ProfibusDP冗余通信接口制造技术

本发明专利技术涉及一种ProfibusDP冗余通信接口，仪表卡通过串口控制电路访问两个DPC31内核单片机，两个DPC31内核单片机下分别带EEPROM电路、SRAM电路、隔离驱动电路，DPC31内核单片机每隔一段时间对看门狗电路执行喂狗操作，两个DPC31内核单片机分别通过各自的译码电路接1字节双口RAM，供电电路将电源转换出5V,3.3V直流电压供各个电路用。具体可靠性高、成本低、接口方式简单、适应性强等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自动控制领域，特别涉及一种ftOfibus DP冗余通信接口。技术背景近年来，现场总线方案呈现快速增长趋势，现场总线目前正越来越被更多的工业领域中的用户所接受。根据ARC发布的报告，2006年全球现场总线市场约为8. 317亿美元， 预计至2011年，此市场将达到22. 79亿美元。其中，巴西、俄罗斯、印度和中国等发展中国家现场总线的增长幅度最大。ARC的研究报告中将亚洲/大洋州地区称之为“现场总线增长发动机”，年复合增长率接近32% ；Profibus现场总线标准是开放的，不依赖生产厂家的通信系统标准，数字式，双向传输是其特点。与其它现场总线系统相比，Profibus的最大优点在于具有稳定的国际标准 EN50170作保证，并经实际应用验证具有普遍性。目前已应用的领域包括发电及能源输配 (石油，天然气，电力)，化学，石化，电化及生物制药，采矿，环境工程，纸浆造纸，钢铁冶金， 交通，航空等行业。这些行业在下列情况下对系统可靠性存在高要求昂贵产品原料加工，停机或生产故障造成较大损失，由于中央控制系统故障而造成非常高的重起费用及在无人监督或少维修情况下。因此，提高基于ftOfibus现场总线的控制系统可靠性，是保证ftOfibus现场总线在上述重点行业广泛应用的基本前提，需要从故障预防，故障容错及失效安全技术方面开展研究。Profibus 国际组织在 2004 年底提出《Specification Slave Redundancy VI. 2)), WftOfibUS协议的角度制订了 ftOfibuS冗余控制系统中ftOfibuS网络构建及冗余从站之间切换的机制，为实现ftOfibus硬冗余控制系统提供有力支撑。目前国外符合《Specification Slave Redundancy VI. 2》标准的国外产品主要有 Siemens公司的ET-200M IM153-2, auma公司的Profibus DP电动执行机构,rotork公司的 Profibus DP电动执行机构等，国内目前尚未有厂家开展这方面研究并推出相关产品。因此，开展《Specification Slave Redundancy VI. 2》的协议研究，开发符合前述规范要求的ftOfibus DP从站冗余协议栈，对于国内仪器仪表企业打破国外企业在 ftOfibus现场总线在高端产品领域的垄断，提高国产产品的市场竞争力及为以后进一步开发具有冗余通信能力的ftOfibus DP现场总线设备具有奠基意义。
技术实现思路
本专利技术是针对现在国内缺乏符合国际标准《Specificatin Slave Redundancy VI. 2))要求的ftOfibus Dp从站冗余协议栈的问题，提出了一种ftOfibus DP冗余通信接口，为国内仪器仪表企业开发具有高可用性ibus DP从站设备提供通用的通信接口。本专利技术的技术方案为一种ftOfibus DP冗余通信接口，包括仪表卡、串口控制电路，看门狗电路，DPC31内核单片机，译码电路，1字节双口 RAM, EEPROM电路，SRAM电路，隔离驱动电路和供电电路，仪表卡通过串口控制电路访问两个DPC31内核单片机，两个 DPC31内核单片机下分别带EEPROM电路、SRAM电路、隔离驱动电路，DPC31内核单片机每隔一段时间对看门狗电路执行喂狗操作，两个DPC31内核单片机分别通过各自的译码电路接 1字节双口 RAM，供电电路将电源转换出5V，3. 3V直流电压供各个电路用。 所述仪表卡按照Modbus规范定义的格式访问两个DPC31内核单片机的串口，发送 Modbus请求到两个DPC31内核单片机，DPC31内核单片机判断后通过控制逻辑允许自己的 UART端口发送响应回仪表卡所述1字节双口 RAM通过并行锁存机制输出地址、数据、读写控制接口及中断信号到个 DPC31内核单片机。 所述隔离驱动电路将DPC31输出的信号经光耦隔离后驱动RS485电平转换芯片转换为RS485总线信号，同时将RS485总线信号经转换芯片转换后经过光耦将信号送入DPC31 内核单片机。本专利技术的有益效果在于本专利技术ftOfibus DP冗余通信接口，具体可靠性高、成本低、接口方式简单、适应性强等特点。附图说明图1为本专利技术ftOfibus DP冗余通信接口结构示意图； 图2为本专利技术ftOfibus DP冗余通信接口中串口控制电路图； 图3为ftOfibus DP冗余通信接口中隔离驱动电路图；图4为本专利技术ftOfibus DP冗余通信接口中ftOfibus DP从站冗余流程图； 图5为本专利技术ftOfibus DP冗余通信接口中ftOfibus DP从站初始化流程图。具体实施方式如图1所示ftOfibus DP冗余通信接口结构示意图包括仪表卡1、串口控制电路2，看门狗电路3，DPC31内核单片机5，译码电路6，1字节双口 RAM4，EEPROM电路7，SRAM 电路8，隔离驱动电路9和供电电路10。仪表卡1通过串口控制电路2访问两个DPC31内核单片机5，两个DPC31内核单片机5下分别带EEPROM电路7、SRAM电路8、隔离驱动电路 9，DPC31内核单片机5每隔一段时间对看门狗电路3执行喂狗操作，两个DPC31内核单片机5通过译码电路6接1字节双口 RAM4，供电电路10将电源转换出5V，3. 3V直流电压供各个电路用。串口控制电路2如图2所示，仪表卡作为Modbus主站，按照Modbus规范定义的格式访问两个DPC31的串口，仪表卡同时发送Modbus请求到两个DPC31，接到Modbus请求的DPC31根据自己当前工作状态(第一从站/备用从站)确定是否通过控制逻辑允许自己的UART端口发送响应给仪表卡。看门狗电路3在上电即开始工作，在每个DPC31完成自己的硬件初始化后即需要每隔一段时间执行喂狗操作。否则看门狗电路产生复位信号，重新复位DPC31。译码电路6主要用于区分外部SRAM和1字节双口 RAM的空间。避免两者空间交叉并产生各自读写访问需要的控制信号。1字节双口 RAM4主要通过并行锁存机制衔接两边的地址，数据信号。通过类似串口的方式将任何一边的一组数据通过自定义的数据格式正确无误地传送到另一边，该电路对任何一侧的DPC31提供地址，数据，读写控制接口及中断信号。SRAM电路8:由于 DPC31是51内核单片机5，片内存储资源非常有限，因此采用外部SRAM电路，将通信协议需要的变量都存放在里面，该芯片容量64Kbytes。EEPROM电路7:容量64Kbytes，用于存放ftx)fibus DP从站协议栈及应用程序。隔离驱动电路9如图3所示，隔离驱动电路负责将DPC31输出的TTL电平的 Profibus DP报文转换为RS485总线信号，同时将RS485总线上的ftOfibus DP报文转换为TTL信号。一方面从DPC31输出的T)(D，RTS信号经光耦31和32隔离后驱动RS485电平转换芯片34，另一方面总线信号经转换芯片34后进入光耦33转换后生成RXD信号送入 DPC31。在本电路中，增加可配置终端电阻37中的R102，Rl 110，R104，用于RS485终端阻抗匹配。在总线接口 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵勇，
申请(专利权)人：上海自动化仪表股份有限公司，
类型：发明
国别省市：