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    基于 FF 協議的壓力變送器通信卡軟件的開發
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    基于 FF 協議的壓力變送器通信卡軟件的開發

    時間:2017-09-21

      摘 要:根據#新開發的#新一代 PDS8 壓力變送器對總線的要求,開發基于 FF 協議的通信卡,該通信卡支持雙 CPU 通訊,提供 6mA/3.3V ,并支持多種 FF 標準功能塊。 本文介紹 FF 通信卡開發流程和開發工具,重點闡述用戶應用程序的開發。開發完成后使用 NI-FBUS 在線功能調試,結果表明基于 FF 協議的 PDS8 壓力變送器實現了雙 CPU 通訊功能。oGa壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

     
     引言
            基金會現場總線( FF )是一種全數字化、串行的、雙向的、多站點式的通訊系統。它以 ISO/OSI 模型為基礎,取 OSI 的物理層、數據鏈路層、應用層為 FF 通信模型的相應層次,并在應用層上增加了用戶層。 用戶層主要針對自動化測控應用的需求,定義了用戶通訊需求, 并采用設備描述語言規定了通用的功能塊集。FF 總線包括 H1-FF 和 HSE-FF 總線, 前者為低速總線,波特率為 31.25kbps ,支持過程控制應用;后者為高速總線,可達 100Mbps ,用于高性能控制、子系統集成、高密度數據生成,并支持數據服務器。本文針對#新一代PDS8 壓力變送器開發相應的 H1-FF 通信卡軟件部分。
     
    1 軟件設計
            利用中科博微提供的協議; AT91SAM7 系列 MPU 進行開發, 采用 NUCLEUS plus 操作系統平臺。 在已經開發好了的底層接口和協議棧的物理層、鏈路層、網絡層上,開發其應用層。 硬件平臺同期正在開發中,預計與軟件開發同時完成。 儀表卡采用測控公司#新一代 PDS8 壓力變送器, 因此只需完成儀表與通信卡之間的雙 CPU 通訊、通訊卡與 FF 通訊的開發即可。 雙卡之間采用串行通押么完成信息傳遞,由通訊卡完成與 FF 總線的通訊,從而使 PDS8 變送器具備總線現場儀表的基本功能。
     
    1.1 開發流程
            通訊卡軟件開發分為固件開發和設備描述開發。
     
            固件開發主要創建通訊卡各功能塊,并定義轉換塊結構體、視圖對象、塊參數描述表,編寫讀寫函數、報警函數、模式轉換函數等,然后采用某種協議與儀表卡進行數據通訊。
     
            設備描述開發是對設備 DD 文件和 CFF 文件的開發, DD 文件經過編譯后生成 .sym 和 .ffo 文件, 然后在固件開發中添加位于 .sym 中的參數 ID 號, #后利用在線調試工具 NI-FBUS 對加載 CFF 文件和 sym 和 .ffo 文件進行調試。
     
            固件開發完成后直接燒寫在通信卡上,連接儀表卡即可使用,而設備描述開發多用于可視化在線調試時加載使用,它們之間的關系如圖 1 所示。
     固件開發與設備描述開發之間的關系圖
            各個階段使用的開發工具和編譯工具不同。 固件開發使用 Source Insight 開發, Green Hills 編譯, JLINK下載; CFF 文件使用文本開發、 DD 文件采用 DD Edit開發, DD_IDE 集成環境編譯,通過 NI-FBUS 加載。 按圖 1 進行調試環境配置并調試。
     
    1.2 開發重點
            用戶應用程序基于協議棧實現雙 CPU 通訊和儀表與通訊卡之間的數據傳遞。 根據函數功能的不同劃分為兩部分:用戶執行函數、轉換塊執行函數。
     
    1.2.1 用戶執行函數
            用戶執行程序主要任務是根據指令進行雙 CPU通訊,其具體流程(如圖 2 所示):
            ( 1 )與儀表卡進行初始化握手。
            ( 2 )當握手成功后,分段讀取儀表參數(因為儀表參數地址不連續)。
            ( 3 )當地衣次讀取儀表參數完成后,進入等待狀態,同時檢測相應參數修改標志位是否改變,若改變則對參數下達修改命令進行修改,#后讀取循環變量參數,并刷新儀表參數。
     用戶執行流程圖
    1.2.2 轉換塊執行函數
            轉換塊執行函數任務是對轉換塊的模式進行計算、報警條件監測、觸發報警后發送報警以及將儀表卡參數傳遞給轉換塊等。轉換塊執行流程(如圖 3 所示):
            ( 1 )報警監測以及發送 OS 報警。 判斷資源塊狀態和目標模式,當觸發報警后,調用 TB_ENTER_OS 函數進入 OS 模式,設置 BLOCK_ERR 參數為 OS ,清除報警信息并發送功能塊 OS 報警。 此時測量主值和次值狀況為 OS 狀態。
            ( 2 )報警確認。 當 FBShell 接收到報警接收設備的報警確認后, 調用 FB_Alm_Comfirm 函數確認服務并設置報警參數。如將報警計數器減 1 ,設置報警參數的狀態為“激活 - 已經發送”、“清除 - 已經發送”或者“更新 - 已經發送”。
            ( 3 )退出 OS 報警。 當目標模式為 AUTO 模式時,功能塊退出 OS 模式,檢查靜態版本號,判斷是否需要發送事件更新報警, 并設置 BLOCK_ERR 參數清除OS 模式,將儀表參數傳遞給轉換塊參數。
     轉換塊執行流程
    2 下載與調試
            完成通訊卡開發后,使用 Green Hills Multi 集成開環境進行編譯,然后運行 make_round_release_bin.bat腳本文件連接 FBShell 庫和操作系統庫, 生成 bin 文件,將 bin 文件通過 JLink 下載至通訊卡上,#后連接儀表卡后使用在線組態調試工具 NI-FBUS 進行調試。
     
    3 結語
            經過 NI-FBUS 組態調試工具調試后,儀表卡與通訊卡之間通訊正常,并且可進行參數讀寫、參數傳遞、儀表地址修改、儀表校準等操作,這表明整體設計方案具有可行性。 這款 FF 壓力變送器將經過認證進入實際應用中。
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