化等事故。對于應用于大型工業設備重要場合的高壓電動機、大功率電動機來說，一旦發生故障所造成的損失無法估量。

電動機常見的故障可分為對稱故障和不對稱故障兩大類。對稱故障包括：過載、堵轉和三相短路等，這類故障對電動機的損害主要是熱效應，使繞組發熱甚至損壞，其主要特征是電流幅值發生顯著變化；不對稱故障包括：斷相、逆相、相間短路、匝間短路等，這類故障是電動機運行中最常見的一類故障[1]。不對稱故障對電動機的損害不僅僅是引發發熱，更重要的是不對稱引起的負序效應能造成電動機的嚴重損壞。因而，對大型電動機進行綜合保護非常重要。

1、基于PLC的電動機綜合保護

在電動機發生故障時，為了保護電動機，減輕故障的損壞程度，繼電保護裝置的快速性和可靠性十分重要。PLC是用來取代傳統的繼電器控制的，與之相比，PLC在性能上比繼電器控制邏輯優異，特別是可靠性高、設計施工周期短、調試修改方便、而且體積小、功耗低、使用維護方便。因此，本文研究了基于可編程控制器（PLC）的電動機綜合監控和保護系統的方法[2]。

2、系統硬件設計

2.1 系統的總體結構

基于可編程控制器（PLC）的電動機綜合監控和保護系統的總體結構如圖所示[3]。

2.2 PLC機型選擇及擴展

SIMATIC S7-200系列PLC是由西門子公司生產的小型PLC，其特點是：SIMATIC S7-200系列PLC適用于各行各業，各種場合中的檢測，監測及控制的自動化，S7-200系列的強大功能使得其無論在獨立運行中，或相連成網絡皆能實現復雜控制功能，因此S7-200系列具有極高的性能/價格比。

S7-200 CPU 224集成14輸入/10輸出共24個數字量I/O點，可連接7個擴展模塊，最大擴展至168路數字量I/O點或35路模擬量I/O點；13K字節程序和數據存儲空間；6個獨立的30KHz高速計數器，2路獨立的20KHz高速脈沖輸出，具有PID控制器；1個RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協議、MPI通訊協議和自由方式通訊能力；I/O端子排可以很容易地整體拆卸，是具有較強控制能力的控制器。根據系統的實際情況，結合以上特點，SIMATIC S7-200 CPU 224完全可以作為本系統的主機[4]。

CPU224可擴展7個模塊，而其本身具有14輸入/10輸出共24點數字量，因此已無須數字量擴展模塊。但由于有7路模擬量輸入，故需選擇模擬量輸入模塊。S7-200系列提供了EM231，EM232，EM235等模擬量擴展模塊。根據以上技術數據，選擇兩個EM231作為模擬量輸入模塊，這樣共可以擴展4×2=8路模擬量輸入。

3、系統軟件設計

3.1主程序

程序開始，從輸入單元檢測輸入量，首先判斷KM是否閉合，如果閉合，說明電動機已經處于運行狀態，此時應無法按下啟動按鈕，若KM未曾閉合，則說明電動機處于停機狀態，可以按啟動按鈕。接著判斷啟動按鈕是否按下，若是，則繼續下面的程序，若否，則重新檢測。如果按鈕已經按下，則檢測電動機是否啟動，若是，則繼續下面的程序，若否，則轉入欠壓保護子程序，若是電動機已經啟動，則判斷起動是否成功，若是，則繼續下面的程序，若否，則轉入起動保護。如果電動機已經正常起動，則綠燈亮。接著判斷停止按鈕是否按下，若否，則繼續下面的程序，若是，則程序直接結束，開始下一次掃描。

3.2欠壓保護子程序

在該程序段中，采集A相和C相的電壓量，求出其平均值，再與整定值相比較，若小于整定值，則跳轉至保護動作子程序段，電動機起動欠壓保護，警報響，并且欠壓故障指示燈亮。若未發生欠壓故障，則直接結束本次循環。

3.3起動時間過長保護子程序

在該程序段中，采集三相電流量，若發現在起動過程中，電流大于整定值，或在整定時間到達后，電流仍大于另一整定值，則跳轉至保護動作子程序段，起動時間過長保護動作，警報響，并且起動故障指示燈亮。

4、結束語

通過本系統設計、試驗與運行，得到如下結論：

（1） 利用PLC進行電動機綜合保護硬件簡單可靠。

（2） 可以采用梯形圖語言進行編程，簡單易行。

（3） 系統運行可靠，便于檢修維護。

（4） 由于采用集成綜合設計，系統體積小、功耗低、使用操作方便。

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篇9

論文摘要： 自編程技術在汽車電子領域軟件開發中發揮著非常重要的作用，它可以實現ecu的在線診斷，在線標定，代碼升級等功能，解決了傳統方案依賴于診斷軟件，標定軟件，專用燒寫器的缺點。建立了基于nec電子的32位車身專用微控制器的軟件平臺，編寫了can協議驅動，通訊協議驅動，flash操作驅動代碼，分析了bootloader區和應用程序區的中斷向量處理機制，列舉了常見的幾種bootloader設計方法，結合實際平臺進行了一系列試驗，提出了一些可擴展型、創新型的方案并 總結 了其優缺點，這對于自主開發bootloader是非常有實際意義的。

引  言

隨著國家對汽車產業的大力扶持，國內汽車電子領域自主研發實力不斷增強，越來越多的汽車將由傳統的機械化實現電子化。首先實現電子化的是儀表領域，目前市場上面的電子化儀表幾乎涵蓋了所有低端、中段、高端領域，價格從一百元到幾千元的都有。其次，車載娛樂也得到了很大的 發展 ，車載音像，車載dvd也都得到了普及。車身領域也得到了一定的發展，車門，車窗，車鎖rke/pke，雨括，bcm，eps，導航等，國內也有一些 企業 投入了研發，很多產品已經上了整車。安全領域，如airbag；動力總成領域，例如發動機控制，國內只有很少一些公司研發成功，大部分技術還是被國外公司壟斷。2009年， 中國 汽車產量已經突破一千萬輛，取代美國成為全球第一的汽車生產大國，因此，加強國內汽車電子自主研發是一件非常緊迫的事情。制約我國汽車電子自主研發的因素很多，其中最主要的一點是汽車電子本身是一個技術含量很高的高端行業，對產品穩定性、安全性要求很高，而我國起步比較晚，技術勢必被國外壟斷，而打破這個技術壁壘的唯一途徑就是自主研發。

bootloader是應用程序運行前跑的一段程序，它可以燒寫在flash rom里面，也可以通過上位機下載到ram運行，成熟的bootloader可以實現ecu的在線診斷，在線標定，代碼升級等功能，而客戶不需要購買專門的診斷軟件，標定軟件，專用燒寫器，不僅節省了研發成本，而且使用方便，實現功能多。nec電子是全球知名的汽車電子芯片供應商，可以為用戶提供成熟的解決方案跟技術支持，選用nec電子的32位車身專用芯片v850/fx3完全可以實現車身ecu的bootloader功能和應用程序的開發。

1  系統平臺

本系統采用nec電子的32位車身專用芯片v850/fx3系列，v850是nec電子的32位微處理器核，5級流水線控制，內部32個32位寄存器，乘法/除法指令，數據空間支持最大4gb線性尋址能力，代碼空間支持64m線性尋址能力，內部1mb的code flash,60kb的ram空間，32kb的data flash用作eeprom模擬。

2  常見bootloader設計方案

目前常用的bootloader方案有一下四種：

2.1 方案一

如下圖：

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圖1  方案一存儲空間圖

fig.1 memory address space of solution one

原理如下：

boot 工程：

address: 0x0000~0x3fff,interrupt vector和自編程庫函數，can, 上位機通訊協議；

application 工程：

address: 0x0000~0x3fff, interrupt vector和自編程庫函數，can, 上位機；應用程序函數；

dummy vector:用于中轉中斷處理函數。因為如果有中斷產生，程序指針只會跳到boot vector,應用程序中斷處理函數無法響應中斷。dummy vector處理流程如下：

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圖2  方案一中斷處理機制

fig.2 the interrupt handle mechanism of solution one

缺點:

1. bootloader燒寫在rom里面，每次啟動的時候需要執行，進行相應判斷不是由應用程序開始。

2. 每次進入中斷程序時需要進行跳轉,所以延長進入中斷時間，且boot里面需要聲明所有中斷向量，boot里面的中斷處理函數中要調用application中的中斷處理函數比較復雜，因為如果application代碼更新后，應用程序函數入口地址是變化的。

3. dummy interrupt vector 需要在更新bootloader時就寫入,并且在更新應用程序的同時也更新這部分區域。

優點:

1. 程序設計相對容易。

2.2        方案二

如下圖：

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圖3  方案二存儲空間圖

fig.3 memory address space of solution two

缺點:

1. 更新程序之前需要進行bootswap功能切換應用程序和bootloader程序,更新完畢后再次需要進行切換.

2. 應用程序設計時比較復雜,需要加入bootloader代碼，且需要空出一段空白區域用于與bootloader區域進行bootswap交換.

優點:

1. ecu從應用程序開始跑，中斷程序處理簡單。bootswap的目的就是為了處理中斷機制。

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圖4  方案二存儲空間圖

fig.4 memory address space of solution two

2.3        方案三

如下圖：

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圖5  方案三存儲空間圖

fig.5 memory address space of solution three

缺點:

1.芯片空間的使用效率比較低,需要有一半的rom空間用做交換區.

優點:

1. bootloader和應用程序整合在一個工程文件中,不需要專門的boot區，程序設計簡單，從應用程序開始跑。

2. 由于舊程序仍然存在,應用更加安全.

2.4        方案四

如下圖：

shape  \* mergeformat

fig.6 memory address space of solution four

首先在ram某段區間強行定義為rom屬性，否則無法執行代碼，因為ram默認存放變量。然后將bootloader工程代碼拷入到指定ram區間，指針跳轉到ram開始執行與上位機建立通訊。調用底層flash操作庫函數更新應用程序。

缺點：程序設計比較復雜，需要跳轉到ram運行。在ram中更新flash的時候需要開辟rom空間作為啟動備份區，否則發生斷電或者意外，程序將無法恢復。

優點：節省空間。程序從應用程序啟動。

3  結論

中斷矢量的拷貝是bootloader的難點，以上的一些方法無論是方案一的中轉函數還是方案二的boot區交換，都是對中斷矢量的拷貝，使得應用程序中斷處理函數能夠響應中斷。對四種bootloader方案進行了比較和優缺點分析，具體應用應該根據用戶的實際情況和客戶的要求來設計。

實踐中，要綜合考慮到上位機的成本，rom空間，啟動時間，中斷響應時間等因素。

4  結束語

汽車 電子 已成為當前it產業的一大亮點，呈現出巨大的市場需求。bootloader的設計作為軟件設計的一部分，有著非常重要的功能，可以實現ecu的在線診斷，在線標定，代碼升級等功能。根據客戶的實際需求，開發出成熟的軟件是我們的目標。

[ 參考 文獻 ]

[1]     nec electronics. v850es/fx3 user manual,2006

[2]     nec electronics. self-pragramming note,2007

[3]     nec electronics. data flash convert user manual,2007

篇10

關鍵詞：Windows CE；socket；TCP

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）30-0058-03

The Network Communication Programming Based on Wince

QU Su

（Yangzhou Business branch of Jiangsu Union Technical Institue， Yangzhou 225000， China）

Abstract： Internet is a miracle， it brought people into a colorful world， make people more convenient communication and realize resources sharing. Now embedded computer， PAD， and smart phone provides a strong support network， can be very convenient to access to the LAN and the Internet. Master Windows CE network programming technology， it is very important to people. Network programming in Windows CE， need to first understand the Winsock basic knowledge of the socket， and then understand the basic knowledge of the socket in the use of TCP communications.

Key words： Windows CE； socket；TCP

1 套接字程基礎

1.1 簡介

BSD UNIX規范定義的一套MicrsoftWindows下的網絡編程接口，規范中包含了Windows的擴展庫函數和BerkeleySocket風格的庫函數。

所有的應用程序開發者可使用Windows Sockets規范提供的一套簡單的API函數和共同遵守這項規范。Windows Sockets有一個接口，為二進制接口（ABI），目的是為了保證Windows Sockets API應用程序的所有軟件供應商都能夠遵循Windows Sockets協議而工作。

網絡軟件供應商可以充分地使用Windows Sockets規范定義的庫函數和相關語義。

“Windows Sockets兼容的”的含義是遵守Windows Sockets規范的網絡軟件。任何一個網絡軟件供應商必須完全實現Windows Sockets規范，才能正在做到Windows Sockets兼容。其中，Windows Sockets規范涉及兩個概念“提供者”和“Windows Sockets應用程序”?！疤峁┱摺奔碬indows Sockets兼容實現的提供者；“Windows Sockets應用程序”即被稱為具有Windows Sockets接口，是能夠與Windows Sockets兼容實現協同工作的任何應用程序。

如“應用程序同Winsock關系圖”所示，Windows Sockets利用網絡編程、網絡通訊協議服務和操作系統，實現應用程序之間實際的通訊工作，并且Windows Sockets應用程序調用Windows Sockets 的API以實現相互之間的通訊。

1.2 Windows CE平臺中的SocketAPI函數

1.2.1 創建套接字

可以通過socket函數來創建套接字，它的聲明如下：

當socket函數返回套接字句柄時，表明創建套接字成功；當socket函數返回Invalid_socket，表明創建套接字不成功，同時可以通過調用WSAGetLastError函數，獲取具體錯誤代碼。

1.2.2 關閉套接字

Closesocket函數，即關閉套接字。當創建的套接字，然后不再使用時需關閉并釋放資源，可調用Closesocket函數。當程序員想調用closesocket函數之前，必須先調用shutdown函數，該過程的目的是“從容中斷連接”。為了防止調用closesocket函數時產生負面影響，數據可能會丟失的現象發生。因此提出了“從容中斷連接”技術，即通信方收到應用程序發出所有數據時，應報證通信方立刻通知接收端“不再發送數據”。

Shutdown函數的定義如下：

1.2.3 綁定套接字

創建好套接字后，需通過bind函數將其綁定到一個已知的地址上。Bind函數的定義如下：

當返回值為SOCKET_ERROR時，表明調用bind函數出錯。

如果另一個進程同本地IP接口和端口號綁定到一起了，表明使用了TCP/IP，或者可能是那個IP接口和端口號處于TIME_WAIT狀態。調用bind函數時，則會出現最常見的錯誤WSAEADDRINUSE。還有一種情況，如果針對一個已經被綁定的套接字調用了bind函數，則會返回WSAEFFAULT錯誤。

有兩個特殊的IP地址可對特殊情況下的套接字行為產生影響，比如綁定套接字和本地接口連接時，網絡將運用特殊地址來監聽連接。其中，用于一個IP網絡中發送廣播UDP數據報的特殊地址是INADDR_BROADCAST，在使用該地址時，需設置套接字選項SO_BROADCAST。

建立一個TCP連接時綁定套接字的方法。

1.2.4 監聽套接字

程序員編寫TCP服務器端，將套接字與本地地址綁定后，調用listen函數，并將套接字設置為監聽模式，等待與客戶端連接。

Listen函數的定義如下：

1.2.5 等待連接

服務器端與客戶端連接，客戶端l出連接請求，服務器端則調用accept函數。當accept函數調用成功后，將返回一個新的套接字，與客戶端的套接字連接進行通訊。

accept函數的定義如下：

調用accept函數有兩種調用方式，分別是阻塞調用和非阻塞調用。當套接字為阻塞模式時，accept函數以阻塞方式執行，當等待隊列中出現一個等待連接時，它才接收等待連接中的第一個連接請求。當套接字為非阻塞模式時，只要等待隊列中存在連接請求，它將接收等待連接中的第一個連接請求，否則將返回INVALID_SOCKET。如果調用WSAGetLastError函數返回WSAEWOULDBLOCK值，則表示等待隊列目前已經不存在請求。

1.2.6 建立連接

調用connect函數可以將TCP客戶端與TCP服務器建立。當connect函數的返回值為0，套接字為阻塞方式時，表明和TCP服務器端已經建立了連接。如果connect函數的返回值為SOCKET_ERROR，表明和TCP服務器端連接失敗。connect函數定義如下：

1.2.7 發送數據

套接字可以分為連接的套接字和非連接的套接字。程序員可以通過send函數實現連接套接字發送數據。send函數的定義如下：

2 TCP編程概述

TCP（Transmission Control Protocol 傳輸控制協議），是在主機間實現高可靠性的包交換傳輸的一種協議。在網絡高速發展的今天，TCP的應用非常廣泛，人們可以通過它來傳輸數據安全性要求較高的數據。TCP是一種無差錯無重復的順序數據傳輸方式，同時TCP的套接字為流式套接字。源程序和目標程序利用TCP通信時，它們之間便搭建了一個虛擬連接進行通訊，兩臺計算機之間是以雙向字節流形式而數據交換。

如TCP服務器和客戶端流程圖所示，TCP服務器端編程的流程為：1）TCP服務器端調用socket函數建立流式套接字；2）調用bind函數綁定本地地址；3）通過調用listen函數監聽客戶端連接；4）當監聽到客戶端連接請求時，服務器套接字調用Accept函數，并接受客戶端連接請求建立連接；5）服務器端新加一個單獨的套接字，與客戶端進行通訊。

TCP服務器端與TCP客戶端過程比較而言，TCP客戶端編程過程簡單些?？煞譃槿缦聨讉€過程： 1）客戶端調用socket函數建立流式套接字；2）TCP客戶端調用connect函數，請求與TCP服務器端連接；3）成功建立連接；4）TCP客戶端同TCP服務器端通訊。

下面以“打開TCP服務”為例，了解套接字中函數使用的方法與過程。

1）初始化Socket資源；2）創建TCP監聽套接字；3）當創建完TCP監聽套接字后，調用bind函數綁定套接字和本地地址；4）監聽套接字開始監聽；5）監聽線程處理與客戶端的連接。

Open函數的定義如下：

當然，對于實際的項目，在使用時還應當根據實際情況做適當的修改。

3 總結

Microsoft Windows CE是一個緊湊、高效和可擴展的操作系統，適應于多種嵌入式產品。它的特點是擁有多任務、多線程、確定性的實時、完全搶先式優先級的操作系統環境，專門面向的是只有有限資源的硬件系統。本文首先介紹了套接字編程基礎中套接字的基本命令，然后介紹了套接字在TCP編程上的使用。

參考文獻：

[1]汪兵. Windows+CE+嵌入式高級編程及其實例詳解（用C++實現）[M]. 北京：中國水利水電出版社， 2008：406-471.

[2]周建設.Windows+CE設備驅動及BSP開發指南[M].中國電力出版社，2009：211-229.