DP是现在欧洲甚至全球运用 最广泛的总线体系,它是一种高速低成本总线,用于设备级控制体系与涣散式I/O的通讯。它装置简略,拓扑结构多样,易于完结冗余,通讯实时牢靠,功用比较完善,杰出的功用使得它适用于各种工业主动化范畴。
Profibus协议契合ISO/OSI的开放体系参阅模型,关于本文完结的Profibus-DP来说,第一层为物理层,能够用RS-485或许光纤完结。第二层为数据链路层,此层的Profibus拜访协议对DP、PA、FMS均相同,这也使得DP/PA/FMS网络区域更简单组合。第三到七层没有加以描绘。这样的协议结构有利于数据传输的快速性的完结。DP总线上每段最多能够有32个站,当总线上的站数多于32时,有必要运用中继器衔接各个总线的分支段。每段的头和尾各有一个总线终端电阻。为了确保操作运转不发生差错,两个总线终端电阻有必要永久有电源,带中继器则最多能够衔接到127个节点。
2、体系概述
整个体系框图如图1所示,它是由一个主站和两个从站组成的。主站选用西门子的PLC来完结,从站由触摸屏和变频体系Profibus从站组成。
DSP 2812是作为变频控制体系的中心处理器,它与现场DSP之间经过双口RAM进行数据交流。现场DSP则经过Profibus总线桥和Profibus网络进行衔接。这样DSP就能够和现场的Profibus网络进行数据的无缝交流:经过该网络一方面能够读取PLC宣布的指令和调试人员或许操作人员经过触摸屏宣布的指令;另一方面能够将变频体系的作业状况如电流、电压、速度给定、实践速度反应、毛病代码等信号经过Prifibus网络传输到PLC和触摸屏中,触摸屏以状况指示灯、实践数据、曲线等方式进行直观的显现,PLC则对实时工况进行剖析并给出相应的指令。
3、体系硬件完结
主站选用西门子315-2DP PLC完结,触摸屏选用西门子的TP270进行数据的显现和输入,这两部分的硬件就不再赘述,详细能够参阅相关的产品手册。
Profibus总线桥是本体系一个重要的部分,它是一个专为Profibus-DP通讯功用开发的产品,其硬件原理图如图2所示。它本身包含一个接口CPU,为总线桥的外部硬件供给两个端口:一个串行通讯接口TXD和RXD,一个与Profibus网络衔接的A和B。在本体系中,接口CPU首要和现场DSP进行数据交流,经过TXD和RXD别离现场DSP串口B的SCIRXDB和SCITXDB相衔接。现场DSP将双口RAM中需求的数据读取后经过串行通讯传递给接口CPU,由接口CPU将传输过来的数据和西门子Profibus通讯协议芯片SPC3进行数据交流。这样,SPC3将通讯得到的数据以Profibus-DP的方式发送出去,转化成该标准接口接入到总线中去,反方向的数据传输与之相似。所以变频体系将变成接入Profibus网络上的一个节点。然后能够使咱们在不需求在对Profibus数据链路层拜访协议充沛研讨的基础上用单片机树立一个Profibus-DP从站,在短时间内便可完结变频体系的Profibus的开发。
图中Profibus总线选用带终端电阻的专用Profibus-DP插头和Profibus屏蔽双绞线衔接,因为Profibus总线桥和触摸屏是作为Profibus总线上的两个终端,因而这两个终端电阻打到ON上,中心节点PLC的终端电阻则打到OFF上。
4、软件完结
软件部分首先是现场DSP对Profibus总线桥进行初始化,初始化完结后当即进入Profibus总线桥和现场DSP数据交流的无限循环,然后进行DSP 2812和PLC、触摸屏之间数据通讯。
图3是Profibus总线桥软件设计流程图。因为Profibus总线桥的异步串口波特率可主动习惯接入设备的5种波特率(9.6、19.2、38.4、57.4、115.2kb/s),故Profibus总线桥进行初始化时,现场DSP有必要向Profibus总线桥接连发送5次初始化报文,用来测验接入设备的波特率,如图5下面一行显现的前5次数据。初始化报文的格局是依据Profibus总线桥的规则构成的,依次是站号、ID号、I/O装备数据长度、I/O装备数据、接纳数据长度、发送数据长度、用户参数长度、波特率测验数据以及校验和。Profibus总线桥接纳到现场DSP发送的5次初始化报文后对其进行剖析,并依据接纳的报文答复现场DSP,答复报文首要包含以下几个方面的信息:测验到的波特率号,初始化报文过错号和初始化成功标志(或过错标志)。如图5上面一行第一个报文所示。现场DSP在接纳到Profibus总线桥答复的报文后相同对答复报文进行剖析,假如答复报文阐明初始化成功则当即转入数据交流中。假如不成功则剖析初始化失利原因并显现相应的过错代号,能够经过相应的过错代号进行修正并终究完结初始化。
Profibus总线桥初始化成功后当即进入数据交流状况,如图5所示。现场DSP在接纳到接口DSP的数据后将数据写入到双口RAM中指定的存储区域,DSP 2812从该存储区读出相应的数据进行处理。关于现场要显现的数据,由DSP 2812写入到双口RAM相应的存储区域,然后现场DSP读出存储区域的数据交给Profibus总线桥处理,最后由触摸屏显现出来,如图4所示 。进入数据交流状况后能够实时对修正参数并交给控制器处理,一起也能够将控制器设置的参数实时显现出来,然后极大当地便了出产现场的调试作业。