CN101169654A - 应用于卷烟机上的Profibus DP与CAN总线结合的通信方法 - Google Patents

Abstract

一种应用于卷烟机上的Profibus DP与CAN总线结合的通信方法，其特征在于利用一个可以接受由Profibus DP总线将数据传递的当前的卷烟机器运行、停机故障等状态信息，逻辑处理器PLC输入输出接口卡上的油压开关状态、虑棒监测状态、防护罩位置状态等运行状态信息，水松纸加热温度、搓板加热温度、滤嘴接装装置MAX滤嘴料位、烟丝供给装置VE堆料槽料位状态等机器运行的物理状态信息的微处理器接收上述信息，再将上述的各类信息进行数据处理，将处理过的信息另外的一种数据组织形式，通过CAN总线接口单元传递到上位机显示。本发明通过微处理器实现了Profibus DP主站与带CAN总线电器件的数据交换，大大增强了卷烟机控制系统设计的灵活性。

Description

应用于卷烟机上的Profibus DP与CAN总线结合的通信方法

技术领域：

本发明涉及一种工业控制领域，特别涉及应用于卷烟机的现场总线Profibus DP与现场总线CAN结合在同一个硬件上的通信方法和接口技术。

背景技术：

通过Profibus DP实现的电器件广泛应用于工业、楼宇、过程、电力等等自动化领域。Profibus DP是Profibus(Process Fieldbus)的一个主要子集，是一种国际化、开放的和通用的现场总线标准，协议的具体内容可参见EN50170 Volume 2。基于Profibus DP的技术特点，通过Profibus DP实现的电器件广泛的应用在卷烟机设备上。

CAN(Controller Area Network)即控制器局域网络。由于其高性能、高可靠性以及独特的设计已经得到广泛的应用。CAN最初是为汽车监制、控制系统而设计，由于CAN总线本身的特点，其应用范围已不再局限于汽车行业，而向过程工业、机械工业、数控机床、医疗器械等领域发展。CAN已形成国际标准，并已被公认为几种最有前途的现场总线之一。其特点也非常适合应用在卷烟机设备上。

在卷烟机上现场总线Profibus DP得到广泛的应用，联系众多的分布式输入输出点IO点与可编程逻辑控制器PLC形成一个功能强大的逻辑控制系统。同时由于近年来CAN总线方式得到广泛的推广和应用，其高性能、高可靠性、实时性的特点又十分适合应用在卷烟机系统上，因此CAN同样在卷烟机系统上占据着重要的地位。

在卷烟机上基于现场总线Profibus DP，PLC作为DP主站与其他作为DP从站的输入输出点或电器设备组成了卷烟机上的一个强大的逻辑控制网络。但PLC组成的网络并无法实现卷烟机上所有的逻辑控制功能，特别是在一些速度要求很高的场合，这样基于微处理器设计实现的电器模块变得不可或缺。另一方面由于Profibus DP在数据量大、协议复杂的通信上的实现相当困难，而这类通信通过CAN网络实现却轻而易举，因此基于微处理器设计实现的电器模块很自然的会选用CAN总线作为电器模块之间的主要通信方法。作为一个系统卷烟机上各个电器模块以及逻辑器件必须通过某种通信方式得以组织和协调工作。如果能够实现Profibus DP组成的网络与CAN总线组成的网络两个网络之间的通信，将大大增强了卷烟机系统的功能以及设计的灵活性。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种可实现Profibus DP组成的网络与CAN总线组成的网络两个网络之间的通信，增强了卷烟机系统的功能以及设计的灵活性的应用于卷烟机上的Profibus DP与CAN总线结合的通信方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种应用于卷烟机上的Profibus DP与CAN总线结合的通信方法，其特征在于利用一个可以接受由Profibus DP总线将数据传递的当前的卷烟机器运行、停机故障等状态信息，逻辑处理器PLC输入输出接口卡上的油压开关状态、虑棒监测状态、防护罩位置状态等运行状态信息，水松纸加热温度、搓板加热温度、滤嘴接装装置MAX滤嘴料位、烟丝供给装置VE堆料槽料位状态等机器运行的物理状态信息的微处理器接收上述信息，再将上述的各类信息进行数据处理，将处理过的信息另外的一种数据组织形式，通过CAN总线接口单元传递到上位机显示。

所述的微处理器与“Profibus DP总线接口单元”的连接方式为：微处理器与“Profibus DP总线接口单元”由数据线和地址线组成总线方式连接，即微处理器将“Profibus DP总线接口单元”作为外部存储器直接进行访问。

所述的Profibus DP总线接口单元可以是直接由SPC3协议芯片组成的从站模块，SPC3的数据地址线直接与微处理器相连。

所述的“Profibus DP总线接口单元”可以是提供数据地址线接口的Profibus DP从站模块。

所述的微处理器与“CAN总线接口单元”的连接方式为通过数据地址总线方式或其他方式直接与带CAN功能的芯片连接，然后再连接CAN电平芯片后挂到CAN总线上。

所述的带CAN功能的芯片为SJA1000芯片。

所述的微处理器为带有CAN功能的微处理器，微处理器直接与CAN电平芯片连接。

所述饿CAN电平芯片为如82C250芯片。

所述的微处理器为LPC2294。

所述的微处理器是指单片机、数字信号处理器DSP、32位处理器。

本发明通过微处理器在卷烟机上实现了两种现场总线的数据交换，它解决了卷烟机上Profibus DP主站与带CAN总线电器件的连接和通信，实现了Profibus DP主站与带CAN总线电器件的数据交换。现场总线Profibus DP与现场总线CAN各有优势和不同的适用范围，使卷烟机上集中了两种总线通信方式的优势，大大增强了卷烟机控制系统设计的灵活性。

附图说明：

图1为本发明的构成框图

图2为本发明SPC3数据地址线与微处理器的连接原理图

图3为本发明使用Profibus DP从站模块的连接原理图

图4为本发明微处理器与CAN总线接口单元连接部分电路图

具体实施方式：

下面结合图1、图2、图3、图4，对本发明进行进一步的说明：

实施例1：

在本实施例中，如图1之中所示，Profibus DP总线接口单元是作为Profibus DP从站实现对总线数据的交换。数据的内容通过Profibus DP总线方式直接传递到微处理器，类似的CAN总线接口单元作为CAN总线上的一个节点实现了在CAN总线上的数据交换并将数据内容直接传递到微处理器。

在本发明的实际应用中微处理器得到两边的数据后并不是简单的通过某种协议实现两边的数据交换，而是分别对两边的数据进行处理实现以及使两边的数据可以产生联系，另一方面微处理器也可以基于两条总线上得到的数据直接执行逻辑动作，或将微处理器上的逻辑信息或数据回传给两边。

在本实施例中，可编程逻辑控制器PLC作为Profibus DP总线的一个主站控制卷烟机的低速的逻辑控制，这些逻辑控制涉及了许多数据，例如当前的运行、停机还是故障等机器状态、PLC输入输出接口卡上的油压开关状态、虑棒监测状态、防护罩位置状态的运行状态、机器运行的水松纸加热温度、搓板加热温度、MAX滤嘴料位、VE堆料槽料位状态等物理状态，这些参数需要通过Profibus DP总线将数据传递到微处理器，再用另外的一种数据组织形式，通过CAN总线接口单元传递到上位机显示。由于PLC无法处理一些速度要求很高的逻辑信息，这些逻辑信息必须通过微处理器来处理，同时逻辑信息的结果和过程又必须通过Profibus DP总线通知PLC。例如由于速度很快卷烟机上每根烟支或烟条的信息是通过微处理器来记录的，当某个烟支或烟条处于某种状态时必须执行某些物料流程(例如供胶、供嘴、送纸等)，这些物料流程是由PLC执行的，因此微处理器必须通过Profibus DP总线将这些信息传递给PLC。烟支和烟条的剔废和取样是通过微处理监测和执行的，但需要剔废和取样的烟支和烟条需要通过别的电控设备检测和识别的，这样这些剔废和取样的烟支和烟条信息就通过CAN总线传递给微处理器。

由于微处理器要实现上述的功能，考虑到对两边数据处理的速度，微处理器与“Profibus DP总线接口单元”以及“CAN总线接口单元”必须是直接相连的，微处理器与“Profibus DP总线接口单元”通过总线方式相连接，这种总线方式是指由数据线和地址线组成总线方式，即微处理器可以将“Profibus DP总线接口单元”作为外部存储器直接进行访问。在本实施例中“Profibus DP总线接口单元”可以是直接由SPC3组成的从站模块，SPC3的数据地址线直接与微处理器相连；SPC3为西门子公司生产的Profibus DP协议芯片。如图2所示，SPC3数据地址线与微处理器的连接方式：CPU低8位数据地址线连接到SPC3的DB0至DB7，高8位地址线连接至SPC3的AB0至AB7，

连接到SPC3的XWR脚，连接到SPC3的XRD脚，

连接到SPC3的XINT脚，ALE连接到SPC3的ALE/AS脚。

在本实施例中，图4的电路图所示，微处理器与“CAN总线接口单元”的连接方式是微处理器本身没有CAN功能，通过数据地址总线方式或其他方式直接与带CAN功能的芯片连接，带CAN功能的芯片为SJA1000。然后再连接CAN电平芯片后挂到CAN总线上。

本发明的微处理器可以选择使用单片机或DSP或32位处理器ARM等微型中央处理器。

实施例2，

在本实施例中，如图3中所示，“Profibus DP总线接口单元”与微处理器的连接可以使用提供数据地址线接口的Profibus DP从站模块做为连接方式，即SPC3数据地址线与微处理器的连接方式，图中方框内是集成Profibus DP从站功能的模块，Anybus的一边地址线A0至A11与数据线D0到D7连接到CPU的地址数据线上

分别连到CPU的读、写和片选脚上；Anybus的另一边则直接接到Profibus DP总线上。

在本实施例中，所述的微处理器本身带有CAN功能，微处理器只需简单的与CAN电平芯片连接，CAN电平芯片为82C250，即可将装置直接挂到CAN总线上，本实施例中的微处理器为LPC2294，它的CPU本身就集成了SJA1000的功能。

本实施例的其它部分与实施例1相同。

Claims (10)

1.一种应用于卷烟机上的Profibus DP与CAN总线结合的通信方法，其特征在于利用一个可以接受由Profibus DP总线将数据传递的当前的卷烟机器运行、停机故障等状态信息，逻辑处理器PLC输入输出接口卡上的油压开关状态、虑棒监测状态、防护罩位置状态等运行状态信息，水松纸加热温度、搓板加热温度、滤嘴接装装置MAX滤嘴料位、烟丝供给装置VE堆料槽料位状态等机器运行的物理状态信息的微处理器接收上述信息，再将上述的各类信息进行数据处理，将处理过的信息另外的一种数据组织形式，通过CAN总线接口单元传递到上位机显示。

2.如权利要求1中所述的应用于卷烟机上的Profibus DP与CAN总线结合的通信方法，其特征在于所述的微处理器与“ProfibusDP总线接口单元”的连接方式为：微处理器与“Profibus DP总线接口单元”由数据线和地址线组成总线方式连接，即微处理器将“Profibus DP总线接口单元”作为外部存储器直接进行访问。

3.权利要求2中所述的应用于卷烟机上的Profibus DP与CAN总线结合的通信方法，其特征在于所述的Profibus DP总线接口单元可以是直接由SPC3协议芯片组成的从站模块，SPC3的数据地址线直接与微处理器相连。

4.权利要求2中所述的应用于卷烟机上的Profibus DP与CAN总线结合的通信方法，其特征在于所述的“Profibus DP总线接口单元”可以是提供数据地址线接口的Profibus DP从站模块。

5.如权利要求1中所述的应用于卷烟机上的Profibus DP与CAN总线结合的通信方法，其特征在于所述的微处理器与“CAN总线接口单元”的连接方式为通过数据地址总线方式或其他方式直接与带CAN功能的芯片连接，然后再连接CAN电平芯片后挂到CAN总线上。

6.如权利要求5中所述的应用于卷烟机上的Profibus DP与CAN总线结合的通信方法，其特征在于所述的带CAN功能的芯片为SJA1000芯片。

7.如权利要求1中所述的应用于卷烟机上的Profibus DP与CAN总线结合的通信方法，其特征在于所述的微处理器为带有CAN功能的微处理器，微处理器直接与CAN电平芯片连接。

8.如权利要求7中所述的应用于卷烟机上的Profibus DP与CAN总线结合的通信方法，其特征在于所述饿CAN电平芯片为如82C250芯片。

9.如权利要求7中所述的应用于卷烟机上的Profibus DP与CAN总线结合的通信方法，其特征在于所述的微处理器为LPC2294。

10.如权利要求1中所述的应用于卷烟机上的Profibus DP与CAN总线结合的通信方法，其特征在于所述的微处理器是指单片机、数字信号处理器DSP、32位处理器。

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