基于总线方式的钻井模拟器设计

五类最小单元在结构上有很多相似之处，其最大的特点就是所有数据传输都是在一条RS485总线上完成，每个单元都设计成可拔插的模块形式，便于安装、拆卸和功能之间的替换，这也是总线的优势所在。

2.以太网总线设计

与RS485总线相似，以太网总线^[5～6]除具备RS485总线的所有优点外，还具有高数据传输率、高稳定性、传输距离长和接口灵活等优点。钻井模拟器工作的实时性，主要由数据传输率和数据处理能力来体现。针对以上两个要求，主控制器选择具有两个独立的增强型USART和内部嵌入以太网控制器模块^[7]的单片机。单片机完全实现介质访问控制和物理层收发器模块。只需使用两个脉冲变压器^[5～6]和一些无源元件就可以将单片机直接与以太网相连。它符合以太网模块IEEE 802.3中所有关于双绞线网络10-BaseT连接的规定。它在内部实现了一些数据包过滤机制，用以限制传入的数据包。它还提供了一个用于实现快速数据吞吐的内置DMA模块，以及硬件IP校验和计算。另外还提供了两个用于指示链路和网络活动的LED输出。

主控制器中一个USART与RS485接口连接，用于模块内部通讯，以太网通过变压器和双绞线连接于交换机上，将模块内部的RS485总线采集到的数据打包发送给教师控制台进行分析处理，并将教师控制台返回的数据包按地址分配给各最小单元执行相应操作。每个模块内置主控制器的目的在于分任务完成来自教师控制台的数据包处理，这样可以很大程度地分担教师控制台的数据处理量，提高数据处理能力，加之以太网的高速、稳定的数据传输特性，在实现钻井模拟器的实时、稳定运行提供了可靠的硬件保障。

二、结束语

在钻井模拟器模块内部有一套RS485总线完成最小单元数据的采集和控制，在模块与教师控制台之间又有一套以太网总线完成数据交换，这样所形成的钻井模拟器的双总线控制系统可简化电气部分结构，减小教师控制台数据处理负担，提高钻井模拟器工作的稳定性和实时性，具有较高的实用价值。

参考文献

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