前面我們對邏輯控制層的通信協(xié)議的相關(guān)概念簡單地引入了一下，根據(jù)上文所涉及的例子，我們這里在來詳細(xì)的講解一下。首先還是來回顧一下例子的基本情況。下面是一個實(shí)際應(yīng)用例子——上位機(jī)與單回路控制器之間的通信協(xié)議(邏輯控制層)｡

單回路控制器可用來實(shí)現(xiàn)對一個回路(含一個被控對象)的控制,一般由單片機(jī)和少量外加電路構(gòu)成｡圖12.30給出了用單回路控制器控制一個容器水位的示意圖｡圖中容器的水位是被控對象｡

單回路控制器通過A/D轉(zhuǎn)換器采樣差壓變送器反映的水位值,與事先設(shè)定的值進(jìn)行比較,經(jīng)過某種控制算法的運(yùn)算輸出一個值,該值是數(shù)字量,經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器變成電信號,再經(jīng)過伺服放大器進(jìn)行功率放大,作用于給水閥門｡例如,當(dāng)水位高于設(shè)定值時(shí),一般情況下是將給水閥門的開度減小,以減少進(jìn)水量,從而使水位降下來｡這種采樣和控制是按一定周期重復(fù)進(jìn)行的,從而可使實(shí)際水位與設(shè)定值之差在一規(guī)定范圍內(nèi)｡設(shè)定值可以是一個定值,也可隨時(shí)間變化｡

一臺單回路控制器可控制一個回路｡若一個被控系統(tǒng)中有多個回路,則可以選用相應(yīng)數(shù)目的單回路控制器｡為了對各個單回路控制器進(jìn)行管理以及對整個系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,一般配一臺PC系列機(jī),通常稱之為上位機(jī)(相應(yīng)地可將單回路控制器稱為下位機(jī))｡

在本例中,上位機(jī)和各單回路控制器采用RS-485總線組成主､從式通信網(wǎng)絡(luò)｡為了進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,需要制定通信協(xié)議｡總的要求是:上位機(jī)可以下傳設(shè)定值和單回路控制器的參數(shù)(如采樣控制周期､算法選擇､算法參數(shù)等,共數(shù)十種),單回路控制器在收到上位機(jī)的報(bào)文后,上傳數(shù)據(jù)和參數(shù)｡以下是通信協(xié)議的具體內(nèi)容:

上位機(jī)發(fā)給單回路控制器的報(bào)文用兩種:詢問報(bào)文和設(shè)置報(bào)文｡詢問報(bào)文周期性的發(fā)出,設(shè)置報(bào)文在需要時(shí)才發(fā)出｡被尋址的單回路控制器在收到上位機(jī)的任一報(bào)文后,要回送一個報(bào)文｡回文僅一種｡上位機(jī)詢問報(bào)文讓指定的單回路控制器上傳數(shù)據(jù)和參數(shù),其格式和含義如下:

每個字段上面的數(shù)字是該字段占用的字節(jié)數(shù)｡起始符是兩個特定的字符,最后一個字節(jié)是累加和,它是前面的字節(jié)不計(jì)最高位進(jìn)位累加的結(jié)果｡目的站地址是要尋址的單回路控制器的編號｡這里的命令字段取值為01H,表示是詢問報(bào)文｡

上位機(jī)設(shè)置報(bào)文令指定的單回路控制器按報(bào)文中的命令和所帶數(shù)據(jù)重新進(jìn)行設(shè)置,其格式和含義如下:

其中,命令字段是相應(yīng)命令的編碼｡例如,命令為02H時(shí),表示被尋址的單回路控制器應(yīng)按數(shù)據(jù)字段給出的值對設(shè)定值進(jìn)行重新設(shè)置｡數(shù)據(jù)字段為2個字節(jié),是與命令相對應(yīng)的數(shù)據(jù),這里約定它采用整型數(shù)｡若設(shè)定值或參數(shù)不是整型數(shù),則組織報(bào)文時(shí)需進(jìn)行轉(zhuǎn)換,單回路控制器收到后再還原｡

當(dāng)某臺單回路控制器收到上位機(jī)的任一種報(bào)文,且發(fā)現(xiàn)自己是被尋址對象時(shí),回送一個報(bào)文｡回文的格式和含義為:

回文的長度不是定值｡這里同樣約定設(shè)定值､采樣值以及各個參數(shù)字段采用整型數(shù)｡若原值不是整型數(shù),則組織報(bào)文時(shí)需進(jìn)行轉(zhuǎn)換,上位機(jī)收到后再還原｡回文中的設(shè)定值是當(dāng)前單回路控制器所采用的,如果此前上位機(jī)曾經(jīng)發(fā)來過設(shè)定值,則就是該值(已按它進(jìn)行設(shè)置)｡

在該通信協(xié)議中還規(guī)定,如果上位機(jī)在發(fā)出報(bào)文后收不到回文或收到的是不確認(rèn)回文(回文的確認(rèn)碼為非0值)時(shí),重發(fā)報(bào)文｡最多重發(fā)兩遍,還不行,以出錯處理｡