[发明专利]一种无需磁盘并带隔离技术的工业控制系统及其控制方法

权利要求书

1、一种包括用户程序固体卡、IBMPC/AT主机板、键盘、显示卡、彩色显示器的无需磁盘并带隔离技术的工业控制系统，其特征在于：它由用户程序固体卡(1)、带隔离A/D、D/A转换卡(2)、带隔离I/O数据转换卡(3)、IBMPC/AT主机板(4)、键盘(5)、显示卡(6)、彩色显示器(7)共同电气连接构成，其中：用户程序固体卡(1)为用本发明的固化方法把用户程序固化成的固体卡，用户程序固体卡电路由可擦除只读存贮器或读写存贮器集成件IC1～IC11、PAL集成件IC12～IC13、四与门集成件IC14～IC15、双向三态门集成件IC16、三态8D锁存器集成件IC17、二极管D1～D2、电阻R1共同电气连接构成；带隔离的A/D、D/A转换卡(2)由输入输出外部插座、时钟电路、A/D转换器、基准源、驱动电路、光耦器件、输入缓冲器、IBMPC/AT机插座、逻辑控制器、输出锁存器、驱动电路、D/A转换器共同电气连接构成；其中：带光电隔离的A/D转换电路由双或门集成件IC18、IC23、IC39、驱动电路集成件IC21、IC40，高速光耦合隔离器件IC41、IC43、IC20，A/D转焕器集成件IC42、锁存器集成件IC19、IC22共同电气连接构成；带光电隔离的D/A转换电路由四与门集成件IC24、双与非门集成件IC25、双或门集成件IC26、驱动电路集成件IC27、高速光耦合隔离器件IC28、IC43、反相器集成件IC29、IC30、D/A转换器集成件IC31～IC34、运算放大器集成件IC35～IC38共同电气连接构成。

2、一种用于无需磁盘并带隔离技术的工业控制系统固化用户程序固体卡的固化方法，其特征在于：本卡操作过程无需机械磁盘运转，程序长度大于180K Bit时，采用保护模式来固化程序、反之，则采用实模式来固化程序；用户程序固化过程为：(1)生成固化文件和记录参数：固化MYPRO·EXE文件，先启动DOS并进入DEBUG状态，再把文件MYPRO·EXE在内存的参数写到数据文件myprol·dat，mypro2·dat、……直到程序在内存中结束的那一部分64K单元为止；另外从9800：0H到A000：0H处亦有MS-DOS的高区内存部分也写成32K文件，这样，文件中保存了已定位的程序本身及其依赖的DOS环境；(2)固化非引导模块以外的文件：组织好固化文件顺序与各片EPROM的关系，先启动写EPROM插卡的GC512软件，并选择芯片写入电平、型号、再用I命令将准备好的dat文件写入缓冲区，用M命令和D命令显示检查无误后，启动写EPROM的W命令写入到27512中，然后用读R命令检查累加和是否相同，相同则成功；(3)固化用户引导程序模块：把引导模块放在C800：0～E000：0空间处激活，被激活的芯片27512使用地址是从D0000到DFFFF内存空间区域，将mypro3.dat文件与引导程序模块文件放在27512芯片中，引导程序从D0000开始存放，接着放mypro3.dat文件，写EPROM芯片用GC512软件，其方法是先进入GC512并选择芯片型号、电平数值，调入引导程序文件，并在其后接上mypro3.dat文件，然后用M命令进行缓冲区调整，再用E命令进行状态编辑，从D0000地址开始写入信息，最后写完标志、长度、引导程序，然后启动写EPROM功能的W写命令，将所有信息写到27512，完成后再用R读命令，记下EPROM累加和偏移值，将累加和偏移值的余数再次写入100H单元中，此时该片27512放到内存D0000的位置上被感知并激活引导程序；将MYPRO.EXE的所有运行资料都放到多片27512芯片中，只要有一个程序将它们全部恢复到RAM中，再以JMP的形式跳转到MYPRO.EXE文件运行始点，即激活用户软件，本卡功能便达到。

3、一种采用无需磁盘并带隔离技术的工业控制系统的调控方法，其特征在于：①插上用户程序固体卡、带隔离A/D、D/A数据转换卡、带隔离I/O数据转换卡构成本工业控制系统；②启动电源后，驻留在主机板的BIOS进入IBM/AT机的初始化和自检，检测到扩展插槽存在有用户程序固体卡，该卡开始字节有55AA标志，则由该卡修改驻留的BIOS中断向量，获取控制权，此时程序仅完成引导程序1的boot1功能；③当获取控制权并修改完中断向量指针后，转回BIOS的boot2程序人口，将用户固化在内存高区的ROM搬到RAM区的实模式地址，同时依次恢复CPU的所有寄存器状态，继续完成BIOS的b00t2程序初始化，使具备激活用户程序的条件；④要激活用户程序并在MS-DOS环境下运行，首先要将磁盘操作系统的三个文件IO·SYS、MSDOS·SYS、COMMAND·COM驻留在内存低区，激活用户程序只需将CPU寄存器CS：IP指针指向用户程序头并运行则可；⑤编写用户程序时可用高级语言编写，编写人员把对象的过程控制输入、输出口按对象的要求调试好程序，就可以通过I/O口控制开关量输入输出，通过A/D通道就可以采样工业现场模拟量进入计算机并按控制规律运算，将运算结果通过D/A口控制电动机、阀门、加热炉对象执行机构。