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现场控制随着通信、微处理器、微电子学等技术的进步而不断地发展以来,计算机控制系统得到了广泛地应用,使得传统的自动控制系统过渡为连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。使用一条通讯电缆,相对于以往的。DCS(集散控制系统)减少了大量信号电缆,同时它还允许系统中的设备分布在一个较大的空间区域里。FCS(现场总线控制系统)作为一种更优秀的计算机控制方案被正式应用于工业现场并获得成功。本文所述的基于MODBUS RTU现场总线协议的智能测控模块就是基于FCS底层设备的要求提出并设计的。在论文的各章节中,详尽地论述了各功能模块的硬件设计和软件设计;基于RS-485串行通讯的MODBUS RTU协议的程序设计;上位机模块功能设定软件的设计,并列举了该系列智能模块在工业控制现场的应用实例。计算机控制系统中,由于针对地是多种物理参数(温度、压力、流量、物位、物性、位移等)的测量与控制,因此需要各种前端数据采集和控制模块。本设计源于市场对新型多功能模块的需求,共设计了8种通用模块,包括:8路标准信号(AI)采集模块,1-5V或4-20mA输入,带限流配电功能;8路标准信号输入,4路开关量输入,3路开关量输出模块;6路温度信号(AI)采集模块,支持热阻或热偶温度传感器;6路脉冲量输入采集模块;调节控制(包含AI、AO、DO)模块,能够同时支持两个单回路或者一个串级调节;16路开关量输入模块;8路开关量输出模块;数据转发通讯控制模块。这些模块能够满足大部分测控系统的需要。MCU采用了MCS—51系列单片机,编程使用了C51。设计过程中重点对隔离的RS-485驱动硬件电路、高性能的24V直流和220V交流输入隔离式开关电源、多功能模拟信号输入电路等进行了研究和设计,使此系列模块达到了比较高的技术指标。完成各功能模块之间及模块与上位机之间可靠并实时有效地进行通讯,是保证系统正常运行的基础。在设计中选择通用标准的MODBUSRTU协议作为软件通讯协议,模块通讯软件设计完成两个主要功能:首先,接收采用串口中断方式进行实时接收,同时串行口控制一个定时器限时中断判断数据流的间断,进行报文同步。其次,本设计采用了查表法计算CRC,速度快,并有效地提高了数据传送的可靠性。为满足工业控制现场参数测量与控制所提出的对智能模块的不同要求,系统应能实现对模块的灵活配置功能。本系统使用DELPHI语言设计了专用的下位机组态软件来对模块进行配置。功能包括:通讯波特率设定;模块地址设定;数字校准;模块适应性参数设定等功能。