基于VPC3+C芯片的电动执行机构的现场总线控制模块制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于VPC3+C芯片的电动执行机构的现场总线控制模块，包括第一微处理器和第二微处理器，第一微处理器与第二微处理器通过串行通信接口双向连接，第一微处理器通过I/O接口分别与按键及显示模块相连接，第一微处理器通过A/D接口接收位置信号，通过光电隔离电路接收报警信号，通过I/O接口输出电机控制信号，其主要技术特点是：第二微处理器通过VPC3+C总线接口芯片及RS485接口电路相连接。本实用新型专利技术采用双微处理器结构，并通过VPC3+C总线接口芯片实现基于PROFIBUS-DP现场总线的数字化控制，提高了控制模块的稳定性和可靠性，实现了控制模块的高精度、紧凑化、一体化的效果。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于工业仪器仪表领域，尤其是一种基于VPC3+C芯片的电动执行机构的现场总线控制模块。
技术介绍
电动执行机构是工业过程控制系统中的末端执行设备，其主要作用是将控制系统发出的控制信号转换成相应的动作，达到控制阀门内截流件的位置或其他调节机构位置的目的，被广泛应用于电力、冶金、石化、供热、水泥、建材、轻纺、食品等行业。目前工业过程控制系统主要以集散式控制系统为主，电动执行机构普遍采用4 20mA直流模拟信号作为控制信号，然而采用模拟控制方式的工业控制系统存在抗干扰能力差、可靠性差等问题。 随着基于现场总线技术的发展，PR0FIBUS-DP协议(PROcess Field BUS-Decentralized Perphery，现场总线-DP协议)越来越多地被用于工业过程控制系统中，因此，迫切地需要一种将现场总线技术应用于电动执行机构控制系统中，实现了全数字化的现场总线控制产品。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种抗干扰能力强、可靠性高并能够实现全数字化控制的基于VPC3+C芯片的电动执行机构的现场总线控制模块。本技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的一种基于VPC3+C芯片的电动执行机构的现场总线控制模块，包括第一微处理器和第二微处理器，第一微处理器与第二微处理器通过串行通信接口双向连接，第一微处理器通过I/O接口分别与按键及显示模块相连接，第一微处理器通过A/D接口接收位置信号，通过光电隔离电路接收报警信号，通过I/O接口输出电机控制信号，第二微处理器通过 VPC3+C总线接口芯片及RS485接口电路相连接。而且，所述的RS485接口电路采用ADM2486作为接口芯片。而且，所述的第一微处理器还通过I/O接口连接一红外接收电路。而且，所述的红外接收电路采用了 SC9149A解码芯片。而且，所述的报警信号包括执行机构的限位报警信号、力矩报警信号和温度报警信号。而且，所述的显示模块为LED数码显示管。而且，所述的第一微处理器为ATMEGA88V芯片，所述的第二微处理器为ATMEGA162 芯片，所述的光电隔离电路采用了 SH16156-3芯片。本技术的优点和积极效果是1、本控制模块采用双微处理器结构，并通过VPC3+C总线接口芯片实现精确的 PR0FIBUS-DP数字信号控制功能，增加了传输数据信息承载量和多样性，彻底解决模拟信号传输中的损耗和干扰，提高了抗干扰能力。2、本控制模块采用双微处理器结构，两个微处理器分别执行不同的任务，两个微处理器之间相互通信有效地提高了控制模块的稳定性和可靠性，同时提高了处理速度。3、本控制模块采用两款高集成度、高性能的微处理器使得电路简单、外围器件少， 其将各个功能块集成到一个模块中，实现控制模块的高精度、紧凑化、一体化的效果。4、本控制模块的RS485接口电路采用ADMM86作为接口芯片，简化了 RS485接口电路，提高了控制模块的稳定性。5、本技术采用双微处理器结构，并通过VPC3+C总线接口芯片实现基于 PR0FIBUS-DP现场总线的数字化控制，提高了控制模块的稳定性和可靠性，实现了控制模块的高精度、紧凑化、一体化的效果。附图说明图1是本技术的连接方框图；图2是本技术的第一微处理器控制部分的电路图；图3是本技术的红外接收电路部分的电路图；图4是本技术的光电隔离电路部分的电路图；图5是本技术的第二微处理器与VPC3+C总线接口芯片连接部分的电路图；图6是本技术的RS485接口电路部分的电路图。具体实施方式以下结合附图对本技术实施例做进一步详述一种基于VPC3+C芯片的电动执行机构的现场总线控制模块，如图1所示，由第一微处理器、第二微处理器、光电隔离电路、按键、红外接收电路、显示模块、VPC3+C总线接口芯片及RS485接口电路构成，在本实施例中，第一微处理器选用了 ATMEL公司的ATMEGA88V 高性能微处理器，ATMEGA88V微处理器具有集成A/D转换器、看门狗电路、Flash和EEPROM 等功能，第二微处理器选用了 ATMEGA162高性能微处理器，ATMEGA162具有片内RAM区大、 高速、低功耗的特点。第一微处理器通过I/O接口分别与按键、红外接收电路及显示模块相连接，按键操作或红外接收电路可以接收用户发出的命令，用户既可以采用按键操作方式， 也可以采用红外遥控器操作方式，采用两种操作控制方式更加方便了用户的使用；显示模块用来显示执行机构的运行状态信息和参数设定信息，该显示模块为LED数码显示管。第一微处理器通过A/D接口与输入的位置信号相连接，第一微处理器的A/D接口能够将位置信号由模拟信号转换为数字信号，第一微处理器通过光电隔离电路与输入的报警信号相连接，完成对位置信号及报警信号的数据采集。第一微处理器对采集的数据及从第二微处理器接收来的信息进行分析处理后，通过I/O接口输出电机控制信号控制执行机构的运行。 第一微处理器与第二微处理器通过串行通信接口双向连接，第二微处理器、VPC3+C总线接口芯片及RS485接口电路双向连接，第二微处理器将VPC3+C总线接口芯片接收的上位机的控制数据翻译处理后通过串行通信接口传送给第一微处理器，同时将第一微处理器的反馈信息通过总线协议芯片发送给上位控制系统。下面对各部分电路具体说明第一微处理器控制部分的电路，如图2所示，其主要包括第一微处理器ATMEGA88V芯片、晶振电路和专用的复位芯片，所有的软件程序和系统参数分别存储在ATMEGA88V芯片的Flash和EEPROM中，晶振电路向ATMEGA88V芯片提供稳定的时钟信号；复位电路选用 IM809专用的复位芯片保证ATMEGA88V在稳压电源低于4. 2V的情况下复位。ATMEGA88V分别与光电隔离电路、按键、红外接收电路、LED数码显示管及第二微处理器ATMEGA162相连接，主要完成限位报警信号、力矩报警信号和温度报警信号等报警信号及位置信号的采集和处理；按键操作及红外遥控信号的接收与处理；执行机构运行状态信息、参数设定信息的显示；接收第二微处理器传输的数据并结合本地采集的信息进行处理并将处理结果传输给第二微处理器，同时对执行机构进行控制。红外接收电路部分的电路，如图3所示，该电路采用了与遥控器发射芯片SC9148 相配对使用的红外遥控接收解码芯片SC9149A，其通过红外线接收头将接收的信号经过反相器后送到SC9149A芯片的接收引脚，经过SC9149A芯片的解析后再从其相应的引脚经过反相器后送到第一微处理器的I/O端口，从而完成红外遥控操作功能。光电隔离电路部分的电路，如图4所示，该电路采用了光耦芯片三个SFH6156-3对执行机构的限位报警、力矩报警和温度报警等开关量信号进行光电隔离，然后送到第一微处理器的I/O端口，采用光电隔离电路避免了上述报警信号对第一微处理器的干扰。第二微处理器与VPC3+C总线接口芯片连接部分的电路，如图5所示，VPC3+C总线接口芯片选用prof ichip公司的VPC3+C总线接口芯片，第二微处理器ATMEGA162控制 VPC3+C总线接口芯片，并通过串行通信接口完成与第一微处理器ATMEGA88V的数据交换。 由于ATM本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于ＶＰＣ３＋Ｃ芯片的电动执行机构的现场总线控制模块，包括第一微处理器和第二微处理器，第一微处理器与第二微处理器通过串行通信接口双向连接，第一微处理器通过Ｉ／Ｏ接口分别与按键及显示模块相连接，第一微处理器通过Ａ／Ｄ接口接收位置信号，通过光电隔离电路接收报警信号，通过Ｉ／Ｏ接口输出电机控制信号，其特征在于：第二微处理器通过ＶＰＣ３＋Ｃ总线接口芯片及ＲＳ４８５接口电路相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋喆，刘伟，张中远，
申请(专利权)人：天津市津达执行器有限公司，
类型：实用新型
国别省市：12