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1、TPS系统I/O卡件介绍 发布时间：2009-10-14 作者： 樊庆欣Honeywell TPS系统UCN网的PMM成为目前众多企业采用的首选过程管理器，负责PMM与现场信息采集作用的I/O处理器是此系统至关重要的组成部分，它的好坏直接影响控制室对现场信息的了解，以及根据信息对现场设备所进行的调节和控制，因此直接关系到企业生产的安全性和可靠性。I/O卡件的功能：I/O卡件与现场终端端子相连，对所有现场输入/输出信号进行处理模拟输入：将来自现场变送器、检测元件的信号转换成工程单位信号，完成监视或供其它I/O单元进行运算控制。模拟输出：对输出参数提供独立的D/A转换，用于控制现场的调节阀或其它执
2、行机构。数字输入：将来自现场的数字输入信号经转换，以指示现场过程设备的状态或供其它PM数据点使用。数字输出：向现场提供数字式输出的驱动切断阀门、机泵等现场设备。I/O卡件的种类：根据卡件所处理信号的不同，可以分为：AO、DO、DI、HLAI、LLAI、LLMUX、STI、SDI等多种。I/O卡件主要硬件组成：A、 处理器：采用80C31和80C32处理器。B、 程序存储器：采用27C51264K存储单元、27C25632K存储单元C、 数据存储器：采用HM6225610T 32K存储量D、 时钟发生器：外接12KHZ晶振，由CPU内部振荡器产生工作时钟。E、 脉冲宽度调节器及电压调节器：SG2
3、524/SG1524产生基准电压和振荡频率，实现DCDC转换，以提供I/O板卡稳定工作所需的电压。F、 数据输入/输出器件：串行接口：DS75176/3695等；由触发/驱动器件组成的并行输入扩展SCC2697(LLMUX)、HC374(DI)、HC244(HLAI); 并行输出扩展HC374(AO-8)、HC273（DO）等其它标准接口器件.G、 外围控制器件：完成逻辑关系运算、控制功能。I/O卡件的总线：A、 数据总线：8位并行数据总线对应CPU的P0.0P0.7和一对串行收发线RXD/TXD.B、 地址总线：ROM地址线为15位，低8位对应CPU的P0.0P0.7口、高7位对应P2.0P
4、2.6，剩余一条P2.7作为控制选通端和PSEN、RD一起对ROM的OE端选通。RAM地址线为13位，低8位对应CPU的P0.0P0.7口、高5位对应P2.0P2.4。C、 控制总线：对应CPU 80C31/80C32的P3口，实现晶振输入、计数、中断、读写等功能。根据卡件内各部分电路完成功能的不同，将卡件内电路分为三个主要部分：电源线路、数据通讯及处理线路、控制线路。电源线路：实现DCDC转换，提供板卡稳定工作所需的电压。数据通讯及处理线路：CPU对程序、数据、上级命令、现场信号采集等信息，进行运行、收发、计算等处理。控制线路：实现逻辑控制如：选通、读写、中断、计数、触发、驱动等功能。下面以
5、HLAI卡件为例，分析其主要线路原理：1、 电源线路：将外加24V直流输入电压转换成卡件稳定工作所需的24V、5V、18V、12V等直流电压。其电压转换电路图如下：2、 数据通讯及处理线路：a、 数据总线和地址总线：数据总线为8位，对应CPU的P0.0P0.7口，此组接口还作为地址总线的低8位，经地址锁存器HC373后，连接到ROM和RAM的地址线。CPU每访问一次外部RAM，计数器ALE计数一次，输出为高，直接控制HC373的CP端。ROM和RAM的高位地址线直接和CPU的P2口相连，多余的地址线作为控制线用，例：P2.7作为ROM输出的控制线之一，和PSEN、WR一起控制读出ROM中的程序
6、。CPU对RAM的读写直接通过 RD、WR进行控制。线路图如下：b、80C32与PMM I/O LINK的数据通讯线路：PMM发出的控制、数据采集或传送、地址确认等信息通过由HC244扩展的并行接口和DS75176（或3695）组成的串行接口连接到I/O卡件的处理器80C32。此部分的线路图如下：c、 信号采集和转换线路这部分线路展示了I/O卡件对现场某一信号的采集和处理的过程。首先由80C32发出采集某一路信号的控制指令，经HC273触发后Y0和Y1作为DG509（双4选1多路选择器）的地址选通端A0和A1，Y2Y7作为输入，经HC237(3-8译码)后，输出Q0Q5作为6个DG509的输出使能端，被选中的数据通过D0、D1输送到模拟信号处理器，经模拟比较器，送到A/D转换器件，转换后的信息经HC244送给I/O处理器80C32，完成数据的采集和处理。这部分的线路原理图如下：3、 控制线路：主要完成逻辑控制，保证CPU的稳定、正常运行。控制线有自己独特的线路组织形式，以实现其特有的控制功能。不同控制线路的复杂程度也相差很大。下面是HLAI卡80C32 INT1的线路结构：图示表明，采集的信息经A/D转换完毕后，向CPU发出中断信号。
