茅大钧 郑陆君

(上海电力学院1，上海 200090;上海微程电气设备有限公司2，上海 200090)

0 引言

随着微电子技术及计算机技术的飞速发展，为降低集散控制系统(DCS)的成本、提高计算机监控系统的性能，电力生产企业将工业生产过程中作为监测的温度、压力、流量等热工参数由分布式远程I/O数据采集系统测量处理。该系统集A/D转换技术和数字网络通信技术于一体，将传统DCS的数据测量与处理功能设置在被测设备附近，解决了传统测量中各种传感器模拟信号从工业现场通过电缆线长距离接到控制室的传输过程中受到动力设备干扰的影响，并减少了信号电缆铺设一次投资以及后续电缆老化维护带来的困难。本设计就是针对电力生产企业这种需求而实现的一种远程智能I/O数据采集器，并作为火力发电站DCS配套使用的一个组成部分。

1 硬件设计

远程I/O硬件采用多微处理器模块化结构，其硬件配置如图1所示。

图1 远程I/O数据采集器的硬件框图Fig.1 Hardware of the remote I/O data collector

图1中，主CPU采用基于32位ARM7TDMI-S内核、内部嵌入128 kB高速Flash存储器和16 kB静态RAM的LPC2134嵌入式ARM微处理器。微处理器带有2个UART接口、2个I2C串行接口、2个SPI串行接口、47个GPIO和2个32位定时器等功能接口。外围电路由按键接口电路、LCD显示模块、数据存储电路、DNet通信接口电路和MCad数据转换模块等组成。设置按键接口电路的功能是为了配合人机交互接口LCD显示模块，便于用户现场调试、修改系统参数及显示测量数据。数据存储电路采用Ramtron公司FRAM铁电技术的随机存储器FM24CL64和Intersil公司内部集成的看门狗电路E2PROM存储器X5043。……