论文部分内容阅读
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。2、设计开发了具有RS232/PROFIBUS-DP接口的智能从站。通过分析对比“MCU+ASIC”硬件协议转换和“MCU软件协议转换”两种实现方式,确定了硬件协议转换方式,并选用了SIEMENS SPC3作为从站PROFIBUS-DP协议处理芯片。从站接口硬件设计以PHILIPS P89C668 MCU芯片和SPC3芯片接口电路为核心,外加辅助接口电路构成。 3、实现了RS232和PROFIBUS-DP协议转换软件设计。采用模块化结构编程方法,通过KeiL C51 Windows集成开发平台完成原程序代码开发和编译、链接、软件仿真,通过基于KeiL平台的MCU TKS-668仿真器对原程序代码进行硬件仿真。4、搭建了基于PC的PROFIBUS-DP主从站试验调试系统,用串口调试软件模拟了生产现场设备接入开发的从站接口。在SOFTPLC中组态主从站,加入自主开发的GSD文件、STEP7通信程序最终实现了主-从站的双向数据通信,从而验证了论文的设计。5、论文的研究成果有一定应用前景和价值。RS232和PROFIBUS-DP协议转换接口可嵌入现场设备作为智能从站,实现数据采集和控制等多种功能。转换接口完善和工程化后也可取代国外价格昂贵的总线网关类产品,具有较强的市场竞争力。