西門子PROFIBUSDP通信總線

PROFIBUS現(xiàn)場總線具有通信實時性強、高傳輸率、低成本、拓撲結(jié)構(gòu)靈活多樣、冗余性強、適于各種工控領(lǐng)域等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。然而,傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)過程控制層進行數(shù)據(jù)采集、執(zhí)行和控制的設(shè)備,大多只具有RS232串行口。因RS232標準輸出信號和PROFIBUS總線信號不兼容,所以這類設(shè)備無法實現(xiàn)同PROFIBUS總線開放互連和現(xiàn)場分布式控制。因此研究該技術(shù)有非常重要的現(xiàn)實意義和工程價值。論文以解決RS232接口設(shè)備和PROFIBUS-DP總線互連為研究方向,設(shè)計開發(fā)了具有RS232接口和PROFIBUS-DP接口的從站,實現(xiàn)RS232設(shè)備和PROFIBUS-DP總線之間協(xié)議轉(zhuǎn)換。論文主要工作和成果歸納如下:1、從研究PROFIBUS-DP技術(shù)構(gòu)成、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、通信協(xié)議、報文結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)特點入手,給出了RS232和PROFIBUS-DP協(xié)議轉(zhuǎn)換的技術(shù)方案。 

Profibus現(xiàn)場總線,是由Siemens等13家公司和5家研究機構(gòu)聯(lián)合開發(fā)的一種*化的、開放的、不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場總線標準[1]。它采用現(xiàn)場總線技術(shù),使用總線將可編程控制器、傳感器、變頻器和軟啟動器等現(xiàn)場智能設(shè)備連接起來,實現(xiàn)相互交換信息,共同完成自動控制功能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)Automation&Instrumentation 2012(9)與控制系統(tǒng)。隨著Profibus總線的標準化以及在世界范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用,Profibus-DP協(xié)議的總線產(chǎn)品在市場中占據(jù)越來越大的份額。目前,我國自動化行業(yè)多數(shù)傳統(tǒng)儀表和現(xiàn)場設(shè)備不具備現(xiàn)場總線通信能力,無法接入現(xiàn)場總線系統(tǒng)控制系統(tǒng)。所以,開發(fā)現(xiàn)場智能設(shè)備從站接口,實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備與Profibus-DP總線網(wǎng)絡(luò)的互連,顯得尤為重要。在傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)過程中,進行數(shù)據(jù)采集、執(zhí)行和控制的現(xiàn)場設(shè)備大多數(shù)只具有串行接口。 

PROFIBUS現(xiàn)場總線是擁有開放結(jié)構(gòu)和經(jīng)過標準化設(shè)計的工業(yè)應(yīng)用總線,按照傳統(tǒng)方式構(gòu)建的自動化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集傳感器和變送器設(shè)備,大多只有普通RS232/RS485接口,其數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議無法同PROFIBUS.總線協(xié)議兼容。論文研究電站應(yīng)用分析儀表設(shè)備和PROFIIBUS-DP總線的通信方案,研發(fā)了具有普通RS232/RS485接口的PROFIBUS-DP接口從站。論文工作如下：1、研究了PROFIBUS-DP系統(tǒng)協(xié)議結(jié)構(gòu)、報文幀格式定義、MAC協(xié)議、邏輯環(huán)的管理等特點,提出PROFIBUS-DP接口從站設(shè)計的軟硬件技術(shù)方案。2、選用VIPA公司*的Profichip VPC3+C器件和SILICON公司的C8051F02X系列MCU芯片,完成了智能PROFIBUS-DP接口從站的硬件設(shè)計3、結(jié)合自定義的串口協(xié)議,完成了PROFIBUS-DP從站軟件設(shè)計。采用模塊化編程方法,實現(xiàn)了從站中自定義報文長度和信道可調(diào)的初始化配置。 

西門子PROFIBUSDP通信總線