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分布式IPC工业测控系统（一） |
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作者：谢辉?陈曾汉 重庆大学高电压与电工新技术教育部重点实验室? 重庆三峡学院应用技术学院?? |
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摘要：针对目前工业测控需求，设计了一个分布式JIPC（工业PC：industry personal conputer）工业测控系统，并阐明了系 |
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统的设计思想、结构和实现的功能。该系统下位机选用IPC，并采用C语言编写的简化的多任务实时操作系统MROS（Multi – |
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task Real – time Operating System）对多路模拟量、开关量进行采集、存储和控制，具有较高的实时性和可靠性。系统的 |
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上位机采用VB6.0编程，对其所管理的下位机运行参数进行选定采集、显示和报表打印，具有人机界面友好，功能强大等特点。 |
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上下位机通信系统设计选用抗干扰能力强大的RS – 485网络标准以及智能通信控制器进行通信管理，并采取了一定的软硬件抗 |
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干扰措施，通信可靠，维护简单。实验证明，系统经济、实用，具有一定的推广应用价值。 |
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0 引言 |
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针对原来的IPC（工业PC：industry personal computer）-分布式模块或IPC-单片机系统，功能较为单一，可靠性和可维护 |
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性也不够强，设计了一种由IPC构成的分布式模式的工业配电测控系统。其具有较高的控制和管理功能，较好的环境适应性以及 |
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便利的系统开发性，性价比较高。具有一定的推广价值。 |
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1 概述 |
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由1台上位机和8台下位机构成一个分布式模式的工业配电测控系统。其上下位机都采用性价比较高的IPC担任。各下位机能够根 |
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据需要对多路模拟量（如电压、电流、功率因素、有功功效、无功功效等）、开关量 （如各出线开关分合闸状态、补偿电容器 |
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的状态等）进行检测和控制，上位机可以发出指令和任何一台与之相连的下位机进行通信，收集各下位机传送来的模拟量和开关
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量信息，进行相关的分析、汇总、报表生成等处理，并对各下位机子系统进行监控和宏观调度。其总体结构如图1所示。 |
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2.下位机系统设计,下位机主要功能 |
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根据实际需要，每台下位机完成主要功能如下： |
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（1）64路模拟量的采集，包括电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率等；
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（2）16路开关量的采集，包括各出线回路开关分合闸状态，补偿电容器的投切状态； |
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（3）16路开关量的输出控制，包括开关故障报警信号、失压报警信号、过压报警信号、负载的起停控制等； |
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（4）定时/计数通道，产生系统定时运行所需要的“Tick”信号。 |
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2.2? 下位机硬件系统设计 |
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根据功能需要，下位机选用了控制功能比较强大的某公司IPC – 610工业控制计算机。在硬件设计上的一大特色是可扩展性强 |
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，取消了普通PC机常用的大底板，将其分解为一个带有近20个ISA插槽和PCI插槽的无源总线底板以及相应的CPU板、I/O板等， |
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大大提高了可插入板的数目，可以将系统的各个模块以插卡的形式像搭积木一样组合起来，方便地扩展成一个复杂的控制系统。 |
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选用了两块PC – 6313多功能模入/模出板卡，配接相应的传感器和执行机构来完成所承担的工作。每块PC – 6313板卡有24路 |
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开入/开出、32路单端模拟量输入/16双端输入、3个定时器/计数器、2路模拟量输出，结构紧凑、功能齐全、性价比高。下位机 |
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系统框图如图2所示。 |
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| 2.3 下位机软件系统设计 |
| 下位机系统是一个相对独立的配电测控子系统，有多道任务程序，同时要求运行速度快、稳定性强，是一个复杂的多任务实时系 |
| 统。为保证稳定性，系统采用了灵活和运行效率较高的C语言，运行于DOS操作系统，进行模块化设计。下午恶疾具体任务程序包 |
| 括： |
| （1）6个制表任务：没4h制一次表，具体时间可以根据工厂生产情况具体确定。系统设定为0点、4点、8点、12点、16点、20点 |
| 各制表一次。 |
| （2）3个周期任务： |
| ①每2 ms对16个开关量采样1； |
| ②4 ms对16路开关量进行1输出控制； |
| ③每2 s对64个模拟量采样1，并在显示器上排列显示相关的数值。 |
| （3）7个键盘任务： |
| ①a键为把模拟量采样结果在屏幕上排列显示。 |
| ②s键为把开关量采样结果在屏幕上拍六显示。 |
③d键为工厂配电线路主接线图各模拟量的动态显示。包括配电室变压器的三相电压、电流、温度值、各车间母线的三相电压、 |
电流值，各测量电动机的电压、电流和温度值。
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④t键为各车间工作环境测量值动态显示。包括温度、湿度、压力、流量等。 |
| ⑤键为退回到C集成开发环境。 |
| （4） 一个北京时间显示任务：在每一画面中均有北京时间的动态显示。 |
| （5） 一个通信任务：接收上位机的指令，将本机的相关数据送上位机进行显示和处理。 |
