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1、Profibus-DP 总线在智能型电动执行机构中的应用,现场总线PROFIBUS(Process Field Bus）,现场总线是一种应用于生产现场，在现场设备(仪表)之间、现场设备控制室内的自动控制装置(系统)之间实现串行、双向、多点数字式的通信技术。它是以单个分散的数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点，用总线连接，实现互相交换信息，共同完成自动控制功能的网络系统与控制系统。它由三个兼容部分组成，即：PROFIBUSDP（Decentralized Periphery）PROFIBUSPA（Process Automation）PROFIBUS-FMS(Fieldbus Messag
2、e Specification),PROFIBUS-DP是一种高速、低成本通信，专门用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。总线周期一般小于10ms，使用协议第1、2层和用户接口，确保数据传输的快速和有效进行。,1，总线控制系统总体设计,1.1 硬件设计电动执行机构又称电动装置、电动头，一般和阀门、风门等配套使用，通过接收控制中心给出的控制信号(开关量、模拟量或总线信号)来控制阀门、风门等的开度，并将执行机构的状态信号反馈给控制中心。根据执行机构和控制中心需要完成的数据交换，编写GSD 文件，定义用户数据域和数据交换格式，再根据DP 协议通过单片机和协议芯片与DP 主站进行通信。控制中心和执行
3、机构一般组成单主系统，主站、从站间采用循环数据传输方式工作。在SND 智能型电动执行机构原有软硬件结构的基础上，开发Profibus-DP 接口卡，可方便地将执行机构接入总线通信网络。DP 卡与主站之间以RS-485 总线的形式进行数据交换。通信原理框图如图1 所示。,电动执行机构电动头,阀门,风门,Profibus-DP 总线型电动执行机构在原来智能型电动执行机构控制系统的基础上加装了DP通信卡。DP 卡的核心部分由单片机W78E052B40PL、协议芯片SPC3 和IL485 接口芯片组成。SPC3 是Profibus-DP 专用协议芯片(需和单片机配套使用)，负责把主站送来的数据拆包，送
4、往单片机，同时把单片机送来的数据打包，送往主站;W78E052B40PL 是主板与SPC3 的桥梁，负责初始化和协议转换。该方案的优点为总线卡和控制系统是模块式结构，要接入Profibus网络时只要加装总线卡即可。,1 个看门狗定时器。微序列器控制整个SPC3 的工作过程。双口RAM，整个RAM 采用8 Byte 的段结构方式，分成192 段，所有需要分配地址的BUF 指针，必须指向段的开头。各种状态指示用寄存器，如中断字、输入BUF 状态、输出BUF 状态、诊断BUF 状态等。中断请求寄存器。内部的UART 实现串并数据流的相互转变，RxD 和TxD 分别为串行接收和发送端口 自动标志总线的
5、波特率(9 6 kb/s 12 Mb/s)输入/输出通道上的电气隔离，采用了6N137高速光耦。,1.2 软件设计软件设计方面主要是单片机和SPC3 的初始化，对SPC3 的寄存器进行配置，启动SPC3，进行数据的接收和发送。接收和发送有两部分:一是单片机和SPC3 之间的数据传递;二是单片机与主板之间的数据传递。整个数据传递的过程为单片机从主板读入数据，然后传递给SPC3，SPC3对数据进行处理，发送到Profibus 总线上由主站接收。主站和作为从站的执行机构的数据输入和输出处理，以及用户诊断数据输入，放在应用程序的循环中。在一个应用循环中，由应用来刷新输入BUF 中的数据，保障所有输入数据是最新更新的数据。SPC3在接收由Profibus 主站传送的不同输出数据时，会产生输出标志位，CPU 通过在应用循环中轮询标志位来接收主站数据。相对于特定应用诊断信息，需要实时传递到主站;主应用程序在应用循环中判断是否有可用的诊断BUF存在，当有空闲BUF 时，应用程序输入诊断信息并请求更新。对实时性要求严格的系统，采用中断方式进行输出数据和诊断数据处理。,
