VME总线产品在GE PAC系统中集成需注意的问题

适宜与工业控制的可编程控制器（PLC）厂商较多，而作为美国GE公司的90系列以及最新推出的PAC系列PLC，以其一贯的开放、性能稳定、易于集成和升级的特点，受到多数系统集成商和用户的青睐。 作为GE PLC最大的特点----开放性，正是由于采用VME总线结构，使得系统内部不仅可以采用GE公司自身的多种模板，同时也可以采用市场上适宜于VME标准的产品，而这些VME产品，其性能尤其是CPU性能紧跟个人电脑（PC）水平，处理速度远远超出传统PLC的速度，使得系统整体控制水平可以根据需要进行有选择的配置，产品也不受单一厂家限制。 　　目前，随着自动化控制水平的不断提高，无论是国际大的电气公司还是国内系统集成商，其控制系统趋势都已经开始往VME总线上靠，如SIEMENS的TDC、GE公司的INNOVATION等。本文根据作者在GE PLC上插入第三方VME产品的多年应用经验，加以总结而成。 1、电源（VME总线上）： （1）/ACFail（b3） 　　该信号来自电源监视器或检测电路。AC电源掉电一个工频周期以上时（50Hz—20ms；20Hz—16.7ms）发出低电平信号。VME控制器对此信号可予以响应。90—70 CPU在收到此信号后，在5ms内保存内部数据并关闭处理程序，封锁信号输出。 （2）/sysRESET 　　ACF低电平以后5ms产生该信号。可由电源和其他VME 模板发出，90—70中由电源产生，90—70CPU和I/O板将被强制输出为零。/ACFail和/sysRESET在CHS791机架上是固定的，在CHS783上可跳线设置成有效或无效。对90—70的PLC系统设置有效有利于安全操作。在CHS783机架上适应于全部第三家VME产品，使这两个信号处于可选状态，主要原因是VME产品不强制对此作处理，由各家厂商自己定。 　　VME产品的电源一般均有/ACF和/sysRE信号，VME规范没有对电源容量作出规定。 　　90—70的电源采用插针接线，使引入电源容量受到限制，供电按5V/20A考虑，使底板能力受到限制。 2、机架 　　90—70的有标准机架：CHS791和VME机架CHS783，安装在J1底板上。

　　CHS791的J1底板，槽1的/IRQ4（b27）、/IRQ3（b26）、/IRQ2（b25）、/IRQ1（b24）对应了机架选择的跳线8、4、2、1的设置0（0V）和1（5V）。此与VME 通用机架不同，主机架必须设置为0，否则90—70 CPU不能响应这4个中断。槽1的/IRQ1~/IRQ4不与其他槽的该信号相连。 　　/IRQ1~/IRQ4在槽2~槽9中作为90—70模板的槽地址编号，如槽2通过电阻接为0010（R17、R16、R14接地、R15接5V），同时可以通过JP5（IRQ4）、JP6（IRQ3）、JP7（IRQ2）、JP8（IRQ1）跳线设置中断是否可用。槽2~槽9的/IRQ1~/IRQ4是互连的，只有槽2~槽9中的非90—70 CPU才能予以响应。 　　在跳线后，非90—70模板使用时，应将中断跳线短接，避免因90—70槽编制可能使某一位中断线通过电阻接地造成的虚假中断信号引起不必要的响应。 　　通用的VME CPU不支持用/IRQ1~/IRQ4识别槽号。同时90—70的I/O板地址访问方式未公开，因此第三家CPU难以访问90—70的I/O板。 　　槽1的/LWORD通过10K电阻接为5V，因为90—70 CPU不支持字访问方式，只采用16位数据线，所以此信号不受控制。 　　CHS783的J1底板比CHS791的J1底板稍复杂点，除 /IRQ1~/IRQ4信号基本类似。但为了与标准VME 总线兼容，槽1A 上的 /IRQ1~/IRQ4 通过JP39、40、41、42跳线可以接成通用的方式。此时的选择机架号跳线必须移走，而/LWORD通过跳线Jp44设为可控方式。 /ACF可以通过跳线改为有效或无效（通用VME不受理/ACF ）。 　　每个插槽上均有/sysReset跳线设置为使用或不使用。所有A槽的总线管理线BG0~BG3 和菊花链 /IACK已经连接好，因此插入A 槽的模板必须能传输这些信号线。90—70 模板均无问题，所有B槽有总线管理线BG0~BG3的跳线及菊花链/IACK的跳线。当插入模板时，将BG0~BG3和 /IACK的短接跳线移去，模板必须传输这些信号线。否则，短接线仍需保留，以便传输信号。 　　J1插座允许的电流为4.5A，一般使用3A。当模板电流较大时，可使用安装J2插座提供电流。J2底板对90—70无其他作用，只有当第三厂家CPU可以管理J2时，才能使用J2板与第三厂家模板通讯。 90—70CPU对第三厂家安装在A槽模板的/IRQ6予以响应，对B槽的模板/IRQ6不予相应。 　　/ACF和/sysReset由90—70的电源和CPU、I/O模板使用。当使用90—70 CPU时，禁止其他模板对此信号产生作用。总线钟频由90—70 CPU产生，其他模板禁止输出。 3、多主结构和总线仲裁 　　90—70 CPU780和CPU783级以上的CPU板均允许多主使用方式，但VME总线约定槽1为总线仲裁器，而90—70的CPU由于使用/IRQ1~/IRQ4进行机架号编址，以及I/O板使用它做槽号编址。因此，当使用90—70的CPU 时，只能插在槽1上，而且不能插多块。并非因为90—70CPU只能作主，采用主-从结构，而是90—70CPU只能插在槽1上，自然就成为VME总线的仲裁器。其他VME CPU同样可以在槽2~槽17中使用，并作为主控制器，有权访问总线。 　　90—70 CPU在用户程序中不受理中断，因此，90—70 CPU不能用中断方式与其他CPU通讯，只能把其他CPU上的双端口RAM当成VME的公共地址区，由90—70CPU读写。但是90—70 CPU无双端口内存，所以其它控制器不能读写90—70 CPU。 　　其它CPU因不知与90—70 I/O间的通讯协议，所以不能访问90—70 I/O 板。 　　VME的从板（如I/O板）只能被CPU读写，90—70CPU插入槽1后，其他CPU禁止有总线仲裁功能。总线请求信号BR0、BR1 由90—70使用，其他CPU只能使用总线请求信号BR2、BR3。在90—70系统中，总线请求级别为BR1（最高）、BR0、BR3、BR2。收到总线清除信号后，总线主控制器必须在40us内释放控制权。 　　总线主控制不能使用块移动周期。总线读取只能是8或16位数据，16或24位地址。只有使用J2，其他CPU才可以有32位数据和32位地址与带P2的I/O板通讯。 其它CPU禁止响应中断5~7IRQ5~IRQ7。 注意：总线主控制器不能用在从机架中。 4、总线从模板 　　VME总线从模板具有共享的RAM区，由主模板读写。当使用中断时，只有在非90—70模板之间（IRQ1~IRQ4）互相访问。 5、总线宽度 　　90—70PLC只使用8或16位数据线，一般情况下，只能使用8或16位数据线与90—70 PLC兼容。地址线只有16、24位两种。32位地址中的25~32位只能通过接线固定或在J2底板上设置。 6、地址分配 　　VME总线地址有两部分构成。地址确认码AM （或类似PCI总线的段码）和地址线A0~A31。 90—70使用了已定义的AM码：29H   短地址（16位）                                 2DH  短地址受管理                                 39H   标准地址（24位） 90—70使用了用户自定义的AM码为10H~1FH，详细内容请参考GE用户手册GFK0448第三章。 7、扩展机架编址 　　90—70VME总线通过BTM（Bus transmitter module）和BRM（Bus Receiver module）模块来扩展。 　　90—70规定对扩展机架访问的AM码为10H~1FH，对应的模板AM码为29H或2DH（1BH~1EH）（真正的模板被访问的地址AM码）。即因为扩展机架在CPU上是同一映射编码，BTM将非29H或2DH的AM码传输到BRM。BRM接收到信号后与机架编码进行判断，只有对应的AM码才能转换为该机架的AM码29H或2DH 及相应的地址线。 　　BTM只将90—70分配给扩展机架的地址空间转发到从站上（即AM码为10H~1FH、39H的访问）。而BRM只将相应机架的AM码转发到相应机架，因此从机架访问I/O板的地址只能安排在90—70的地址分配表中。在主机架中，AM=3DH地址空间不受限制。 8、AM为29H的限制 　　如前所述，BRM传输非主机架的地址线，从机架接收译码后与该机架相同时，BMR将传输该机架的信号和数据。如AM=18H，ADD=4000H  BTM控制在机架总线并传送AM（18H）及地址（4000H）。从机架7接收18H后转换为29H并传送主机架的地址、数据到从机架7的本地总线。 9、AM为39H的限制 　　用户自定义空间10000H~7FFFFH，此段空间BTM不传输到从机架。如果主机架未安装BTM，用户自定义空间可以为10000H~7FFFFH。 当安装BTM之后，主机架的第三厂家模板不能定位在80000H~0EFFFH ，即使从站未安装。因为BTM此时接管了总线，第三厂家只能用90—70CPU分配给从机架的地址空间，BRM只对分配的部分空间再驱动。 10、AM=0DH、09H的限制 　　只能在主机架中，A24~A31必须是确定信号，不能是三态，扩展地址方式在90—70中可以使用，但不能使用扩展数据方式（即长字访问）。 11、AM为2DH的限制 　　电源上电一个工频周期或下载一个新的组态给CPU后，90—70的CPU开始组态校核。使用AM=29 CPU槽号的只从模板上读取“VME ID”字节，读取成功后CPU使用AM=29，将VME ID字节地址加1的内字单元设置诊断位。 　　当使用非90—70模板时，为避免麻烦，建议地址安排在用户定义空间或不允许该模板时对AM=2DH进行响应。 结束语： 　　VME总线产品在GE PLC上应用非常灵活，对总线有所了解之后，应用不会存在问题，关键是软件如何读取VME总线信息加以应用。以上对VME产品的硬件作了一定说明，希望能对VME用户有所帮助，同时也希望同行多提宝贵意见。