CN103513620A - 一种profibus-dp1主站通讯服务器及其实现方法 - Google Patents

一种profibus-dp1主站通讯服务器及其实现方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103513620A
CN103513620A CN201210214308.7A CN201210214308A CN103513620A CN 103513620 A CN103513620 A CN 103513620A CN 201210214308 A CN201210214308 A CN 201210214308A CN 103513620 A CN103513620 A CN 103513620A
Authority
CN
China
Prior art keywords
profibus
data
main website
control module
bus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201210214308.7A
Other languages
English (en)
Inventor
王晓辉
孙旭熹
张锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHANGHAI HUAJIAN ELECTRICAL EQUIPMENT CO Ltd
Original Assignee
SHANGHAI HUAJIAN ELECTRICAL EQUIPMENT CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHANGHAI HUAJIAN ELECTRICAL EQUIPMENT CO Ltd filed Critical SHANGHAI HUAJIAN ELECTRICAL EQUIPMENT CO Ltd
Priority to CN201210214308.7A priority Critical patent/CN103513620A/zh
Publication of CN103513620A publication Critical patent/CN103513620A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Power Sources (AREA)

Abstract

本发明公开了一种PROFIBUS-DP1类主站通信服务器及其实现方法，包括PROFIBUS-DP1主站卡单元及其外围电路，工作方式，数据连接方法；其连接是采用主CPU控制单元，通过数据链接单元跟1-7块PROFIBUS-DP1主站卡单元连接，电源单元给其他单元连接并提供其工作电源；克服了以往多PROFIBUS-DP1主站组网难度大，系统复杂的缺陷，实现独立的模块化设计，更加可靠稳定，也易于设备的维护，实时性高；具有组网方便，易于管理和维护，也方便了后台组态人员的大量的数据处理所带来的工作量，极大的缩短了基于PROFIBUS的通讯工程时间。

Description

一种PROFIBUS-DP1主站通讯服务器及其实现方法
本发明一种PROFIBUS-DP1主站通讯服务器及其实现方法，集PROFIBUS-DP1主站、数据处理、总线通讯为一体，在工业自动化控制中实现PROFIBUS现场总线快速组网、数据处理和管理的装置及其实现方法。属于自动化控制技术领域。。
背景技术
PROFIBUS－DP1应用于现场级，它是一种高速低成本通信，用于设备级控制系统与分散式I/O之间的通讯；其特征就决定了其高速性，实时性等要求，伴随而来的就是其庞大的数据量，给后台处理设备带来了巨大的处理压力，当多个主站同时向一个后台发送数据的更是明显，通常使用的像PLC一类的携带PROFIBUS－DP1通讯卡来实现PROFIBUS－DP1主站功能，如果有多个PROFIBUS－DP1通讯卡同时工作时， PLC的处理能力明显下降，且远方控制速度和精确度都不能得到很好的保证。如配备多台PLC去现实PROFIBUS多主站配置要求，显然增加了设备成本和维护成本，而且增加了后台设备的硬件配置要求。
发明内容
本发明为了克服现有的PROFIBUS组网复杂、组网可靠性差、成本高、操作性不强等缺陷，设计一种集PROFIBUS-DP1主站、数据处理、总线通讯为一体，实现PROFIBUS现场总线快速组网、数据处理和管理的装置及其实现方法。其技术是这样实现的：包括主CPU控制单元、电源单元、数据链接单元、PROFIBUS-DP1主站卡单元，其特征在于：其连接是主CPU控制单元、PROFIBUS-DP1主站卡单元，通过数据链接单元由CAN总线实现数据交换，电源单元提供装置各模块单元所需的工作电源，所述的主CPU控制单元采用了低功耗高性能的Sitara ARM 微处理器AM1808；所述的PROFIBUS-DP1主站卡单元采用了STM32微处理器；所述的各单元采用模块化设计，所述的单元模块布局上采用了外部输入信号与输出做光电隔离；
其数据处理及功能实现方法及其过程是：
（1）PROFIBUS-DP1主站卡单元采用了STM32微处理器，模拟profibus主站协议栈，通过编程实现主站的通信机制和控制时序；上位机软件配置主站和从站参数（见附图2），通过PROFIBUS-DP1主站卡单元自带的串口或者数据链接单元上的CAN总线下载参数配置数据表，配置成功后PROFIBUS-DP1主站卡将根据保存的配置参数与PROFIBUS从站设备建立数据连接，进行通讯，并将其接收到的从站有效数据上传到数据链接单元CAN总线上，给主CPU控制单元接收处理；
（2）电源单元输入交直流电源，范围为80V--265V,输出可供其他各单元工作的工作电源；
（3）主CPU控制单元是基于实时操作系统LINUX的，主要完成总线数据接收、应用处理、功能实现、事件记录、通讯服务等功能；主CPU控制单元是整个装置的核心部分，基于Sitara ARM 微处理器AM1808，外接大容量的FLASH、SDRAM存储器、RTC时钟芯片，完善的电气隔离安全保护设计，具备强大的数据处理能力和应用程序管理能力，同时具有标准的多路RS485输出口、网口，采用Modbus RTU、TCP/IP、PC104、PC103等多种通讯协议，支持多台设备间的通讯，联动控制，并支持远程控制；
主CPU控制单元接收数据链接单元上内部CAN总线上的数据，并加以分析处理，根据上位机组态数据定义上传所需要的遥信、遥测数据，也可以通过上位机组态下发遥控命令，由主CPU控制单元接收，判断其从站的设备位置，通过CAN总线转发遥控命令实现现场设备的遥控操作，由于CAN总线也是高速总线，因此完全可以满足其装置的实时性要求；主CPU控制单元具备自身故障自检能力，当装置出现异常情况时可自动启动故障自检程序，对其硬件及其部分软件进行故障排查工作，并进行详细的事件记录，发出报警信息给操作管理人员。
实施该技术后的优点和效果在于: 首先是克服了以往多PROFIBUS-DP1主站组网难度大，系统复杂的缺陷，实现独立的模块化设计，更加可靠稳定，也易于设备的维护，实时性高；具有组网方便，易于管理和维护，也方便了后台组态人员的大量的数据处理所带来的工作量，极大的缩短了基于PROFIBUS的通讯工程时间；能够在线进行PROFIBUS主站参数的修改，能够在线查看工程数据；通过主CPU控制单元可以把PROFIBUS从站设备实时数据传送到多个后台而互不影响，是一种很实用很理想的ROFIBUS-DP1主站通讯服务器装置。 
附图说明
图1为本发明总体结构示意图；
图2为本发明上位机参数配置软件示意图；
图3、图4为本发明PROFIBUS-DP1主站卡硬件原理图；
其中，1- PROFIBUS-DP1主站卡单元，8-数据链接单元，9-电源单元，10-主CPU控制单元。
 
具体实施方式：
以下结合附图，对本发明进一步描述：
见附图1，本发明的连接是采用主CPU控制单元10，通过数据链接单元8跟PROFIBUS-DP1主站卡单元1-7连接。电源单元9给其他单元连接并提供其工作电源；主CPU控制单元10采用了低功耗高性能的Sitara ARM 微处理器AM1808，PROFIBUS-DP1主站卡单元同样采用低功耗高性能的ARM Cortex-M3内核的STM32微处理器；电源单元采用了冗余交直流开关电源；各单元采用模块化设计，模块布局上都采用了信号的光电隔离处理。 
其功能实现方法及其功能实现具体步骤是：
（1）电源单元9输入交直流80V--265V,输出可供其他各单元工作的工作电源；
（2）PROFIBUS-DP1主站卡单元1采用了STM32微处理器，模拟profibus主站协议栈，通过编程实现主站的通信机制和控制时序。上位机软件配置主站和从站参数（见附图2），通过PROFIBUS-DP1主站卡单元自带的串口或者数据链接单元上的CAN总线下载参数配置数据表，配置成功后PROFIBUS-DP1主站卡单元将根据保存的配置参数与PROFIBUS从站设备建立数据连接，进行通讯，并将其接收到的从站有效数据上传到数据链接单元CAN总线上，给主CPU控制单元接收处理；
（3）主CPU控制单元接收数据链接单元上内部CAN总线上的数据，并加以分析处理，根据上位机组态数据定义上传所需要的遥信、遥测数据，也可以通过上位机组态下发遥控命令，由主CPU控制单元接收，判断其从站的设备位置，通过CAN总线转发遥控命令实现现场设备的遥控操作，由于CAN总线也是高速总线，因此完全可以满足其装置的实时性要求；主CPU控制单元具备自身故障自检能力，当装置出现异常情况时可自动启动故障自检程序，对其硬件及其部分软件进行故障排查工作，并进行详细的事件记录，发出报警信息给操作管理人员。     
   见附图2为本发明上位机PROFIBUS-DP1主站参数配置软件示意图，工程人员可以根据软件使用说明操作，再根据PROFIBUS从站的GSD文件参数属性配置从站参数，并通过此软件下载到本发明PROFIBUS-DP主站通讯服务器中已完成参数配置。
见附图3、图4为本发明PROFIBUS-DP1主站卡原理图，采用低功耗高性能的ARM Cortex-M3内核的STM32微处理器，运用其内部集成的CAN控制器，外部连接CAN收发器TJA1050T（U28）来组成CAN总线的硬件电路，其主站地址可以通过电阻R400—R404的电位来自动识别分配其板卡地址；RS485硬件接口部分采用光耦隔离（O4—O6）、电源隔离(BR1) 、双向TVS（D1,D2）的方式加以保护；软件程序上严格按照PROFIBUS-DP主站的通信机制和控制时序模拟其主要功能。
。

Claims (5)

1.一种PROFIBUS-DP1类主站通信服务器及其实现方法，包括PROFIBUS-DP1主站卡单元及其外围电路，工作方式，数据连接方法；其特征在于：其连接是采用主CPU控制单元，通过数据链接单元跟1-7块PROFIBUS-DP1主站卡单元连接，电源单元给其他单元连接并提供其工作电源；
其实现方法是:
（1）电源单元输入交直流80V--265V,输出可供其他各单元工作的工作电源；
（2）PROFIBUS-DP1主站卡单元采用了STM32微处理器，模拟profibus主站协议栈，通过编程实现主站的通信机制和控制时序；上位机软件配置主站和从站参数，通过PROFIBUS-DP1主站卡单元自带的串口或者数据链接单元上的CAN总线下载参数配置数据表，配置成功后PROFIBUS-DP1主站卡单元将根据保存的配置参数与PROFIBUS从站设备建立数据连接，进行通讯，并将其接收到的从站有效数据上传到数据链接单元CAN总线上，给主CPU控制单元接收处理；
（3）主CPU控制单元接收数据链接单元上内部CAN总线上的数据，并加以分析处理，根据上位机组态数据定义上传所需要的遥信、遥测数据，也可以通过上位机组态下发遥控命令，由主CPU控制单元接收，判断其从站的设备位置，通过CAN总线转发遥控命令实现现场设备的遥控操作，由于CAN总线也是高速总线，因此完全可以满足其装置的实时性要求；主CPU控制单元具备自身故障自检能力，当装置出现异常情况时可自动启动故障自检程序，对其硬件及其部分软件进行故障排查工作，并进行详细的事件记录，发出报警信息给操作管理人员， 1-7块PROFIBUS-DP1主站卡单元独立工作，通过板卡插槽位置自动分配主站号，通过CAN总线或者串口对其进行参数设置从而与PROFIBUS从站设备建立通讯连接，并通过CAN总线上传有效数据到主站通信服务器主CPU控制单元，主CPU控制单元对各个PROFIBUS-DP主站卡上传的数据进行分析和重组打包，根据上位机设置通过串口或者网口选择不同的通讯协议上传所需数据。
2.根据权利要求1所述的一种PROFIBUS-DP1类主站通信服务器及其实现方法，其特征在于：所述的主CPU控制单元采用了低功耗高性能的Sitara ARM 微处理器AM1808 。
3.根据权利要求1所述的一种PROFIBUS-DP1类主站通信服务器及其实现方法，其特征在于：所述的PROFIBUS-DP1主站卡单元采用低功耗高性能的ARM Cortex-M3内核的STM32微处理器。
4.根据权利要求1所述的一种PROFIBUS-DP1类主站通信服务器及其实现方法，其特征在于：所述的电源单元采用了冗余交直流开关电源。
5.根据权利要求1所述的一种PROFIBUS-DP1类主站通信服务器及其实现方法，其特征在于：所述的各单元采用模块化设计，模块布局上都采用了信号的光电隔离处理。
CN201210214308.7A 2012-06-27 2012-06-27 一种profibus-dp1主站通讯服务器及其实现方法 Pending CN103513620A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210214308.7A CN103513620A (zh) 2012-06-27 2012-06-27 一种profibus-dp1主站通讯服务器及其实现方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210214308.7A CN103513620A (zh) 2012-06-27 2012-06-27 一种profibus-dp1主站通讯服务器及其实现方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103513620A true CN103513620A (zh) 2014-01-15

Family

ID=49896531

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210214308.7A Pending CN103513620A (zh) 2012-06-27 2012-06-27 一种profibus-dp1主站通讯服务器及其实现方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103513620A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104333474A (zh) * 2014-11-21 2015-02-04 湖南先步信息股份有限公司 Profibus-dp网关产品参数智能化配置方法
CN106100957A (zh) * 2016-06-12 2016-11-09 浙江正泰中自控制工程有限公司 一种支持可编程算法的Profibus‑DP通讯管理机
CN106338960A (zh) * 2016-09-14 2017-01-18 芜湖扬展新材料科技服务有限公司 一种分布式生产车间智能数据监测传输装置
CN112565041A (zh) * 2020-12-18 2021-03-26 杭州和利时自动化有限公司 一种ff现场总线系统的硬件信息配置方法、装置及介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006136201A1 (de) * 2005-06-23 2006-12-28 Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH Verfahren zur datenkommunikation von busteilnehmern eines offenen automatisierungssystems
CN1987705A (zh) * 2006-12-30 2007-06-27 中国科学院电工研究所 一种基于vme总线的实时多任务分布式控制系统
CN201260185Y (zh) * 2008-08-16 2009-06-17 武汉钢铁(集团)公司 工业网络通讯器
CN201435738Y (zh) * 2009-05-22 2010-03-31 浙江天正电气股份有限公司 Profibus-dp与can现场总线协议转换器
CN201577102U (zh) * 2009-07-22 2010-09-08 大连宝通工业控制有限公司 Profibus-dp总线并行转换器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006136201A1 (de) * 2005-06-23 2006-12-28 Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH Verfahren zur datenkommunikation von busteilnehmern eines offenen automatisierungssystems
CN1987705A (zh) * 2006-12-30 2007-06-27 中国科学院电工研究所 一种基于vme总线的实时多任务分布式控制系统
CN201260185Y (zh) * 2008-08-16 2009-06-17 武汉钢铁(集团)公司 工业网络通讯器
CN201435738Y (zh) * 2009-05-22 2010-03-31 浙江天正电气股份有限公司 Profibus-dp与can现场总线协议转换器
CN201577102U (zh) * 2009-07-22 2010-09-08 大连宝通工业控制有限公司 Profibus-dp总线并行转换器

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104333474A (zh) * 2014-11-21 2015-02-04 湖南先步信息股份有限公司 Profibus-dp网关产品参数智能化配置方法
CN104333474B (zh) * 2014-11-21 2017-07-18 湖南先步信息股份有限公司 Profibus‑dp网关产品参数智能化配置方法
CN106100957A (zh) * 2016-06-12 2016-11-09 浙江正泰中自控制工程有限公司 一种支持可编程算法的Profibus‑DP通讯管理机
CN106100957B (zh) * 2016-06-12 2019-03-22 浙江正泰中自控制工程有限公司 一种支持可编程算法的Profibus-DP通讯管理机
CN106338960A (zh) * 2016-09-14 2017-01-18 芜湖扬展新材料科技服务有限公司 一种分布式生产车间智能数据监测传输装置
CN112565041A (zh) * 2020-12-18 2021-03-26 杭州和利时自动化有限公司 一种ff现场总线系统的硬件信息配置方法、装置及介质
CN112565041B (zh) * 2020-12-18 2022-06-14 杭州和利时自动化有限公司 一种ff现场总线系统的硬件信息配置方法、装置及介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101964737B (zh) 基于profibus-dp主站现场总线的协议转换装置的协议转换方法
CN103343681B (zh) 基于ipc与plc的钻机集成双环网络耦合控制系统
CN103888291A (zh) 基于iec61850标准的配电终端即插即用通信方法
CN103676849A (zh) 集散控制系统及方法
CN105137928A (zh) 一种全自动化生产线数据采集方法及其系统
CN103513620A (zh) 一种profibus-dp1主站通讯服务器及其实现方法
CN204287908U (zh) 流量计算机
CN102624593A (zh) 一种用于物联网异构设备集成的智能终端
CN103135536A (zh) 一种dcs系统与计算机生产仿真模型信息处理方法
CN110365114B (zh) 基于多模块集成的储能电站综合管理系统及信息交互方法
CN203799242U (zh) 基于现场总线技术的6kV高压电气设备控制系统
CN103067201A (zh) 一种多协议通讯管理机
CN202975723U (zh) 家居智能控制器以及远程家居控制系统
CN203455692U (zh) 一种基于云服务器的供热电厂使用的热电联产监测装置
CN205265371U (zh) 一种变电站远程运维管控装置
CN202771226U (zh) 一种profibus-dp1主站通讯服务器
CN203773317U (zh) 一种集散控制系统
CN105226819A (zh) 一种基于iec61850的分布式电源监控管理系统
CN209057233U (zh) 一种支持热插拔的工业数据网关
CN105159219A (zh) 一种工业微波电源的集中控制系统
CN105429871A (zh) 一种基于Wi-Fi和PROFIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统
CN204287957U (zh) 一种制丝线profibus pa从站诊断系统
CN202696289U (zh) 低压配电监控系统
CN206270753U (zh) 基于dcs的集成自动化控制系统
CN204179757U (zh) 基于现场总线制的配电信息采集系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140115