著科技的進步，展館展廳中現代化技術的應用越發廣泛多樣，尤其是數字多媒體的應用，不僅提升展廳科技感，更能吸引用戶主動體驗，提升展廳展覽效果。現代化展館展廳中各種創意展項的操作控制愈發繁瑣復雜，展廳智能中控系統可以對展廳中所有設備、操作進行集中管理，是現代化展館展廳必備應用之一，展廳智能中控系統是什么樣的呢，有哪些應用優勢呢。
展廳智能中控系統
展廳智能中控系統是對展館展廳局域網內所有展項進行集中管理和控制的智能控制系統，用戶主要是通過PC端、平板電腦、手機等智能設備來控制展廳中的各個展項，極具現代化、人性化設計是中控系統方案中必不可少的一步。
米禾數字作為專業的展館展廳多媒體服務商，業務涵蓋展廳多媒體方案設計、展項定制、軟件開發、影片制作、智能控制、系統集成、建設施工一站式服務，我們擁有先進的展廳智能中控技術方案和豐富的展廳中控定制服務案例，每個展廳的中控系統設計方案都是不同的，但展廳智能中控系統的目的都一樣，即是為了讓展示更加智能化、數字化、現代化。
展廳智能中控系統拓撲圖
我們會根據展廳設計方案和控制需求，將展廳中各個獨立的控制模塊通過一根網線或者無線網絡連接至控制主機上，從而組成一套完整的展廳智能中控系統，將開關、播放、音頻等操作在展廳中控系統的控制界面中進行集中控制，方便后續的運營、管理、維護，助力打造現代化智慧展廳。
展廳智能中控系統UI界面
不同展廳智能中控系統所實現的效果也是不同的，具體需要展廳智能中控系統實現什么效果還是需要根據展廳現場布局、用戶的需求來決定，而大部分的展廳智能中控系統方案中都能夠控制燈光、多媒體設備、內容播放等功能，從而進一步完善展館展廳的建設。
展廳智能中控系統的出現，讓展館展廳中的多媒體展項控制和操作更加便捷，也方便了用戶來選擇不同的多媒體互動，為用戶呈現更加精彩的展項內容，加深用戶對展廳的印象。
種 DCS 與現場總線集成的方法，并且通過實際的項目實例分別
做了如下兩個工作。1、實現了通過網關卡 XP244 及 DCS 通訊的軟件編程實現
JX-300XP DCS 系統的數據交換，解決了異構系統之間的數據集成；2、提出了
一種將標準 PROFIBUS-DP 從站設備連入 DCS 系統的解決方案，還給出了接口模
塊的原理結構和硬軟件設計方法。有效地實現了 PROFIBUS-DP 現場總線與 DCS
系統的通信。另外通過耦合器或鏈接器還可將 PROFIBUS-PA 等其他設備連入
DCS 系統中，很大的提高了 DCS 系統的開放性和兼容性。
1 實驗裝置簡介
PS-5G 型電力系統監控實驗裝置、CS5000 精餾塔過程控制實驗裝置及其與 JX-300XP DCS 系統的通訊，即其與控制系統的集成。首先，針對 PS-5G 型電力系統監控實驗裝置的外部設備西門子的 S7-200PLC 和 JX-300XP
DCS 系統缺少統一的協議，為了實現兩種異構系統之間的通訊，通過網關卡解決
了不同應用系統之間的相互通訊，實現了異構系統之間的自動化集成。其次由于
CS5000 精餾塔過程控制實驗裝置是 PROFIBUS-DP 協議的設備，目的是為了解
決 JX-300XP DCS 系統與 PROFIBUS 現場總線的互聯問題，成功地將標準
PROFIBUS-DP 設備 CS5000 連入 SUPCON DCS 系統，使其能成功的進行信息雙向通
信，使異種設備成為 SUPCON DCS 的一部分。下面就這兩種設備進行詳細的介紹。
1.1 PS-5G 型電力系統監控實驗裝置
PS-5G 型電力系統微機監控試驗臺是一個高度自動化的、開放式多機電力網
綜合試驗系統，它建立在 WDT-ⅢC 型電力系統綜合實驗平臺的基礎之上，將多個
實驗平臺聯接成一個大的電力系統，并配置微機監控系統實現電力系統綜合自動
化的遙測、遙信、遙控、遙調等功能。但是由于其外部設備為西門子的 S7-200PLC，
沒有加 cp341 模塊，和上位機浙江中控 JX-300XP 系統又不能支持對方的協議，
所以本文通過 PLC 和 JX-300XP 之間的通訊，解決了不同應用系統之間通過進行
相互通訊的方法，實現了異構系統之間的自動化集成。下面對 PS-5G 型電力系統
微機監控試驗臺進行了簡單介紹：
一次系統構成：
開放式多機電力網綜合試驗系統由 3-6 臺相當于實際電力系統中發電廠的
“WDT-ⅢC 型電力系統綜合自動化試驗臺”、1 臺相當于實際電力系統調度通信
中心的“PS-5G 型電力系統微機監控試驗臺”、6 條不同長短的輸電線路和 3 組
可改變功率大小的負荷等組成。整個一次系統構成一個可變的多機環型電力網絡
（如圖 4-1 所示），便于進行理論計算和實驗分析。
圖 4-1 多機系統網絡結構圖
監控系統的配置：
多機電力網綜合試驗系統中的計算機監控系統是多目標、多參數、多功能的
實時系統，為了使監控系統具有良好的開放性，并考慮實驗系統的具體情況，采
用了分層分布式系統配置如圖 4-2 所示。
上位機和現地控制單元（LCU）之間采用 RS-485 通訊網絡結構，并且通過通
訊網絡與各開關站的智能儀表、控制執行單元（PLC）相聯，可通過局域網與遠
方調度通訊。
監控管理上位機采用抗干擾性強的工業控制計算機，各電站的 LCU 采用具有
監控功能的微機勵磁系統對機組完成現地監控，各開關站的電量監測采用具有數
據處理功能的智能儀表對線路、負荷完成現地監測，并通過高可靠性的 PLC 對各
開關進行監控和負荷調節，且具有過載報警功能。
圖 4-2 監控系統的配置框圖
Figure4-2 Monitoring system configuration diagram
4.1.2 CS5000 精餾塔過程控制綜合實驗裝置
CS5000 系列過程控制實驗裝置是中控教儀公司專門針對過程控制、化學工程
等專業的特點而于 2005 年新近推出的精餾塔多變量控制實驗裝置。學生通過該
實驗裝置既可以了解精餾塔的操作原理；又能深刻理解控制系統設計的意義與硬
軟件實現方法，以實現對溫度、壓力、流量、液位等過程參數的控制，使學生具
備一定的工業裝置操作、自控系統設計能力，為就業時迅速進入角色打下基礎。
為了實現 DCS 與現場總線結合的控制方案，本文通過 CS5000 系列過程控制
實驗裝置與 SUPCON JX-300XP DCS 系統的通訊，研制接口模塊設計方案，有效
的將 PROFIBUS-DP 現場總線系統集成到 SUPCON JX-300XP DCS 系統上，提高
了控制系統的靈活性、開放性和實用性，具有廣闊的市場應用前景。下面是 CS5000
系列過程控制實驗裝置簡介。
A.系統組成
整個系統由實驗對象、控制器、輔助系統和軟件系統四部分組成，主要部件
包括：精餾塔主體、原料預熱換熱器、塔頂冷凝器等。
B.系統特點
1)實驗裝置的工程化概念：精餾塔是過程工業中應用最為廣泛的液相產品分
離設備，同時，也是過程控制中最有代表性的多變量復雜工業系統。中控教儀公
司設計開發了的精餾塔實驗裝置是工業精餾塔的縮影。學生通過該實驗裝置了解
控制系統設計的意義與實現方法。
2)控制方案的多樣性：對于該實驗裝置，學生可以選擇應用各種控制方案，
如單回路控制、串級控制、前饋控制、比值控制等常規控制方案與多回路控制、
多變量解耦控制與預測控制等復雜控制方案。
3)控制裝置選擇的自主性：精餾塔控制實驗裝置采用控制對象與控制裝置分
離設計，用戶可根據需要自主選擇各種當代過程工業實際中應用廣泛的控制裝
置，例如，集散控制系統 DCS、現場總線控制系統 FCS、基于工業以太網的控制
系統 EPA 等。
4.2 上位機系統 JX-300XP
該上位機采用浙江中控 JX‐300XP 系統。浙江浙大中控于 1997 年推出了全數
字化的新一代集散控制系統 JX‐300。該系統不僅具有原 JX‐100 集散控制系統的
所有功能和優良性能，更吸納了九十年代微處理器、CRT 圖形顯示和網絡通訊等
領域的最新技術，成為近幾年國外著名 DCS 系統在中國市場的最主要競爭對手
之一。公司本著不斷改進完善系統性能，最大限度地滿足應用需要的原則，充分
應用了最新信號處理技術、高速網絡通信技術、可靠的軟件平臺和軟件設計技術
以及現場總線技術，采用了高性能的微處理器和成熟的先進控制算法，全面提高
了 JX‐300 的功能和性能，使其兼具了高速可靠的數據輸入、輸出、運算、過程
控制功能和 PLC 聯鎖邏輯控制功能，能適應更廣泛更復雜的應用要求，成為一
個全數字化、結構靈活、功能完善的新型開放式集散控制系統。JX‐300X 的基本
組成包括工程師站（ES） 、操作站（OS） 、控制站（CS）和通訊網絡 SCnet II。
通過在 JX‐300X 的通訊網絡上掛接總線變換單元（BCU）可實現與 JX‐100、JX‐200、
JX‐300 系統的互聯；在通訊網絡上掛接通信接口單元（CIU）可實現 JX‐300X 與
PLC 等數字設備的連接； 通過多功能計算站 （MFS ） 和相應的應用軟件
Advantrol‐PIMS 可實現與企業管理計算機網的信息交換，實現企業網絡（Intranet）
環境下的實時數據采集、實時流程查看、實時趨勢瀏覽、報警記錄與查看、開關
量變位記錄與查看、報表數據存貯、歷史趨勢存貯與查看、生產過程報表生成與
輸出等功能，從而實現整個企業生產過程的管理、控制全集成綜合自動化。
4.2.1 系統主要設備
作為典型的通訊系統，JX-300X 系統有如下類型的節點：
（1）現場過程控制設備節點；
（2）操作監視設備節點；
(3)智能設備的通信接口節點；
(4)工程師站；
(5)高級計算站。
4.2.2 系統軟件
用于給 CS、OS、MFS 進行組態的專用軟件， 包括： SCKey （系統組態） 、
SCDiagnose（系統診斷） 、SCControl（圖形化組態）等工具軟件包，稱之為組
態軟件包。 用于過程實時監視、操作、記錄、打印、事故報警等功能的人機接
口軟件稱為實時監控軟件 AdvanTrol。
4.2.3 系統的主要特點
JX-300X 覆蓋了大型集散控制系統的安全性、冗余功能、網絡擴展功能、集
成的用戶界面及信息存取功能，除了具有模擬量信號輸入輸出、數字量信號輸入
輸出、回路控制等常規 DCS 的功能，還具有高速數字量處理、高速順序事件記錄
（SOE） 、可編程邏輯控制等特殊功能；它不僅提供功能塊圖、梯形圖等直觀的
圖形組態工具，還提供開發復雜高級控制算法（如模糊控制）的類 C 語言編程
環境 SCX。系統規模變化靈活，可以實現從一個單元的過程控制，到全廠范圍的
自動化集成。系統的主要特點如下：
（1）高速、可靠、開放的通訊網絡 SCnetⅡ。 JX-300X 系統控制網絡 SCnet
Ⅱ連接工程師站、操作站、控制站和通訊處理單元。通訊網絡采用總線形或星形
拓撲結構，曼徹斯特編碼方式，遵循開放的 TCP/IP 協議和 IEEE802.3 標準。
SCnetⅡ采用 1∶1 冗余的工業以太網，TCP/IP 的傳輸協議輔以實時的網絡
故障診斷，其特點是可靠性高、糾錯能力強、通信效率高。通訊速率為 10Mbps。
SCnetⅡ真正實現了控制系統的開放性和互連性。通過配置交換器（SWITCH） ，
操作站之間的網絡速度能提升至 100Mbps，而且可以接多個 SCnet Ⅱ子網，形
成一種組合結構。每個 SCnet Ⅱ網理論上最多可帶 1024 個節點，最遠可達
10,000 米。目前已實現的網絡可帶載 15 個控制站和 32 個其它站。
（2）分散、獨立、功能強大的控制站
控制站通過主控制卡、數據轉發卡和相應的 I/O 卡件實現現場過程信號的采
集、處理、控制等功能。根據現場要求的不同，系統配置規模可以從幾個回路、
幾十個信息量到 1024 個控制回路、6144 個信息量。 在一個控制站內，通過
SBUS 總線可以掛接 6 個 IO 或遠程 IO 單元。一個 IO 單元可以帶 16 塊 I/O
卡件。I/O 卡件可對現場信號進行預處理。主控制卡可以冗余配置，保證實時過
程控制的可靠性，尤其是主控制卡的高度模件化結構，可以用簡單的配置方法實
現復雜的過程控制。
（3）多功能的協議轉換接口
JX-300X 系統中還增加了與多種現場總線儀表、 PLC 以及智能儀表通信互連
的功能，已實現了 MODBUS、Host Link 等多種協議的網際互聯，可方便地完成
對它們的隔離配電、通訊、修改組態等，如 Rosemount 公司、ABB 公司、上海
自動化儀表公司、西安儀表廠、川儀集團等著名廠家的產品以及浙大中控開發的
各種智能儀表和變送器，實現了系統的開放性和互操作性。
（4） 簡單、易用的組態手段和工具
JX-300X 的組態工作是通過組態軟件 SCKey 來完成的。該軟件用戶界面友
好、功能強大、操作方便，充分支持各種控制方案。SCKey 組態軟件是基于中文
Windows 2000/NT 操作系統開發的，全面支持系統各種控制方案的組態。軟件體
系運用了面向對象的程序設計（OOP）技術和對象鏈接與嵌入（OLE）技術，可以
幫助工程師們系統有序地完成信號類型、控制方案、操作手段等的設置。同時，
系統還增加和擴充了上位機的使用和管理軟件 Advantrol-PIMS， 開發了 SCX
控制語言 （類 C 語言） 、梯形圖、順序控制語言功能塊圖、結構化語言等算法
組態工具，完善了諸如流程圖設計操作、實時數據庫開放接口、報表、打印管理
等附屬軟件。
（5）事件記錄功能
JX-300X 提供了功能強大的過程順序事件記錄、操作人員的操作記錄、過程
參數的報警記錄等多種事件記錄功能，并配以相應的事件存取、分析、打印、追
憶等軟件。JX-300X 系統配有最小事件分辨時間間隔(1ms)的事件序列記錄（SOE）
卡件，可以通過多卡時間同步的方法同時對 256 點信號進行快速順序記錄。
（6）與異構化系統的集成
網關卡 XP244 是通信接口單元的核心，它解決了 JX-300X 系統與其他廠家
智能設備的互聯問題。其作用是將用戶智能系統的數據通過通訊的方式聯入
JX-300X 系統中，通過 SCnet II 網絡實現數據在 JX-300X 系統中的共享。已經
實現了符合 Modbus-RTU、HostLink-ASCII 通訊協議和一些通訊協議開放的智能
設備的互聯。[27]
4.3 JX-300XP 與 PS-5G 型電力系統監控實驗裝置的通訊
4.3.1 通訊系統組成
此項目中單串口通訊接口卡主要是與 PS-5G 型電力系統微機監控試驗裝置進
行相關的數據相互傳送。其外部設備為西門子的 S7-200PLC，接口為 RS-485，協
議為自定義協議，編碼方式為 BCD 碼。采用主從問答方式，浙江中控 JX-300XP
控制系統為主，PLC 為從；通信速率：9,600bps，8 位數據位，無校驗。
A．單串口通訊接口卡 XP244 應用簡述
單串口通訊接口卡 XP244 是通訊接口單元的核心，它解決了 JX-300XP 系統
與其他廠家智能設備的互聯問題。其作用是將用戶智能系統的數據通過通訊的方
式聯入 JX-300XP 系統中，通過 SCnet Ⅱ 網絡實現數據在 JX-300XP。XP244 的
應用在很大程度上解決了一部分外部設備與 DCS 系統的通訊，使得 DCS 系統能
方便的與一些廠家的現場智能設備相連，已經實現了符合 Modbus-RTU、
HostLinkascⅡ通訊協議和一些通訊協議開放的智能設備的互聯。
通信口跳線選擇：XP244 卡件硬件升級為 3.0 后，通過 SW1 撥碼開關可選擇
通信接口為 RS-232 口或 RS-485 口。上撥為 OFF，下撥為 ON。如下圖 4-3 所示：
圖4-3 XP244底板結構示意圖
Figure4-3 Schematic diagram of XP244 floor
相關通信接口方式選擇如下表 4‐1 所示：
表4-1 通信接口方式選擇
Table 4-1 The choice of the communication interface
接口 SW1 撥碼開關
選擇 1 2 3 4 5 6 7 8
RS-232 OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON
RS-485 ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF
端子定義及接線：如果第三方設備支持 RS-485 通訊時，將其正端接到端子
XP520 的第 5 號端子上，負載接至第 6 號端子上；如果第三方設備支持 RS-232
通訊 時，講第三方設備的發送端 TXD 接至第 5 號端子上，接收端 RXD 接至第 6 號
端子上，GND 端接至第 3 號或第 4 號端子上。
3.2 DCS 端通訊軟件編程
通過浙大中控組態軟件進行 SCX 語言編程，設定 PLC 地址，掃描周期等等，
讓 DCS 來記錄 PLC 每一個 DI、DO 的狀態。
部分 SCX 語言程序：
int phase1;//定義變量加上相位,使 SCX 語言程序在一個周期內只執行一條
readholdingreg
int a[21];
bool b[48];
main()
{
_TAG("number")=_TAG("number")+1;
setcomm(9600,2);
setdelaytime(100);
if (phase1>3 OR phase1<0)
{
phase1=0;
}
if (phase1==0)
{
_TAG("return0")=readholdingreg(0,0,21,a); 讀 PLC 輸入寄存器，
PLC 地址為 0，從第 0 位置開始讀 21 個數據，放在數組 a 中，如果讀取成功則
reture0=0
if (_TAG("return0")==0)
{
_TAG("INT_0")=a[0];
_TAG("INT_1")=a[1];……
_TAG("INT_19")=a[19];
_TAG("INT_20")=a[20];
}
}
if (phase1==1)
{
_TAG("return1")=readcoil(10,35,44,b); 讀 PLC 線圈，PLC 地址
為 10，從第 35 位置開始讀 44 個數據，放在數組 b 中。如果讀取成功則 return1=0
if (_TAG("return1")==0)
{
_TAG("Kr2_0")=b[0];
_TAG("Kr2_3")=b[3];
_TAG("Kr2_5")=b[5];
_TAG("Kr2_6")=b[6];
_TAG("Kr2_7")=b[7];
_TAG("Kr3_0")=b[24];
_TAG("Kr3_1")=b[25];
_TAG("Kr3_2")=b[26];
_TAG("Kr3_3")=b[27];
_TAG("Kr3_6")=b[30];
_TAG("Cm1_0")=b[40];
_TAG("Cm1_1")=b[41];
_TAG("Cm1_2")=b[42];
_TAG("Cm1_3")=b[43];
phase1=phase1 + 1;
}
}
}
在 DCS 軟件組態時，對每一個 DI、DO、AI、AO 位號詳細組態，包括定義位
號，工位注釋，現場工位號 ON、OFF 描述及顏色變化狀態，是否報警等組態內容。
如下圖 4-4 所示：
圖4-4 部分DCS軟件組態界面圖
Figure 4-4 Part of DCS list scree
由于 PS-5G 型電力系統微機監控試驗臺的外部設備西門子的 S7-200PLC 系統
沒有加 cp341 模塊，和上位機浙江中控 JX-300XP 系統又不能支持對方的協議，
所以本文通過 PLC 和 JX-300XP 之間的通訊，解決了不同應用系統之間通過進行
相互通訊的方法，實現了異構系統之間的自動化集成。目前，通訊系統運行效果
良好可靠，在 DCS 系統上可直觀的觀察實驗數據和操作實驗。
4.4 通過 PROFIBUS-DP 協議實現 DCS 與智能設備 CS5000 互聯
由于 DCS 系統已經安裝穩定運行，而需要用現場總線對原系統的控制進行小
容量擴充，所以我們使用現場總線在 I/O 總線上的集成。并且無需改變或升級 DCS
系統，只需要安裝現場總線接口卡，本方案也可適用于 PLC 系統。它的優點是：
結構比較簡單，；采用低成本的 PC 作為現場總線組態、診斷的接口單元。其關鍵
是將一個現場總線接口卡掛在 DCS 的 I/O 總線上，現場總線的數據信息通過此卡
映射為 DCS 的 I/O 總線可以接受的相應數據信息(如基本測量值、報警值或工藝設
定等)，使得在 DCS 控制器所看到的現場總線來的信息就如同來自一個傳統的 DCS
設備卡一樣，其效果和傳統的變送器相同。
4.1 PROFIBUS-DP 主站接口卡
PROFIBUS-DP 主站接口卡（FW239-DP、XP239-DP）是 SUPCON DCS 的
ScnetⅡ網絡節點之一（在 SCnet II 中主戰接口卡處于與主控制卡同等的地位），
作為 SUPCON DCS 與 PROFIBUS-DP 的接口，在 PROFIBUS-DP 中以主站形式
存在。它解決了與其他廠家測控系統和智能設備的互聯問題，用于將標準的
PROFIBUS-DP 從站設備連入 JX-300XP、ECS-100 系統，利用連接器和耦合器還
可以接入 PROFIBUS-PA 設備。通過 SCnet 站間通訊協議，其它廠家測控系統和
智能設備的過程參數可成功的與系統內控制站、操作站等進行信息雙向通信，使
異種設備成為 SUPCON DCS 的一部分。
在 PROFIBUS-DP 主站接口卡中，由于實驗室用的是 JX-300XP 系統，所以
我們選用 XP239-DP。FW239-DP 用于 ECS-100 系統中。
PROFIBUS-DP 主站接口卡在控制系統中的連接示意圖如圖 4-5 所示。
圖4-5 PROFIBUS-DP主站接口卡在控制系統中的連接示意圖
Figure 4-5 Connection schemes of profibus-dp host interface card in the control system
由于 PROFIBUS-PA 使用了 PROFIBUS-DP 擴展協議，因此 PROFIBUS-DP
主戰接口卡還可以通過用于實現物理層信號類型轉換和總線供電的 DP/PA 耦合
器以及作為一個 DP 從站并調度 PA 設備的鏈接器講 PROFIBUS-PA 設備連入
SUPCON DCS。
4.4.2 系統總體結構設計
整個系統的結構設計如圖 4-6 所示，接口模塊作為 SUPCON DCS 與
PROFIBUS-DP 從站設備的接口，一方面，在 PROFIBUS-DP 系統中以主站的形
式存在，負責與從站設備進行通信；另一方面，在 SUPCON DCS SCnetⅡ網絡中，
接口模塊又是作為 SCnetⅡ的一個網絡節點存在，處于與主控制卡同等的地位。
這種設計方案解決了 DCS 系統與 PROFIBUS 現場總線的互聯問題，成功地將標
準 PROFIBUS-DP 設備連入 SUPCON DCS 系統，另外利用鏈接器和耦合器還可
以將 PROFlBUS-PA 設備接入系統，并且通過 SCNetⅡ網絡站間通訊協議，其他
廠家測控系統和智能設備的過程參數也可成功地與系統內控制站、操作站等進行
信息雙向通信，使異種設備成為 SUPCON DCS 的一部分(子系統)。
這種集成方案的優勢在于：1．PROFIBUS-DP 現場總線控制執行信息、測量
以及現場儀表的功能均可以在 DCS 操作站進行瀏覽并修改；2．一些原來必須由
DCS 主計算機完成的控制和計算功能，現在也可以下放到現場儀表實現，同時在
DCS 操作員界面上也能得到相關的參數或數據信息。整個方案不需要對 DCS 控
制站進行改動，對原有系統影響較小。
4.4.3 接口模塊設計
（1）接口模塊工作原理
接口模塊[
9]工作原理如圖 4-6 所示，它主要包含了兩方面的功能：一方面，
向上它通過 SCnetⅡ網絡與 SUPCON DCS 系統進行兩部分的交互，一是與操作站
／工程師站的顯示數據傳送、組態配置下載交互，其中在組態下載過程的同時還
包含了接口模塊地址和主控制卡地址的下載傳輸；二是和主控制卡的實時數據交
互過程，此過程需要參與控制的實時數據以站間共享數據的形式發送給主控卡，
以實現整個控制平臺的控制數據共享。
在與 SUPCON DcS 系統的交互過程中，接口模塊在邏輯上等同于一塊主控制
卡，在 SCNetⅡ網中直接對操作站／工程師站進行實時數據的傳輸，用于在實時
監控軟件中的顯示，并且支持對設備的操作。需要參與控制和控制輸出的數據通
過 SCNetⅡ站間通訊協議和其他主控制卡進行實時數據交換。另一方面，向下接
口模塊按照 PROFIBUS-DP 總線通信協議原理以主從輪詢的方式實現與
PROFIBUS-DP 從站設備的通信連接和數據交互。
4-6 接口模塊原理圖
4-6 Interface module principle diagram
（2）接口模塊硬件設計
接 口 模 塊 的 硬 件 設 計 結 構 如 圖 4-7 所 示 ， 主 要 分 為 主 控 制 底 板 和
PROFl BUS-DP 設備通信模塊兩大部分。其中主控制底板部分包括主控 ARM7
CPU 芯片(用于系統的數據轉換交互)，Flash ROM(用于存儲程序和站間共享數
據)，JTAG 調試下載口(用于主程序的在線下載)，WDT 電路，撥碼開關(用于接
口模塊地址的設置)，LED 狀態指示燈和兩個冗余以太網控制器(用于提高系統通
訊的可靠性)等。其中，ARM7 CPU 是低功耗的 32 位 RISC 芯片，主頻達到
130MIPS，能快速的處理大吞吐量數據的實時交互，從而能成功的實現數據在帶
寬為 100M 的 SCNetⅡ網絡與 PROFIBUS-DP 總線系統中的轉換傳輸。
PROFIBUS-DP 設備通信模塊則主要負責與 PROFIBu S-DP 從站設備進行通信
和數據診斷，設備通信模塊在 PROFIBUS-DP 總線系統中以主站的身份存在，采
用主從輪詢通信機制完成與從站設備的數據交互。ARM7 CPU 與 PROFIBUS-DP
設備通信模塊的數據交互主要通過它們之間的共享 RAM 完成。
圖4-7 接口模塊硬件結構圖
Figure 4-7 Interface module hardware structure
（3）接口模塊軟件設計
軟件方面，操作站軟件基于 SUPCON DCS 系統軟件 AdvanTrol Pm 開發，可
以完成 PROFIBUS-DP 設備 GSD(General Station Description，通用站點描述參數
集)文件輸入，鏈接器 GSD 文件輸入，主、從站設置添加，總線參數設置、調試，
控制位號查看，組態配置更新，組態下載等多項功能。接口模塊固化軟件方面，
如圖 4-8 所示，主要由三大部分功能組成，即基于 SCNetⅡ網絡的通信功能，數
據解析與轉換功能和 PROFIBUS-DP 協議處理功能。
圖4-8接口模塊軟件結構圖
Figure 4-8 Interface module software structure
在數據的解析與轉換方面，如圖 4-9 所示，接口模塊通過內部實時數據緩沖
區、自定義變量緩沖區和站間共享數據區共同完成數據的解析與轉換。所有數據
在遵循 SCNetⅡ站間通訊協議的基礎之上，分別由緩沖區的輸入和輸出模塊向上
輸送至操作站和其他主控制卡，向下傳送至 PROFIBUS-DP 設備通信模塊數據鏡
像區。在向上輸送數據至操作站和主控制卡的過程中，所有數據不論是否參與控
制，都會直接由接口模塊發送給操作站用于顯示，而只有參與控制的數據才會被
接口模塊發送給其他主控制卡，發送形式采用站間共享數據的方式，且為保證系
統通訊的實時性，接口模塊特別支持以點對點方式發送站問共享數據。在向下與
PROFIBUS-DP 設備通信模塊的數據通信過程中，接口模塊通過其實時數據緩沖
區和 PROFIBUS-DP 設備通信模塊的實時數據鏡像區完成實時數據的上下交互。
保證了系統的實時性。
圖4-9接口模塊數據解析與轉換流程圖
Figure 4-9 Interface module data analytical and conversion flow chart
在 PROFIBUS-DP 總線通信方面，接口模塊能完成 PROFIBUS-DP 從站初始
化配置、組態下載配置、PROFIBUS-DP 主從輪詢通信和 PROFIBUS-DP 設備診
斷等功能。在 PROFIBUS-DP 從站初始化方面，伴隨著從站初始化的每一步，接
口模塊都會自動發出診斷請求，從站會立即以優先級的方式予以響應，給出診斷
信息，報告自身狀況。在主從輪詢通信方面，接口模塊集成了 RS485 物理層接口、
UART 串并轉換模塊、鏈路層 FDLL(Fieldbus Data Link layer)數據解析模塊和
FMAl/2 現場總線管理模塊，能有效完成主從站點間的周期性數據交換和非周期
性數據交換，并使得每一個主站和每一個從站都能在一個事先可確定的最大時間
內獲得對總線的占有權，有效的提高了工業數據通信的實時性和控制網絡的性
能。其中，FDL 鏈路層是 PROFIBUS-DP 協議處理的關鍵，它能有效的完成
PROFIBUS-DP 協議中無數據字段固定長度數據幀(SDl)、有數據字段可變長度數
據幀(SD2)、有數據字段固定長度數據幀(SD3)和短應答數據幀(SC)的解析工作，
實現數據幀和比特數據流之間的轉換，并能向上層提供發送數據無需應答(SDN)
和發送數據并請求數據回復需應答(SRD)兩種數據傳輸服務。FMAl/2 現場總線管
理模塊則主要負責對總線參數的設定和管理，提供如復位、設定值、讀值。事件
等服務。接口模塊固化軟件的程序流程圖如圖 4-10 所示，接口模塊上電的時候，
首先進行一些復位的基本操作，并執行一系列初始化工作，包括初始化 ARM7 CPu
的 I/O 口，初始化中斷向量，初始化以太網控制器等。在接口模塊完成初始化后，
上載組態并檢查組態，如果發現組態丟失則亮紅燈報警，如果組態正常，則讀取
組態信息(如輸入輸出的長度，數據配置表等)。之后進入主循環程序，主循環在
時刻等待中斷的到來(中斷源包括以太網工作狀態，PROFIBUS-DP 設備通信模塊
狀態和定時器中斷)，有中斷的時候，系統進入相應的中斷處理程序，執行相關操
作，執行完畢后退出，繼續執行主循環里的操作。以太網數據的收發全都在主循
環中進行，每次循環都會檢查是否有以太網數據，如果有，則進行接收處理，同
時在主循環中接口模塊也會檢測是否需要更新組態數據，并在要求更新的情況
下，更新組態數據，接著是一些定時操作(包括故障診斷信息的定時檢測和對
PROFIBUS-DP 設備通信模塊的定時實時數據交互)，依次判斷所有的定時標志，
進行相應的操作，之后，接口模塊會判斷以太網控制器是否正常工作，如果不正
常，則重新初始化以太網控制器，最后，進行 LED 指示燈顯示，如果有故障，則
會通過指示燈相應的顯示出來。
圖4-10 軟件程序流程圖
Figure 4-10 Software program flow chart
4.4.4 將 PROFIBUS-DP 現場總線系統集成到 JX-300XP 實例應用
該方案已成功應用在浙江中控 SUPCON JX-300XP DCS 系統中，并在機械制
造、自動化加工、化工等行業進行了實際應用，其中在包頭鋼鐵(集團)公司設備
備件供應公司新建燒結機工程一號燒結機主體裝置控制系統、海晶化工有限公司
生產線裝置中取得良好的使用效果。接口模塊支持 PROFIBUS-DP 的通信速率為
9．6kbps-12Mbps，最多可帶 123 個 PROFIBUS-DP 從站，每個接口模塊最大可以
有 3．5k Byte 的輸入數據和 3．5k Byte 的輸出數據，通過使用鏈接器和 DP／PA
耦合器，擴展了下層總線 PROFIBUS-PA 等其他廠家測控系統和智能設備。
并且該方案也成功應用與實驗裝置與浙江中控 SUPCON JX-300XP DCS 系統
的通訊，實現了 DCS 與現場總線 PROFIBUS-DP 的集成。具體通訊及組態實現如
下圖 4-11 所示：
圖4-11 PROFIBUS-DP與JX-300XP集成組態及實現過程
Figure 4-11 Frofibus-dp and JX-300 XP integrated configuration and implementation
如今，機械制造、機床自動控制系統和自動化加工業控制裝置的發展越來越
趨向于形成數字化、模塊化、網絡化的分布式控制系統，系統網絡也趨向于形成
多種總線兼容可互聯的過程控制系統網絡，因此 DCS 與現場總線結合的控制方案
必將成為機械和自動化加工行業控制系統的發展趨勢。本文通過研制接口模塊設
計方案，有效的將 PROFIBUS-DP 現場總線系統集成到 SUPCON JX-300XP DCS
系統上，提高了控制系統的靈活性、開放性和實用性，具有廣闊的市場應用前景。
T之家 11 月 15 日消息，TP-LINK 現已推出語音智能中控屏，型號為 TL-RU-SC130BE，支持控制燈具、門鈴、門鎖等智能設備。
IT之家附 TP-LINK 語音智能中控屏介紹如下：
TP-LINK 語音智能中控屏接入 TP-LINK 全屋智能生態，集中控制 TP-LINK 燈具、網絡、智能門鈴、智能門鎖、攝像頭、窗簾、掃地機器人等智能設備，一屏調控 TP-LINK 全屋智能設備。
TP-LINK 語音智能中控屏支持觸屏、語音、App 三種交互方式，可通過局域網連接，無需上云，斷網可控。
目前， TP-LINK 語音智能中控屏暫未上架電商平臺。