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PROFIBUS现场总线具有通信实时性强、高传输率、低成本、拓扑结构灵活多样、冗余性强、适于各种工控领域等优点而得到广泛应用。然而,传统工业生产过程控制层进行数据采集、执行和控制的设备,大多只具有RS232串行口。因RS232标准输出信号和PROFIBUS总线信号不兼容,所以这类设备无法实现同PROFIBUS总线开放互连和现场分布式控制。因此研究该技术有非常重要的现实意义和工程价值。论文以解决RS232接口设备和PROFIBUS-DP总线互连为研究方向,设计开发了具有RS232接口和PROFIBUS-DP接口的从站,实现RS232设备和PROFIBUS-DP总线之间协议转换。论文主要工作和成果归纳如下:1、从研究PROFIBUS-DP技术构成、系统体系结构、通信协议、报文结构及系统特点入手,给出了RS232和PROFIBUS-DP协议转换的技术方案。
Profibus现场总线,是由Siemens等13家公司和5家研究机构联合开发的一种化的、开放的、不依赖于设备生产商的现场总线标准[1]。它采用现场总线技术,使用总线将可编程控制器、传感器、变频器和软启动器等现场智能设备连接起来,实现相互交换信息,共同完成自动控制功能的网络系统Automation&Instrumentation 2012(9)与控制系统。随着Profibus总线的标准化以及在世界范围内的广泛应用,Profibus-DP协议的总线产品在市场中占据越来越大的份额。目前,我国自动化行业多数传统仪表和现场设备不具备现场总线通信能力,无法接入现场总线系统控制系统。所以,开发现场智能设备从站接口,实现现场设备与Profibus-DP总线网络的互连,显得尤为重要。在传统工业生产过程中,进行数据采集、执行和控制的现场设备大多数只具有串行接口。
PROFIBUS现场总线是拥有开放结构和经过标准化设计的工业应用总线,按照传统方式构建的自动化系统中的数据采集传感器和变送器设备,大多只有普通RS232/RS485接口,其数据传输协议无法同PROFIBUS.总线协议兼容。论文研究电站应用分析仪表设备和PROFIIBUS-DP总线的通信方案,研发了具有普通RS232/RS485接口的PROFIBUS-DP接口从站。论文工作如下：1、研究了PROFIBUS-DP系统协议结构、报文帧格式定义、MAC协议、逻辑环的管理等特点,提出PROFIBUS-DP接口从站设计的软硬件技术方案。2、选用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接口从站的硬件设计3、结合自定义的串口协议,完成了PROFIBUS-DP从站软件设计。采用模块化编程方法,实现了从站中自定义报文长度和信道可调的初始化配置。
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