2024年8月6日发(作者：千向荣)
第58卷第2期
Vol.58No.2
CHINAMETALFORMINGEQUIPMENT&MANUFACTURINGTECHNOLOGY
2023年4月
第2期
Apr.2023
基于TMS320F2812的RS485通信系统设计
秦家正
1袁2
袁黄
渊1.江苏亚威机床股份有限公司袁江苏扬州225200曰
炎
1袁2
袁田斌
1袁2
袁胡亦恒
1袁2
2.江苏省金属板材智能装备重点实验室袁江苏扬州225200冤
摘要院基于工业自动化控制对于上下位数据传输所需的实时性与数据可靠性需求袁设计了一套基于TMS230F2812型DSP芯片的
RS485数据通信系统遥论述了RS485的通信原理及该系统利用DSP内嵌的485A中断模块实现与上位机实时通信的工作流程与
软件设计遥测试表明袁该系统数据传输稳定袁通信速率高袁抗干扰能力强袁对工业自动化设备的数据通信起到了良好的效果遥
关键词院数字信号处理器曰RS485曰TMS230F2812
中图分类号院TN919.6曰TP29文献标识码院A
文章编号院1672-0121渊2023冤02-0077-05DOI院10.16316/.1672-0121.2023.02.019
工业自动化控制实时数据传输系统是目前工业
智能化发展的一个重要领域遥本系统基于RS485串
口通讯协议开发袁相较于传统的RS232标准袁具有传
收稿日期院2022-11-20曰修订日期院2022-12-15
输速率高袁抗噪声干扰性好袁以及传输距离长等优
点遥此外袁通讯数据帧基于ModBus通讯数据帧进行
二次设计袁帧功能性强袁且配备数据校验与出错重发
处理机制遥因此本文在工业自动化设备的专用系统
上袁对实时数据传输技术进行了深入研究和开发袁以
SimulationresearchonspeedadjustingvalvecontrolledsynchronousliftingsystembasedonAmesim
11袁2
WEIHaitao
1袁2
,WEIHaifeng
3
,ZHANGXiaoli,MAZhigang
1
,WANGShengjin
1袁2
,YANGZhihuai
渊uLSGroupCo.,EquipmentResearchInstitute,Lanzhou730314,GansuChina;
uLSEnergyEquipmentEngineeringResearchInstituteCo.,Ltd.,Lanzhou730314,GansuChina;
uLSPetroleumEquipmentEngineeringCo.,Ltd.,Lanzhou730314,GansuChina冤
Abstract:Theliftingsystemofsomecertainhighleggedvehiclerequiresthevehiclebodytoachievesmooth
ise,itmaycausedamagetothevehiclebodyorhydrauliccylin-
der,andevencauseseriousdamagetotheoverallstructureofthehighleggedvehicleduetotheunevenness
r,duetothefactthatthecenterofgravityofthevehiclebodyislocatedatthe
leftrearofthevehiclebody,rtoensurethe
synchronizationofthevehiclebodyliftingandlowering,thesimulationmodelsfortheinletthrottlespeedad-
justingcircuitandoutletthrottlespeedadjustingcircuitoftheliftingsystemspeedadjustingvalvehavebeen
establishedonthebasisofAmesimsimulationsoftwareinthetext,aswellastheinletthrottlespeedcontrol
circuitoftherisingspeedadjustingvalveandtheoutletthrottlespeedcontrolcircuitofthedescendingspeed
bilityofpressureandspeedaswellasthesynchronicityoftheliftingandloweringof
thehighleggedvehicleofthethreecircuitshavebeencomparedandanalyzedunderdifferentloadingoffour
ultsshowthattheliftingsystembyusingofaspeedadjustingvalveandrectifierboard,
whichusestheinletthrottlespeedcontrolofthespeedadjustingvalveforascendingandtheoutletthrottle
speedcontrolcircuitofthespeedadjustingvalvefordescending,hasstablepressureandspeed,aswellas
goodliftingsynchronizationperformance,providingabasisforthedesignofthesynchronizationsystem.
Keywords:Liftingsystem;Synchronicity;Simulation;Speedadjustingvalve;Rectifierboard
-77-
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第58卷
步接收/发送装置冤遥TMS230F2812的内部具有两个
相同的SCI模块袁SCIA和SCIB遥每一个模块都各有
一个接收器和发送器袁SCI模块可以产生两个中断院
SCIRXINT和SCITIINT袁即接收中断和发送中断遥本
系统使用SCIA模块以中断方式实现数据收发袁具有
系统占用内存低尧实现效率高等优点遥
在机床实际应用中袁DSP将传感器/编码器反
馈数据进行处理后通过SCI模块将实时状态信息
发送给HMI袁同样以此来接收HMI发送的运动控
制与状态信息处理指令袁并传达给最终的执行机
构遥
能够提供成熟的应用解决方案遥
本文基于TMS230F2812型DSP芯片开发袁针对
机床数控系统的上下位通信实现袁进行了一些探索
和研究遥
1设计原理与需求分析
HMI通过RS485串口通信协议实现从机床运动
控制系统获取机床实时状态信息袁监控机械结构加
工过程中轴位置以及运动状态标志位袁控制各模拟
量尧数字量模块的输入输出信号袁以此来完成人机交
互袁响应远端和近端的操作遥
RS485是一个定义平衡数字多点系统中的驱动
器和接收器的电气特性的标准袁使得连接本地网络
以及多支路通信链路的配置成为可能遥本系统是以
DSP为核心的通用RS485数据通信系统袁系统整体
设计在保证了通讯稳定性的前提下袁具有实用面广尧
通用性强以及可自由扩展等优点遥整体RS485通信
系统结构原理如图1所示遥
TMS230F2812型
DSP芯片
2方案设计与实现
工业自动化机床通常需要通过对加工过程运动
2.1需求分析
控制规划进行采样袁来监控实际加工过程中机床运
动状况袁以及HMI需实时正确显示机床必要加工状
态信息遥因此此通信系统应能够解决以下几点主要
需求院淤数据校验功能院数据帧出错检验与出错
处理重发机制曰于数据接收/发送数据处理功
能院对结构体进行数据处理袁精简传输信息袁提高
传输效率曰盂采样数据存储功能院对采样数据进
执行机构
HMI
监测
系统
SCI
通信模块
传感器/编码器
图1RS485通信结构图
行周期性存储袁用于绘制运动规划曲线遥
2.2方案设计思路
整体软件控制方案包含三部分院淤SCIA数
据接收/发送中断模块曰于接收/发送数据处理模
块曰盂采样数据处理模块遥
软件架构示意图如图2所示遥
SerialCommunicationInterface简称野SCI冶袁即串
行通信接口遥SCI是一个双线的异步串口袁具有接收
和发送两根信号线袁一般可以看作是UART渊通用异
DSP
HMI
PIE外设中断扩展
数据读取
RS485
通讯文件
数据发送SCIARXINT中断SCIXINTA_ISRData_To_FrameTX_Data_Handle
SCIARXINT中断SCIRXINTA_ISR
接收/发送数据处理函数
RX_Data_HandleFrame_To_Data
全局变量接口
输入接口
Buff_General_Para
Buff_process_Para
Diag_Paras
输出接口
Diag_Stata
Buff_Process_Uploa
Buff_Stata_Upload
采样数据处理
Anal_To_Frame
采样首地址
ANAL_ADDR
数据记录函数
Anal_Data_Handle
图2软件架构示意图
-78-
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秦家正袁等院基于TMS320F2812的RS485通信系统设计
接收到的数据从接收缓冲寄存器SCIRXBUF中移
输入接口遥
送处理模块对数据输出接口内数据进行处理袁并通
过发送中断将数据发送遥
动过程中无法进行采样数据传输遥因此需开辟专用
内存区块袁周期性将采样数据进行保存袁运动控制结
束后将存储数据发送给HMI用于曲线绘制遥
2.3实现方案
2.3.1数据帧设计
采用类似ModBus通讯的ASCII消息帧格式袁单
帧数据组成如表1所示遥
得到应答后袁则会对相同数据帧进行再次发送袁对应
渊1冤序号院本次数据帧序号袁若发送一帧通讯未
渊3冤采样数据处理院为保证运动控制完整性袁运
节遥
据位按位异或冤袁存放校验结果遥
渊2冤数据发送院DSP将HMI所需数据通过数据发
渊1冤数据接收院接收中断收取到数据后袁DSP将
表1
起始序号
数据帧
数据
功能代码数据大小
第2期
BCC校验结束
2字节
2字节
出袁经由数据接收处理模块处理后存放至专用数据
1字节1字节
2字节2个字节0-65535字节
序号加1遥
详细设计如表2所示遥
渊2冤功能代码院表示数据用途袁或代表具体指令袁
渊3冤数据大小院占用2个字节袁值表示数据段字
节数袁因此单帧能够传输的数据最多为65535个字
渊4冤校验位院占用2个字节袁采用BCC校验渊即数
渊5冤结束位院占用两个字节袁使用回车+换行
DSP从SCIARXBUF寄存器中读取数据后袁进行
渊ASCII码0x0D袁0x0A冤表示数据帧传输结束曰
数据帧头检测袁检测到帧头后对数据帧序号尧功能代
码尧数据大小和数据进行获取遥数据获取完成会进行
数据校验袁校验未通过袁则丢弃该次读取的数据袁并
表2功能代码
功能代码
0x00B0
0x00B1
DSP寅HMI
0x00B2
0x00B3
0x00A0
0x00A1
0x00A2
0x00A3
0x00A4
0x00A5
0x00A6
0x00A7
HMI寅DSP0x00A8
0x00A9
0x00AA
0x00AB
0x00C0
0x00C1
0x00C2
0x00C3
0x00C4
STATE_TX
ANSW_TX
DIAG_ST
ANAL_ST
STATE_ST
DIAG_PARA
PLC_CODE
GENERAL_PARA
PROCESS_PARA
MANUE_CMD
M_C_STOP
M_C_EXIT
SINGLE_PARA
ANAL_DATA
NWRK_STATE
MANU_STATE
AUTO_STATE
MPOS_STATE
DIAG_STATE
上传机床状态
无需反馈特定数据时通讯应答
请求上传诊断参数
下发启动采样请求
请求机床状态
诊断参数下发
PLC代码下载
总机床参数下载
产品加工步数据下载
手动移轴参数下发
加工停止
程序退出
总机床数据单个参数下发
请求上传采样数据
上位切换至非加工页面
上位切换到手动页面
上位切换到自动页面
上位切换到手动移轴页面
上位切换到诊断页面
宏定义
DIAG_TX
ANAL_TX
上传诊断参数
上传采样数据
含义
-79-
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第58卷
打断主运动控制进程袁开辟专用内存区块用于存储
采样数据袁机床运动结束后将采样数据发送给HMI遥
为保证采样精度袁在接收到HMI的采样请求报文
野0x00A1冶后袁DSP会启动采样数据记录函数每5ms
往采样数据存储区域内记一次数据袁采样存储区域
设计为48KB遥
采样数据结构体设计为8个Uint16变量袁即每
获取首字节
出错计数
约3
是
首字节为帧头
野0x3A冶
是
获取序号
否
获取功能代码
是
每周期往存储
区域写值
获取数据大小
否
出错停机
接收到采样请
求
丢弃数据向HMI
申请重发数据
出错计数加1
且重新获取袁连续数据出错3次后报警并向HMI进
行反馈遥程序流程如图3所示遥
2.3.2采样数据处理
在机床运动过程中袁为防止发送数据进入中断
开始
记一次数据便会占用16个字节存储空间遥每5ms采
样一次袁15s后即会占满48KB的存储空间袁因此本
系统设计最大采样时长即为15s遥
开始
否
机床运动结束/
到达15S
获取数据
是
发送采样结束
标志位
否
获取校验位
BCC校验通过
接收到采样数
据请求
是
获取结束字节
是
发送采样数据
结束字节为
野0x0D0A冶
是
结束
图3数据接收流程图
清空存储空间
结束
图4采样流程图
-80-
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秦家正袁等院基于TMS320F2812的RS485通信系统设计
第2期
机床运动结束或到达采样最大时长15s后袁DSP
会返回采样结束标志位袁此时上位会下发请求采样
数据报文野0x00AB冶遥DSP收到后使用采样数据处理
函数将存储区域内数据按位读出并发送给上位遥采
样流程如图4所示遥
3测试和验证
测试程序设置每1000ms发送一次数据袁并将各
参数打印出来遥测试结果如图5尧6所示遥
图7第三次采样数据
图5第一次采样数据
图8第四次采样数据
4结论
本系统有效地将DSP的高速处理能力和RS485
通讯协议的高性能尧高可靠性的优点结合在一起袁使
DSP能高效尧准确地将机床获取到的各项数据信息
实时发送到上位机HMI袁以便用户进行状态监控与
指令下达遥
经验证袁本方案对于工业自动化控制领域各应
图6第二次采样数据
用场合具有参考意义袁并且通过移植和改进调整袁具
有一定的实用价值遥
参考文献院
[1]成大先.机械设计手册[M].第3卷.北京院化学工业出版社袁2004.
[2]王海文.轧钢机械设计[M].北京院机械工业出版社袁1983.
对比可知袁打印数据准确无误袁且第二次成功接
收到DSP发送数据并打印距离第一次时差为
1001ms袁减去设置的1000ms间隔袁可知单次数据帧
发送耗时为1ms遥
连续运行一天再次采样袁数据如图7尧8所示遥
对比可知袁连续运行一天后袁数据打印仍准确无
误袁且数据帧发送耗时为1ms袁系统稳定性无问题遥
-81-
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第58卷第2期
第58卷
No.2Vol.58
CHINAMETALFORMINGEQUIPMENT&MANUFACTURINGTECHNOLOGY
2023年4月
Apr.2023
基于触摸屏显示和查询的压力机班组计数方案实施
张岭袁陈晖袁徐丽袁钱进
渊江苏扬力锻压机床有限公司袁江苏扬州225104冤
摘要院通过PLC和触摸屏通讯袁将压力机工作时的白班和晚班产量分别进行班组计数袁在触摸屏上显示出当前日期的白班和晚
班产量计数值袁并具有历史记录查询功能袁即在触摸屏中输入查询日期袁按下查询按钮袁可查看近一个月内的班组计数历史记录遥
关键词院PLC曰触摸屏曰班组计数曰查询
中图分类号院TM571.6
+
1文献标识码院A
文章编号院1672-0121渊2023冤02-0082-04DOI院10.16316/.1672-0121.2023.02.020
压力机的计数方式多种多样袁有拉动式计数器尧
电子计数器尧电子凸轮内置计数尧触摸屏计数显示等
等遥近年来袁触摸屏计数显示越来越普遍袁一般可以
显示总产计数值尧当前计数值袁并具有预置计数停机
功能袁基本能满足大部分用户对压力机产量计数的
要求遥但对于某些特殊用户来说袁班产量是工艺设计
中最主要的计算基准袁班产量的大小直接影响到设
备的配套袁车间的布置和面积尧公用设施和辅助设施
的大小袁以及劳动力的定员等袁因此需要压力机能进
行班组计数遥本文介绍该计数方案的实施袁通过PLC
和触摸屏通讯袁实现在触摸屏上显示当前日期的白
班和晚班产量计数值袁并具有历史记录查询功能袁即
在触摸屏中输入查询日期袁按下查询按钮袁可查看最
收稿日期院2022-10-08曰修订日期院2022-11-15
近一个月内的班组计数历史记录遥
1硬件构成
以三菱PLC尧威纶通触摸屏为例袁具体配置如表
1所示遥
表1电气系统配置
名称
触摸屏
PLC
型号
TK8071iP1含通讯电缆FX-3M
FX3GA-60MR-CM
品牌
威纶通
三菱
2触摸屏画面
在威纶通触摸屏中编写压力机产量查询页面袁
包含当日日期显示尧白班和晚班产量显示尧所需查询
的白班和晚班产量的历史记录显示尧查询确认按钮袁
编好对应的地址值袁如图1所示遥
DesignofRS485communicationsystembasedonTMS320F2812
QINJiazheng
1袁2
,HUANGYan
1袁2
,TIANBin
1袁2
,HUYiheng
1袁2
uProvincialKeyLaboratoryofMetalSheetIntelligentEquipment,Yangzhou225200,JiangsuChina冤
Abstract:Basedonthereal-timeanddatareliabilityrequirementsofindustrialautomationcontrolforupper
andlowerdatatransmission,anRS485datacommunicationsystembasedonTMS230F2812DSPchiphas
municationprincipleofRS485,theworkflowandsoftwaredesignofthesystemby
usingtheembedded485AinterruptmoduleinDSPtoachievereal-timecommunicationwiththeuppercom-
aveshownthatthesystemhasstabledatatransmission,high
communicationspeed,stronganti-interferenceability,andhasachievedgoodresultsindatacommunicationfor
industrialautomationequipment.
Keywords:Digitalsignalprocessor;RS485;TMS230F2812
-82-
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渊uYaweiMachineToolCo.,Ltd.,Yangzhou225200,JiangsuChina;
2024年8月6日发(作者：千向荣)
第58卷第2期
Vol.58No.2
CHINAMETALFORMINGEQUIPMENT&MANUFACTURINGTECHNOLOGY
2023年4月
第2期
Apr.2023
基于TMS320F2812的RS485通信系统设计
秦家正
1袁2
袁黄
渊1.江苏亚威机床股份有限公司袁江苏扬州225200曰
炎
1袁2
袁田斌
1袁2
袁胡亦恒
1袁2
2.江苏省金属板材智能装备重点实验室袁江苏扬州225200冤
摘要院基于工业自动化控制对于上下位数据传输所需的实时性与数据可靠性需求袁设计了一套基于TMS230F2812型DSP芯片的
RS485数据通信系统遥论述了RS485的通信原理及该系统利用DSP内嵌的485A中断模块实现与上位机实时通信的工作流程与
软件设计遥测试表明袁该系统数据传输稳定袁通信速率高袁抗干扰能力强袁对工业自动化设备的数据通信起到了良好的效果遥
关键词院数字信号处理器曰RS485曰TMS230F2812
中图分类号院TN919.6曰TP29文献标识码院A
文章编号院1672-0121渊2023冤02-0077-05DOI院10.16316/.1672-0121.2023.02.019
工业自动化控制实时数据传输系统是目前工业
智能化发展的一个重要领域遥本系统基于RS485串
口通讯协议开发袁相较于传统的RS232标准袁具有传
收稿日期院2022-11-20曰修订日期院2022-12-15
输速率高袁抗噪声干扰性好袁以及传输距离长等优
点遥此外袁通讯数据帧基于ModBus通讯数据帧进行
二次设计袁帧功能性强袁且配备数据校验与出错重发
处理机制遥因此本文在工业自动化设备的专用系统
上袁对实时数据传输技术进行了深入研究和开发袁以
SimulationresearchonspeedadjustingvalvecontrolledsynchronousliftingsystembasedonAmesim
11袁2
WEIHaitao
1袁2
,WEIHaifeng
3
,ZHANGXiaoli,MAZhigang
1
,WANGShengjin
1袁2
,YANGZhihuai
渊uLSGroupCo.,EquipmentResearchInstitute,Lanzhou730314,GansuChina;
uLSEnergyEquipmentEngineeringResearchInstituteCo.,Ltd.,Lanzhou730314,GansuChina;
uLSPetroleumEquipmentEngineeringCo.,Ltd.,Lanzhou730314,GansuChina冤
Abstract:Theliftingsystemofsomecertainhighleggedvehiclerequiresthevehiclebodytoachievesmooth
ise,itmaycausedamagetothevehiclebodyorhydrauliccylin-
der,andevencauseseriousdamagetotheoverallstructureofthehighleggedvehicleduetotheunevenness
r,duetothefactthatthecenterofgravityofthevehiclebodyislocatedatthe
leftrearofthevehiclebody,rtoensurethe
synchronizationofthevehiclebodyliftingandlowering,thesimulationmodelsfortheinletthrottlespeedad-
justingcircuitandoutletthrottlespeedadjustingcircuitoftheliftingsystemspeedadjustingvalvehavebeen
establishedonthebasisofAmesimsimulationsoftwareinthetext,aswellastheinletthrottlespeedcontrol
circuitoftherisingspeedadjustingvalveandtheoutletthrottlespeedcontrolcircuitofthedescendingspeed
bilityofpressureandspeedaswellasthesynchronicityoftheliftingandloweringof
thehighleggedvehicleofthethreecircuitshavebeencomparedandanalyzedunderdifferentloadingoffour
ultsshowthattheliftingsystembyusingofaspeedadjustingvalveandrectifierboard,
whichusestheinletthrottlespeedcontrolofthespeedadjustingvalveforascendingandtheoutletthrottle
speedcontrolcircuitofthespeedadjustingvalvefordescending,hasstablepressureandspeed,aswellas
goodliftingsynchronizationperformance,providingabasisforthedesignofthesynchronizationsystem.
Keywords:Liftingsystem;Synchronicity;Simulation;Speedadjustingvalve;Rectifierboard
-77-
Copyright©博看网. All Rights Reserved.
第58卷
步接收/发送装置冤遥TMS230F2812的内部具有两个
相同的SCI模块袁SCIA和SCIB遥每一个模块都各有
一个接收器和发送器袁SCI模块可以产生两个中断院
SCIRXINT和SCITIINT袁即接收中断和发送中断遥本
系统使用SCIA模块以中断方式实现数据收发袁具有
系统占用内存低尧实现效率高等优点遥
在机床实际应用中袁DSP将传感器/编码器反
馈数据进行处理后通过SCI模块将实时状态信息
发送给HMI袁同样以此来接收HMI发送的运动控
制与状态信息处理指令袁并传达给最终的执行机
构遥
能够提供成熟的应用解决方案遥
本文基于TMS230F2812型DSP芯片开发袁针对
机床数控系统的上下位通信实现袁进行了一些探索
和研究遥
1设计原理与需求分析
HMI通过RS485串口通信协议实现从机床运动
控制系统获取机床实时状态信息袁监控机械结构加
工过程中轴位置以及运动状态标志位袁控制各模拟
量尧数字量模块的输入输出信号袁以此来完成人机交
互袁响应远端和近端的操作遥
RS485是一个定义平衡数字多点系统中的驱动
器和接收器的电气特性的标准袁使得连接本地网络
以及多支路通信链路的配置成为可能遥本系统是以
DSP为核心的通用RS485数据通信系统袁系统整体
设计在保证了通讯稳定性的前提下袁具有实用面广尧
通用性强以及可自由扩展等优点遥整体RS485通信
系统结构原理如图1所示遥
TMS230F2812型
DSP芯片
2方案设计与实现
工业自动化机床通常需要通过对加工过程运动
2.1需求分析
控制规划进行采样袁来监控实际加工过程中机床运
动状况袁以及HMI需实时正确显示机床必要加工状
态信息遥因此此通信系统应能够解决以下几点主要
需求院淤数据校验功能院数据帧出错检验与出错
处理重发机制曰于数据接收/发送数据处理功
能院对结构体进行数据处理袁精简传输信息袁提高
传输效率曰盂采样数据存储功能院对采样数据进
执行机构
HMI
监测
系统
SCI
通信模块
传感器/编码器
图1RS485通信结构图
行周期性存储袁用于绘制运动规划曲线遥
2.2方案设计思路
整体软件控制方案包含三部分院淤SCIA数
据接收/发送中断模块曰于接收/发送数据处理模
块曰盂采样数据处理模块遥
软件架构示意图如图2所示遥
SerialCommunicationInterface简称野SCI冶袁即串
行通信接口遥SCI是一个双线的异步串口袁具有接收
和发送两根信号线袁一般可以看作是UART渊通用异
DSP
HMI
PIE外设中断扩展
数据读取
RS485
通讯文件
数据发送SCIARXINT中断SCIXINTA_ISRData_To_FrameTX_Data_Handle
SCIARXINT中断SCIRXINTA_ISR
接收/发送数据处理函数
RX_Data_HandleFrame_To_Data
全局变量接口
输入接口
Buff_General_Para
Buff_process_Para
Diag_Paras
输出接口
Diag_Stata
Buff_Process_Uploa
Buff_Stata_Upload
采样数据处理
Anal_To_Frame
采样首地址
ANAL_ADDR
数据记录函数
Anal_Data_Handle
图2软件架构示意图
-78-
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秦家正袁等院基于TMS320F2812的RS485通信系统设计
接收到的数据从接收缓冲寄存器SCIRXBUF中移
输入接口遥
送处理模块对数据输出接口内数据进行处理袁并通
过发送中断将数据发送遥
动过程中无法进行采样数据传输遥因此需开辟专用
内存区块袁周期性将采样数据进行保存袁运动控制结
束后将存储数据发送给HMI用于曲线绘制遥
2.3实现方案
2.3.1数据帧设计
采用类似ModBus通讯的ASCII消息帧格式袁单
帧数据组成如表1所示遥
得到应答后袁则会对相同数据帧进行再次发送袁对应
渊1冤序号院本次数据帧序号袁若发送一帧通讯未
渊3冤采样数据处理院为保证运动控制完整性袁运
节遥
据位按位异或冤袁存放校验结果遥
渊2冤数据发送院DSP将HMI所需数据通过数据发
渊1冤数据接收院接收中断收取到数据后袁DSP将
表1
起始序号
数据帧
数据
功能代码数据大小
第2期
BCC校验结束
2字节
2字节
出袁经由数据接收处理模块处理后存放至专用数据
1字节1字节
2字节2个字节0-65535字节
序号加1遥
详细设计如表2所示遥
渊2冤功能代码院表示数据用途袁或代表具体指令袁
渊3冤数据大小院占用2个字节袁值表示数据段字
节数袁因此单帧能够传输的数据最多为65535个字
渊4冤校验位院占用2个字节袁采用BCC校验渊即数
渊5冤结束位院占用两个字节袁使用回车+换行
DSP从SCIARXBUF寄存器中读取数据后袁进行
渊ASCII码0x0D袁0x0A冤表示数据帧传输结束曰
数据帧头检测袁检测到帧头后对数据帧序号尧功能代
码尧数据大小和数据进行获取遥数据获取完成会进行
数据校验袁校验未通过袁则丢弃该次读取的数据袁并
表2功能代码
功能代码
0x00B0
0x00B1
DSP寅HMI
0x00B2
0x00B3
0x00A0
0x00A1
0x00A2
0x00A3
0x00A4
0x00A5
0x00A6
0x00A7
HMI寅DSP0x00A8
0x00A9
0x00AA
0x00AB
0x00C0
0x00C1
0x00C2
0x00C3
0x00C4
STATE_TX
ANSW_TX
DIAG_ST
ANAL_ST
STATE_ST
DIAG_PARA
PLC_CODE
GENERAL_PARA
PROCESS_PARA
MANUE_CMD
M_C_STOP
M_C_EXIT
SINGLE_PARA
ANAL_DATA
NWRK_STATE
MANU_STATE
AUTO_STATE
MPOS_STATE
DIAG_STATE
上传机床状态
无需反馈特定数据时通讯应答
请求上传诊断参数
下发启动采样请求
请求机床状态
诊断参数下发
PLC代码下载
总机床参数下载
产品加工步数据下载
手动移轴参数下发
加工停止
程序退出
总机床数据单个参数下发
请求上传采样数据
上位切换至非加工页面
上位切换到手动页面
上位切换到自动页面
上位切换到手动移轴页面
上位切换到诊断页面
宏定义
DIAG_TX
ANAL_TX
上传诊断参数
上传采样数据
含义
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第58卷
打断主运动控制进程袁开辟专用内存区块用于存储
采样数据袁机床运动结束后将采样数据发送给HMI遥
为保证采样精度袁在接收到HMI的采样请求报文
野0x00A1冶后袁DSP会启动采样数据记录函数每5ms
往采样数据存储区域内记一次数据袁采样存储区域
设计为48KB遥
采样数据结构体设计为8个Uint16变量袁即每
获取首字节
出错计数
约3
是
首字节为帧头
野0x3A冶
是
获取序号
否
获取功能代码
是
每周期往存储
区域写值
获取数据大小
否
出错停机
接收到采样请
求
丢弃数据向HMI
申请重发数据
出错计数加1
且重新获取袁连续数据出错3次后报警并向HMI进
行反馈遥程序流程如图3所示遥
2.3.2采样数据处理
在机床运动过程中袁为防止发送数据进入中断
开始
记一次数据便会占用16个字节存储空间遥每5ms采
样一次袁15s后即会占满48KB的存储空间袁因此本
系统设计最大采样时长即为15s遥
开始
否
机床运动结束/
到达15S
获取数据
是
发送采样结束
标志位
否
获取校验位
BCC校验通过
接收到采样数
据请求
是
获取结束字节
是
发送采样数据
结束字节为
野0x0D0A冶
是
结束
图3数据接收流程图
清空存储空间
结束
图4采样流程图
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秦家正袁等院基于TMS320F2812的RS485通信系统设计
第2期
机床运动结束或到达采样最大时长15s后袁DSP
会返回采样结束标志位袁此时上位会下发请求采样
数据报文野0x00AB冶遥DSP收到后使用采样数据处理
函数将存储区域内数据按位读出并发送给上位遥采
样流程如图4所示遥
3测试和验证
测试程序设置每1000ms发送一次数据袁并将各
参数打印出来遥测试结果如图5尧6所示遥
图7第三次采样数据
图5第一次采样数据
图8第四次采样数据
4结论
本系统有效地将DSP的高速处理能力和RS485
通讯协议的高性能尧高可靠性的优点结合在一起袁使
DSP能高效尧准确地将机床获取到的各项数据信息
实时发送到上位机HMI袁以便用户进行状态监控与
指令下达遥
经验证袁本方案对于工业自动化控制领域各应
图6第二次采样数据
用场合具有参考意义袁并且通过移植和改进调整袁具
有一定的实用价值遥
参考文献院
[1]成大先.机械设计手册[M].第3卷.北京院化学工业出版社袁2004.
[2]王海文.轧钢机械设计[M].北京院机械工业出版社袁1983.
对比可知袁打印数据准确无误袁且第二次成功接
收到DSP发送数据并打印距离第一次时差为
1001ms袁减去设置的1000ms间隔袁可知单次数据帧
发送耗时为1ms遥
连续运行一天再次采样袁数据如图7尧8所示遥
对比可知袁连续运行一天后袁数据打印仍准确无
误袁且数据帧发送耗时为1ms袁系统稳定性无问题遥
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第58卷第2期
第58卷
No.2Vol.58
CHINAMETALFORMINGEQUIPMENT&MANUFACTURINGTECHNOLOGY
2023年4月
Apr.2023
基于触摸屏显示和查询的压力机班组计数方案实施
张岭袁陈晖袁徐丽袁钱进
渊江苏扬力锻压机床有限公司袁江苏扬州225104冤
摘要院通过PLC和触摸屏通讯袁将压力机工作时的白班和晚班产量分别进行班组计数袁在触摸屏上显示出当前日期的白班和晚
班产量计数值袁并具有历史记录查询功能袁即在触摸屏中输入查询日期袁按下查询按钮袁可查看近一个月内的班组计数历史记录遥
关键词院PLC曰触摸屏曰班组计数曰查询
中图分类号院TM571.6
+
1文献标识码院A
文章编号院1672-0121渊2023冤02-0082-04DOI院10.16316/.1672-0121.2023.02.020
压力机的计数方式多种多样袁有拉动式计数器尧
电子计数器尧电子凸轮内置计数尧触摸屏计数显示等
等遥近年来袁触摸屏计数显示越来越普遍袁一般可以
显示总产计数值尧当前计数值袁并具有预置计数停机
功能袁基本能满足大部分用户对压力机产量计数的
要求遥但对于某些特殊用户来说袁班产量是工艺设计
中最主要的计算基准袁班产量的大小直接影响到设
备的配套袁车间的布置和面积尧公用设施和辅助设施
的大小袁以及劳动力的定员等袁因此需要压力机能进
行班组计数遥本文介绍该计数方案的实施袁通过PLC
和触摸屏通讯袁实现在触摸屏上显示当前日期的白
班和晚班产量计数值袁并具有历史记录查询功能袁即
在触摸屏中输入查询日期袁按下查询按钮袁可查看最
收稿日期院2022-10-08曰修订日期院2022-11-15
近一个月内的班组计数历史记录遥
1硬件构成
以三菱PLC尧威纶通触摸屏为例袁具体配置如表
1所示遥
表1电气系统配置
名称
触摸屏
PLC
型号
TK8071iP1含通讯电缆FX-3M
FX3GA-60MR-CM
品牌
威纶通
三菱
2触摸屏画面
在威纶通触摸屏中编写压力机产量查询页面袁
包含当日日期显示尧白班和晚班产量显示尧所需查询
的白班和晚班产量的历史记录显示尧查询确认按钮袁
编好对应的地址值袁如图1所示遥
DesignofRS485communicationsystembasedonTMS320F2812
QINJiazheng
1袁2
,HUANGYan
1袁2
,TIANBin
1袁2
,HUYiheng
1袁2
uProvincialKeyLaboratoryofMetalSheetIntelligentEquipment,Yangzhou225200,JiangsuChina冤
Abstract:Basedonthereal-timeanddatareliabilityrequirementsofindustrialautomationcontrolforupper
andlowerdatatransmission,anRS485datacommunicationsystembasedonTMS230F2812DSPchiphas
municationprincipleofRS485,theworkflowandsoftwaredesignofthesystemby
usingtheembedded485AinterruptmoduleinDSPtoachievereal-timecommunicationwiththeuppercom-
aveshownthatthesystemhasstabledatatransmission,high
communicationspeed,stronganti-interferenceability,andhasachievedgoodresultsindatacommunicationfor
industrialautomationequipment.
Keywords:Digitalsignalprocessor;RS485;TMS230F2812
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渊uYaweiMachineToolCo.,Ltd.,Yangzhou225200,JiangsuChina;