隨著計算機在工業的廣泛應用控制局域網絡也深入應用到各行各業之中現行的諸多控制系統若采用單機控制方式已越來越難以滿足設備控制的要求因為往往我們所控制的設備只是整個系統的一個基本單元它既需要外部輸入一些必要的信息同時也需要向外部輸出自身的運行參數和狀態所有這些都要求我們采用控制網絡技術將眾多設備有機地連成一體以保證整個系統安全可靠地運行目前在我國應用的現場總線中RS-485/RS-422 使用最為普遍當用戶要將基于標準的RS-232 接口設備如PC 機連接至由RS-485/RS-422 構成的通訊網絡時則必須作RS-232和RS-485/RS-422之間的電平轉換傳統的做法是在設備內擴展一個通訊適配卡由通訊適配卡實現電平轉換內部主機再通過并行總線讀出或寫入數據顯然這種設計方法存在下列缺點
Ａ．由于適配卡是基于某一種總線標準擴展的而不是基于RS-232電平標準所以其應用范圍受到限制只能一種適配卡適用一種總線如ISA 適配卡不可能插入STD總線或用戶自定義的總線其通用性較差
Ｂ．雖然實現的僅僅是電平轉換但是由于需要考慮與擴展總線的接口和增加一個標準的UART 并且需要占用系統的其它寶貴資源使硬件和軟件變得過于復雜
Ｃ．復雜的硬件設計大大增加了元器件的數目和電路板面使適配卡的成本過高
Ｄ．由于采用內置插卡方式使變更通信方式比較麻煩如將半雙工通信方式設置為全雙工方式等另外維修和測試也比較麻煩
Ｅ．對于現有的基于RS-232的設備在無法變動系統軟件和硬件的情況下顯然適配卡無法將這些設備連成基于RS-485或RS-422通信網絡的分布式系統為了克服上述缺點同時考慮到RS-232 接口的自身特點我們設計了一種小巧的無須外部供電的智能收發轉換器實現RS-232和RS-485/RS-422之間的a電平轉換
2. 功能描述及結構框圖
本智能轉換器作為一個獨立的電平轉換控制器涉及線上取電發送和接收狀態的智能切換通信方式設置RS-232電平與RS-485/RS-422電平之間的轉換等方面具體描述如下
Ａ．從RS-232接口上取電
由于不采用外部供電方式則必須從RS-232接口線取電為內部元器件供電我們知道標準的RS-232接口定義中TXD RTS和DTR是RS-232電平輸出設計一個DC-DC轉換器從這些信號上能夠為系統提供一定的電源功率．
Ｂ．低功耗微處理器
微處理器通過監測TXD信號的變化決定是否允許數據發送和數據接收另外有關通信方式波特率和半/雙工工作方式選擇也是通過TXD 信號或I/O 口來設定的
Ｃ．RS-232電平與TTL電平之間的轉換
Ｄ．RS-485/RS-422電平與TTL電平之間的轉

為了滿足日益增長的產量需求，國內冰淇淋生產商決定將使用了20多年的Simatic S5系統全面升級為Simatic PCS 7系統，同時增加一條年產量為12萬噸的混料生產線。基于長期合作和品牌信賴，用戶選用了西門子TIA全集成自動化解決方案，并由上海西門子工業自動化有限公司（SIAS）的工程師們完成了全部實施工作。整個工程真正的實現了零停機無干擾遷移，在保持現有產量的前提下盡可能地加快改造進度，降低了改造風險及成本。

炎炎夏日，美味的冰淇淋為我們帶來了冰爽和味覺上的雙重體驗，提到冰淇淋，誰能想到西門子為國內某冰淇淋生產商提供的混料生產線已經使用了20多年。

冰淇淋的生產工藝主要分為混料及包裝兩大部分：混料可按次序分為原料預混、巴氏殺菌、均質、老化等過程；包裝也可細分為灌裝成型、冷凍、裝箱、檢測等。其中混料車間是將各種原料按配方計算后，根據加工工藝要求按順序將其混合，所以混料過程直接影響到冰淇淋的口味。國內某冰淇淋生產商工廠里的混料車間在20年前剛剛建立的時候就與西門子合作，選用的是當時的西門子Simatic S5自動化系統。20余年間，在西門子工程師們的呵護下，該系統一直穩定運行，源源不斷的冰淇淋持續為炎炎酷暑帶來一絲清涼。

隨著技術的不斷更新，在冰淇淋越來越熱銷的今天，該用戶決定將20多年前的Simatic S5老系統升級為新的Simatic PCS 7系統。除了改造原來的系統外，用戶又添加了一條新的生產線，同樣選擇了西門子的全集成自動化（Total Integrated Automation，簡稱TIA）系統解決方案。整個項目包括Simatic PCS 7 V8.0、ET200M I/O、Sivacon S8低壓控制柜、Sinamics MM440 變頻器、AS-i 控制模塊等產品。本次西門子不僅提供TIA的解決方案，同時整個工程還由技術實力深厚的上海西門子工業自動化有限公司（SIAS）實施。

混料車間的主要設備包括：預混料罐、混料罐、巴氏殺菌消毒機、老化罐、糖罐、椰子油罐及凝凍機等設備，對于這樣的生產線，控制系統的整體升級并不是一個“小手術"，相當于為整個生產系統換了一套中樞神經。但是用戶的生產線非常緊張，并不想因為更換系統而影響了生產效率，這使得項目實施面臨從未有過的嚴峻考驗。西門子SIAS工程師并沒有因此妥協，在清楚了解生產線的排班后，發現冰淇淋混料過程中會生產多種口味，每次更換配方時需要停機，清洗產線，西門子工程師因此有了一個靈感，想出一套遷移方案，先在模擬環境下完成系統的準備工作，然后利用生產線的停機時間分步完成整個系統的遷移。

改造中有眾多的現場控制箱、大量的現場信號接線，原混料生產線用的是西門子Simatic S5系統，西門子工程師對整個系統了如指掌，為系統的順利遷移提供了有利保障。就這樣工程師們深扎在用戶工廠，在老生產線正常生產的同時，工程師們在虛擬環境下將新系統模擬好，為了確保一次性切換成功，不給生產帶來影響，工程師們花了3個多月的時間為系統遷移做準備，當一切就緒時，激動人心的時刻來臨了，“移植手術"正式啟動。

按照工廠的排班時間安排，每周大概有四五個小時用來完成生產線的清掃工作，工程師們寸步不離的守在工廠里，一旦生產線停機就開始遷移工作，最終利用一周中產線清洗過程中的碎片時間，完成了對整個系統的遷移。所有的調試一次性成功，沒有對生產造成任何影響，真正的做到了零停機的無擾切換，保障了生產的正常進行。

除了對老生產線的升級改造外，為了滿足日益增長的產量需求，用戶還新增了一條12萬噸的混料生產線。新生產線控制系統同樣采用了西門子新的Simatic PCS 7 V8.0，系統的所有硬件都基于統一的平臺，所有軟件也都全部集成在Simatic程序管理器下，軟硬件的平臺化設計，充分體現了全集成自動化的特點。

工程師們還在系統中添加了許多功能塊，使得編程更加輕松、方便和人性化，避免了變量的重復輸入，簡化操作步驟的同時，也增強了用戶體驗，形成了集中、友好的人機界面。基于標準的Simatic軟件和硬件組件，確保了系統高度的可靠性和穩定性。比如混料系統中重要的配方管理，以前都是排班主管將配方打印出來，操作工按要求進行人為的更改，配方就好比做飯，難免會因為個人因素造成口味的偏差。但新系統的配方管理可以實現全電子化操作，每個配方都形成了標準，能夠保證配方調整時準確無誤，操作更加規范。人性化的設計還體現在將原來的表格化菜單變成現在的圖形化界面，可以真正的實現傻瓜式操作，減少了因操作人員人為因素造成的失誤。

由于食品安全是重中之重，以前為了追蹤生產數據，需要工人用紙筆記錄，不僅記錄起來費時費力，容易出錯，而且也不利于查找。Simatic PCS 7是基于全集成自動化理念的系統，其集成的核心是統一的過程數據庫和的數據庫管理軟件，所有的系統信息都存儲于一個數據庫中而且只需輸入一次，這樣就大大增強了系統的整體性和信息的準確性，從而減少了對相應操作的反應時間，縮短生產周期。另外，統一的數據庫讓生產數據的追蹤更加方便，用戶可以自由設置數據可追溯的時間，當需要查詢時，通過電子查檔就可以完成，大大減少了人力成本，提供工作效率，全無紙化的準確追蹤，充分的體現了自動化帶來的優勢。