CN104238517B - 一种profibus-dpv1通信主站的通信方法 - Google Patents
一种profibus-dpv1通信主站的通信方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104238517B CN104238517B CN201410471497.5A CN201410471497A CN104238517B CN 104238517 B CN104238517 B CN 104238517B CN 201410471497 A CN201410471497 A CN 201410471497A CN 104238517 B CN104238517 B CN 104238517B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- am188er
- profibus
- communication
- 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.)
- Active
Links
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
- Control By Computers (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
Abstract
一种PROFIBUS‑DPV1通信主站及方法，该通信主站包括相连接的板选逻辑控制器XC9536、电源模块、底板插槽、双口RAM、同步通讯接口Z85C30、RS485收发器、通信控制器ASPC2、总线收发器ALVC16245、嵌入式微处理器AM188ER、静态随机存储器SRAM和闪存FLASH 299EE040；电源模块接通外部电源后，通信主站通电后，嵌入式微处理器AM188ER从闪存FLASH 299EE040中将启动信息读入到静态随机存储器SRAM，然后静态随机存储器SRAM根据读入的信息进行工作；通信主站和外部的数据交互通过底板插槽的并行数据总线完成；本发明结构简单，数据传输和处理速度快、效率高，同时具有高安全性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电厂现场总线控制技术领域，具体涉及一种PROFIBUS-DPV1通信主站及方法。
背景技术
PROFIBUS协议(IEC 61158)提出了一套国际化的、开放的、不依赖生产厂家的现场总线标准。由于PR0FIBUS具有快速、高效、低成本、分布式以及易于安装等诸多优点，其在电力系统，特别是电厂控制系统中的应用越来越广泛。PROFIBUS DPV1在1998年4月提出，对PROFIBUS DPV0协议进行了扩充，DPV1的优越性主要是增加了非循环服务和扩大了同2类主站的通信。
DPV1最主要的特征是具有主站与从站之间的非循环数据交换功能，而且可以用它来进行参数设置、诊断和报警处理。此外，PR0FIBUS DPV1还提供智能化现场设备所需的非周期性通信以进行组态、诊断和报警处理及复杂设备在运行中参数的确定。PROFIBUS现场总线系统的构成包括主站和从站，主站又可分一类主站和二类主站。一类主站完成周期性、循环的数据访问以及总线通讯控制和管理。二类主站完成非循环数据读写、系统配置、故障诊断等。
随着越来越多的智能设备和仪表在电厂的使用，对这些智能仪表和设备的管理和维护工作就变得越来越重要，传统的DCS系统的设备管理方法已经不能满足需要。电子设备描述语言EDDL(Electronic Device Description Language)是由三大现场总线基金会HART基金会、FF基金会、PROFIBUS基金会联手开发独立于各自现场总线协议的新的设备描述语言，并于2004年成为国际标准IEC61804-2，利用它可以方便地集成各种不同类型的现场总线设备，同时获取 现场设备的设备属性信息，有利于设备的配置和维护。EDDL是一种基于结构化文本的描述性语言，提供了一整套可裁减的基本结构元素，用于处理简单，复杂或模块化的设备。EDD技术是将HART、FF和PROFIBUS现场总线设备集成到主系统的软件技术，这就使得上述三种现场总线采用统一的组态工具软件成为可能。EDDL技术由两部分组成：EDD文件和EDD解释程序。EDDL一个重要的好处在于设备的显示方式都是统一的。设备厂家为他们的设备创建了EDDL文件,这些文件描述了系统如何显示他们的设备。其中包括菜单结构、先进诊断的图形显示和综合设置功能、简化标定等复杂工作的分步骤说明、以及帮助信息和图形。无论定位器来自于哪个厂商,使用的是哪个通讯协议,其阀门行程图的显示方式是一样的；设置雷达液位计的回波曲线是一样的；所有趋势图的工具箱是一样的；因此对于技术人员来说操作任何设备都是一样的。
现有技术的主要局限：
(1)PROFIBUS主站多采用国外的设计，核心技术不开放，导致使用和维护成本高，提高了电厂的经营成本，由于高成本和技术不公开，打击了电厂使用现场总线控制系统的意愿。
(2)国外系统的体系结构和用户接口复杂，不利于电厂工程技术人员快速掌握和使用。
(3)尽管PROFIBUS是开放的协议，但是各个厂家在开发PROFIBUS主站的过程中都购买了国外的通信和协议栈组件，导致成本上升和技术门槛高。
(4)已有的PROFIBUS主站系统对非循环通信数据鲜有关注，导致大量的有用的数据得不到很好的应用。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种PROFIBUS-DPV1通信主站(简称FPB02)及方法，该通信主站结构简单，数据传输和处理速度快、效率高，同时具有高安全性和可靠性。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种PROFIBUS-DPV1通信主站，包括板选逻辑控制器XC9536 1、电源模块2、底板插槽3、双口RAM 4、同步通讯接口Z85C30 5、RS485收发器6、通信控制器ASPC27、总线收发器ALVC16245 8、嵌入式微处理器AM188ER 9、静态随机存储器SRAM 10和闪存FLASH 299EE040 11，所述PROFIBUS-DPV1通信主站通过底板插槽3向外部提供RS485总线接口，通过同步通讯接口Z85C30 5对外提供同步通信接口，通过双口RAM 4对外部提供并行的数据接口，PROFIBUS-DPV1通信主站和外部的数据交互通过底板插槽3的并行数据总线完成；
所述静态随机存储器SRAM 10的地址线A0到A18分别连接嵌入式微处理器AM188ER 9对应的地址线A0到A18，其中A0接A0,A1接A1，依次A18接A18；静态随机存储器SRAM 10的数据线D0到D7分别连接嵌入式微处理器AM188ER 9对应的数据线AD0到AD7，连接次序是D0接AD0,D1接AD1,依次D7接AD7；静态随机存储器SRAM 10的/CE信号线连接板选逻辑控制器XC9536 1的/LCS-E信号线；
所述闪存FLASH 299EE040 11的地址线A0到A18分别连接嵌入式微处理器AM188ER 9对应的地址线A0到A18，其中A0接A0,A1接A1，依次A18接A18；闪存FLASH 299EE040 11的数据线D0到D7分别连接嵌入式微处理器AM188ER 9对应的数据线AD0到AD7,连接次序是D0接AD0,D1接AD1,依次D7接AD7；闪存FLASH 299EE040 11的片选信号/CE连接板选逻辑控制器XC9536 1的/UCS信号线，闪存FLASH 299EE040 11的的输出使能线/OE和写使能信号线/WE分别连 接板选逻辑控制器XC9536 1的输出使能线/RD和写使能信号线/WR；板选逻辑控制器XC9536 1的信号线/UCS、/RD和/WR分别与嵌入式微处理器AM188ER 9的信号线/UCS-A、/RD-A和/WR-A相连接；
同步通讯接口Z85C30 5的数据线D0到D7分别与嵌入式微处理器AM188ER 9的数据线AD0到AD7依序相连接；
所述RS485收发器6的引脚RTX、引脚DTX和引脚DE分别连接通信控制器ASPC2 7的引脚RXD、引脚TXD和引脚RTS，RS485收发器6的信号线VSS1和/RE连接电源模块2的地线GND，RS485收发器6的A线和B线分别连接底板插槽3的485通讯线的BUSA线和BUSB线；
所述通信控制器ASPC2 7的数据线DB0到DB7分别连接嵌入式微处理器AM188ER 9的数据线AD0到AD7，连接次序是DB0接AD0，DB1接AD1，DB2接AD2，依次DB7连接AD7；通信控制器ASPC2 7的信号线XRD和信号线HOLD分别与总线收发器ALVC16245 8的信号线ARST和信号线HOLD0连接；
双口RAM 4的引脚DOL到D7L分别连接嵌入式微处理器AM188ER 9的数据线AD0到AD7,连接次序是D0L接AD0，D1L接AD1,依次D7L接AD7；双口RAM 4的引脚D0R到D7R分别连接底板插槽3的对应数据线D0到D7，连接次序是D0R接D0，D1R接D1,依次D7R接D7；双口RAM 4的地址线A0L到A13L分别连接嵌入式微处理器AM188ER 9的地址线A0到A13，连接次序是A0L接入A1，A1L接入A1，依次A13L接A13；双口RAM 4的地址线A0R到A13R分别连接底板插槽3的地址线0到地址线13，连接次序是A0R接0,A1R接1，依次A13R接13；双口RAM 4的引脚/INTL、/WRL、/OEL和/CEL分别连接嵌入式微处理器AM188ER 9的信号线/INTL-A、DPLWE、DPLOE和CEL；双口RAM 4的引脚/INTR、/BSYR和/WRR 分别连接底板插槽3的信号线/INTRA、/BSYR-A和/CER-A，总线收发器ALVC162458通过控制线S4连接嵌入式微处理器AM188ER 9。
所述电源模块2向通信主站提供+5V和+3.3V直流电源，根据电源设计需要分别接入各个模块的VCC电源输入线，通过电源隔离装置提供系统地线GND和485通讯地线GND1。
所述静态随机存储器SRAM 10的大小为512K×8位。
所述闪存FLASH 299EE040 11的大小为512K×8位。
上述所述PROFIBUS-DPV1通信主站的通信方法，首先初始化PROFIBUS-DPV1通信主站的配置信息，总线参数集设定(包括通讯速率，令牌轮转时间等)和设备配置信息、管理信息(包括地址分配信息，总线设备的参数信息，设备的数据点的拆分等)，对准备好的数据通过底板插槽3的并行数据总线写入到双口RAM4，然后向嵌入式微处理器AM188ER 9发送中断通知，嵌入式微处理器AM188ER9在收到中断通知信号后，进入中断服务处理流程，将双口RAM 4中的总线参数集、设备参数及和拆点信息依次读入到静态随机存储器SRAM 10中，嵌入式微处理器AM188ER 9完成数据读入到静态随机存储器SRAM 10中后，接下来根据这些数据进行以下处理：
首先，嵌入式微处理器AM188ER 9将读入的总线参数集写入通信控制器ASPC2 7中，完成后，通信控制器ASPC2 7向总线收发器ALVC16245 8和RS485收发器6发送中断通知信号，进行总线数据的传输和配置；
其次，嵌入式微处理器AM188ER 9将设备参数信息和拆点信息写入通信控制器ASPC2 7中，通信控制器ASPC2 7向总线收发器ALVC16245 8和RS485收发器6发送通知；
最后，RS485收发器6收到中断通知后，将通信控制器ASPC2 7中发送队列中的数据通过底板插槽3的BUSA线和BUSB线依次发送到PROFIBUS总线上。
所述PROFIBUS-DPV1通信主站与PROFIBUS总线的数据交互过程如下：
数据发送流程：嵌入式微处理器AM188ER 9将准备好的PROFIBUS数据帧首先发送到通信控制器ASPC2 7，然后通过总线收发器ALVC16245 8和RS485收发器6共同协调工作将数据帧发送到双口RAM4的A线和B线，然后发送到PROFIBUS总线，挂接在PROFIBUS总线上的设备会根据数据帧信息决定是否接受相应的数据帧；
数据接收流程：当PROFIBUS总线上的设备准备好应答数据帧后，获得令牌后就将准备好的应答数据帧发送到PROFIBUS总线上，RS485收发器6通过底板插槽3的A线和B线侦听到PROFIBUS总线数据，然后将数据帧发送给通信控制器ASPC2 7，通信控制器ASPC2 7对数据帧进行分析和解析，再将数据帧发送给嵌入式微处理器AM188ER 9进行功能处理。
所述PROFIBUS-DPV1通信主站通过同步通讯接口Z85C30 5组成双卡主备冗余数据备份，当主卡将存储在闪存FLASH 299EE040 11中的主站参数集、总线参数集和从站参数集备份到备卡时，首先嵌入式微处理器AM188ER 9从闪存FLASH 299EE040 11中读取数据，读数据完成后，嵌入式微处理器AM188ER 9将通过同步通讯接口Z85C30 5向备卡申请建立同步串口通信通道，当通道建立后，嵌入式微处理器AM188ER 9将数据直接发送到同步通讯接口Z85C30 5，同步通讯接口Z85C30 5通过底板插槽3将数据发送到备卡；备卡接收备份数据流程：当备卡收到主卡发送的建立同步串口通信通道的申请后，同步通讯接口Z85C30 5会向主卡发送通信通道建立成功确认，然后接收来自主卡的数据，数据接收完成后，同步通讯接口Z85C30 5将向嵌入式微处理器AM188ER 9发送接收数据完 成中断信号，嵌入式微处理器AM188ER 9在收到中断信号后，启动中断处理流程，然后将接收到的数据读出来并写入到闪存FLASH 299EE040 11中存储，主备卡数据备份和解析完成。
所述总线收发器ALVC16245 8通过其控制线S4和控制线S5来完成PROFIBUS-DPV1通信主站双卡冗余逻辑的控制，当主卡故障或者失去令牌时自动切换到备卡运行，主卡的故障检测机制驱动主备冗余逻辑完成主备卡的功能切换。
本发明和现有技术相比，具有如下优点：
本发明基于PROFIBUS-DPV1的通信主站，主要特点是同时实现了DPV0和DPV1的协议，满足火电厂现场智能设备的要求，可以将现场智能设备的一类循环参数和二类非循环参数，设备的各种功能块信息，诊断信息全部通过通信主站读取到控制系统中来；该通信主站功能完善，具有高可扩展性，并且实现了PROFIBUS-DPV0和PROFIBUS-DPV1通信栈，显著降低了成本，节省了开支，并且降低了对国外厂商的协议芯片的严重依赖。设计实现了12Mbps的通信速率，通信速度高，运行安全稳定；FPB02为电厂控制系统提供了设备管理接口、命令接口和数据接口，便于二次开发和应用，方便了智能设备的管理和诊断。
附图说明
图1是通信主站(FPB02)结构图。
图2是通信主站(FPB02)系统体系结构图。
图3是通信主站(FPB02)工程部署图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，本发明一种PROFIBUS-DPV1通信主站，包括板选逻辑控制器XC9536 1、电源模块2、底板插槽3、双口RAM 4、同步通讯接口Z85C30 5、RS485收发器6、通信控制器ASPC2 7、总线收发器ALVC16245 8、嵌入式微处理器AM188ER 9、静态随机存储器SRAM 10和闪存FLASH 299EE040 11，所述PROFIBUS-DPV1通信主站通过底板插槽3向外部提供RS485总线接口，通过同步通讯接口Z85C30 5对外提供同步通信接口，通过双口RAM 4对外部提供并行的数据接口，PROFIBUS-DPV1通信主站和外部的数据交互通过底板插槽3的并行数据总线完成；所述静态随机存储器SRAM 10的地址线A0到A18分别连接嵌入式微处理器AM188ER 9对应的地址线A0到A18，其中A0接A0,A1接A1，依次A18接A18；静态随机存储器SRAM 10的数据线D0到D7分别连接嵌入式微处理器AM188ER 9对应的数据线AD0到AD7，连接次序是D0接AD0,D1接AD1,依次D7接AD7；静态随机存储器SRAM 10的/CE信号线连接板选逻辑控制器XC9536 1的/LCS-E信号线；所述闪存FLASH 299EE040 11的地址线A0到A18分别连接嵌入式微处理器AM188ER 9对应的地址线A0到A18，其中A0接A0,A1接A1，依次A18接A18；闪存FLASH 299EE04011的数据线D0到D7分别连接嵌入式微处理器AM188ER 9对应的数据线AD0到AD7,连接次序是D0接AD0,D1接AD1,依次D7接AD7；闪存FLASH 299EE040 11的片选信号/CE连接板选逻辑控制器XC95361的/UCS信号线，闪存FLASH 299EE040 11的的输出使能线/OE和写使能信号线/WE分别连接板选逻辑控制器XC9536 1的输出使能线/RD和写使能信号线/WR；板选逻辑控制器XC9536 1的信号线/UCS、/RD和/WR分别与嵌入式微处理器AM188ER 9的信号线/UCS-A、/RD-A和/WR-A相连接；同步通讯接口Z85C30 5的数据线D0到D7分别与嵌入式微处理器AM188ER 9的数据线AD0到AD7依序相连接；所述RS485收发器6的引脚RTX、引脚DTX和引脚DE分别连接通信控制 器ASPC2 7的引脚RXD、引脚TXD和引脚RTS，RS485收发器6的信号线VSS1和/RE连接电源模块2的地线GND，RS485收发器6的A线和B线分别连接底板插槽3的485通讯线的BUSA线和BUSB线；所述通信控制器ASPC2 7的数据线DB0到DB7分别连接嵌入式微处理器AM188ER 9的数据线AD0到AD7，连接次序是DB0接AD0，DB1接AD1，DB2接AD2，依次DB7连接AD7；通信控制器ASPC2 7的信号线XRD和信号线HOLD分别与总线收发器ALVC16245 8的信号线ARST和信号线HOLD0连接；双口RAM 4的引脚DOL到D7L分别连接嵌入式微处理器AM188ER 9的数据线AD0到AD7,连接次序是D0L接AD0，D1L接AD1,依次D7L接AD7；双口RAM 4的引脚D0R到D7R分别连接底板插槽3的对应数据线D0到D7，连接次序是D0R接D0，D1R接D1,依次D7R接D7；双口RAM 4的地址线A0L到A13L分别连接嵌入式微处理器AM188ER 9的地址线A0到A13，连接次序是A0L接入A1，A1L接入A1，依次A13L接A13；双口RAM 4的地址线A0R到A13R分别连接底板插槽3的地址线0到地址线13，连接次序是A0R接0,A1R接1，依次A13R接13；双口RAM 4的引脚/INTL、/WRL、/OEL和/CEL分别连接嵌入式微处理器AM188ER 9的信号线/INTL-A、DPLWE、DPLOE和CEL；双口RAM 4的引脚/INTR、/BSYR和/WRR分别连接底板插槽3的信号线/INTRA、/BSYR-A和/CER-A，总线收发器ALVC16245 8通过控制线S4连接嵌入式微处理器AM188ER 9。
图2为本发明的系统结构图和实际部署的结构，图中给出了系统的各个构件和构件之间的关系，以及PROFIBUS-DPV1通信主站(FPB02)在系统中的位置和层级。现场部署构件包括以下几个部分：上位机，控制主站，通信主站，来自各个制造商的智能设备、仪表以及过程控制设备。FPB02两块卡件互为主备冗余，同一时刻只有一块卡件处于主工作状态，另一块处于备工作状态。两块通信主站实时进行数据和参数集的备份，主备通信主站通过板级并行总线进行通 信，此通信总线为双向总线。通信主站和控制主站之间通过并行总线进行通信；上位机和控制主站之间通信采用以太网完成。
FPB02插入到机箱上，机箱可以插入2块控制主站和6块FPB02。在具体的工程应用中，可以根据工程的实际设计结构和需要配置控制主站和FPB02的个数。其中控制主站可以插入两个，两个控制主站互为冗余，控制主站地址设置根据工程设计进行，这种冗余设置可以保证系统安全运行，其中任何一块控制主站运行出现故障，系统会自动切换到另一块控制主站运行。两块控制主站一主一备同步运行，可以实现勿扰切换。在工程应用中可以根据需要配置，如果工程对控制系统的安全性要求不高，为了节约投资成本，可以采用单控制主站运行。一对控制主站构成一个控制站，控制站的地址可以通过设置控制主站的参数进行设定，每个控制站可以插入6块FPB02，构成3条现场总线。FPB02和控制主站的设计结构一致，也采用主备冗余设计，每对FPB02构成一个现场总线主站，现场总线主站的站号可以通过控制器设置。FPB02同步运行，主备冗余。如图3所示，机箱供电电源采用主备冗余双电源供电，互为备份，提供5、24和48伏电压输出。控制主站，FPB02电源使用5伏电源。整个硬件系统每个节点都采用主备冗余的解决方案；这样的设计和实现可以保证任何一个元件故障而不影响系统正常运行，具有高安全性和可靠性。控制主站和FPB02上面的指示灯RUN表示本卡件是否正常运行，如果指示灯是绿色则表示正常运行，否则需要检查卡件是否故障和是否需要更换。主备指示灯指示该卡件是工作在主状态还是从状态，处于从状态的卡件实时接收主卡件传递的备份数据并进行更新，从卡件不参与设备的循环数据通信和非循环数据交换，不执行设备控制工作。所有的数据交换工作和数据请求都由工作在主状态的卡件发起和完成，对现场设备的控制也由此卡件完成。如果主卡件发生故障，则故障卡件会主动切 换到从卡件运行，保证系统处于安全可靠的运行状态。所有的卡件都通过执行故障诊断和检测功能来实时完成自身是否正常运行和是否有故障发生，如果检测发现故障产生或者硬件损坏，则卡件会通过主备切换功能实时切换到备卡件运行。
控制主站和FPB02同时插入到机箱中，机箱固定在机柜上，根据实际工程的具体需要可以自由选择配置多少个机箱，一个机柜最多可以配置8个机箱。每个机箱第一和第二槽插入控制主站。如果选择单卡控制，那么第一槽或者第二槽都可以插入控制主站，在具体实施时可以根据具体情况选择插槽。系统双控制主站控制运行具有内在的安全性，所以对安全运行要求高的工程建议进行双控制主站控制配置，双控制器配置方案，两个控制主站插入第一和第二槽，默认情况下，第一槽的控制主站在上电后处于主工作状态。根据不同的插入顺序和上电工作次序，主备工作状态可能会有所差异，工作状态默认是左主右备。插入的控制器构成了一个控制站，一个控制站可以最多插入3对FPB02主站。也就是说，在工程设计和实施时，每个控制器可以最多带3条PROFIBUS现场总线。FPB02是此PROFIBUS现场总线的主站，主站可以采用单卡运行或者双卡运行，根据具体的安全性要求进行选择。工程推荐双卡主站的实现方案，可以提高系统的安全和稳定运行。根据现场设备的多少和设备的工作方式，内容，对数据通信速度的要求可以将现场设备分配到不同总线上去。工程配置根据设计需要和带载能力可以选择一条PROFIBUS总线，两条PROFIBUS总线和三条PROFIBUS总线，如图2配置工程，有两对FPB02，构成两个PROFIBUS现场总线主站，建立两条PROFIBUS现场总线。
图3给出了一个工程实施的案例，工程控制站和现场总线主站配置方案如下所述：工程采用#1控制站，设计采用两块控制主站构成主备冗余的控制站#1， #1控制站配置两条独立的现场总线，每条PROFIBUS现场总线采用两块FPB02构成主备冗余的PROFIBUS现场总线主站。图3的电源供电和机箱解决方案按照图2的介绍实施。控制站地址设置为192.168.1.1和192.168.1.51，工程两条现场总线的地址设置为1和2，在图3的工程中，两条总线互相独立，并行运行。第一条总线上接入的现场设备分别为电动阀20、电动调节阀21、压力变送器22、温度变送器23、暖风机总电动阀24、吹灰电动阀25、电动执行机构26和液位计27，设备的地址设置为11、12、13、14、15、16、17和18；第二条总线上接入的现场设备同第一跳总线上的现场设备相同，但是地址设定为75、12、77、14、79、80、17和18。所有的现场设备都选择双口设备，支持双地址设置，双现场总线接入。这样的应用可以保证火力发电厂对安全的严苛要求。保证其中一条现场总线出现故障的情况下不影响现场应用和设备控制，不影响火力发电厂的正常生产。
Claims (7)
1.一种PROFIBUS-DPV1通信主站的通信方法，所述PROFIBUS-DPV1通信主站包括板选逻辑控制器XC9536(1)、电源模块(2)、底板插槽(3)、双口RAM(4)、同步通讯接口Z85C30(5)、RS485收发器(6)、通信控制器ASPC2(7)、总线收发器ALVC16245(8)、嵌入式微处理器AM188ER(9)、静态随机存储器SRAM(10)和闪存FLASH 299EE040(11)，所述PROFIBUS-DPV1通信主站通过底板插槽(3)向外部提供RS485总线接口，通过同步通讯接口Z85C30(5)对外提供同步通信接口，通过双口RAM(4)对外部提供并行的数据接口，PROFIBUS-DPV1通信主站和外部的数据交互通过底板插槽(3)的并行数据总线完成；
所述静态随机存储器SRAM(10)的地址线A0到A18分别连接嵌入式微处理器AM188ER(9)对应的地址线A0到A18，其中A0接A0,A1接A1，依次A18接A18；静态随机存储器SRAM(10)的数据线D0到D7分别连接嵌入式微处理器AM188ER(9)对应的数据线AD0到AD7，连接次序是D0接AD0,D1接AD1,依次D7接AD7；静态随机存储器SRAM(10)的/CE信号线连接板选逻辑控制器XC9536(1)的/LCS-E信号线；
所述闪存FLASH 299EE040(11)的地址线A0到A18分别连接嵌入式微处理器AM188ER(9)对应的地址线A0到A18，其中A0接A0,A1接A1，依次A18接A18；闪存FLASH 299EE040(11)的数据线D0到D7分别连接嵌入式微处理器AM188ER(9)对应的数据线AD0到AD7,连接次序是D0接AD0,D1接AD1,依次D7接AD7；闪存FLASH 299EE040(11)的片选信号/CE连接板选逻辑控制器XC9536(1)的/UCS信号线，闪存FLASH 299EE040(11)的输出使能线/OE和写使能信号线/WE分别连接板选逻辑控制器XC9536(1)的输出使能线/RD和写使能信号线/WR；板选逻辑控制器XC9536(1)的信号线/UCS、/RD和/WR分别与嵌入式微处理器AM188ER(9)的信号线/UCS-A、/RD-A和/WR-A相连接；
同步通讯接口Z85C30(5)的数据线D0到D7分别与嵌入式微处理器AM188ER(9)的数据线AD0到AD7依序相连接；
所述RS485收发器(6)的引脚RTX、引脚DTX和引脚DE分别连接通信控制器ASPC2(7)的引脚RXD、引脚TXD和引脚RTS，RS485收发器(6)的信号线VSS1和/RE连接电源模块(2)的地线GND，RS485收发器(6)的A线和B线分别连接底板插槽(3)的485通讯线的BUSA线和BUSB线；
所述通信控制器ASPC2(7)的数据线DB0到DB7分别连接嵌入式微处理器AM188ER(9)的数据线AD0到AD7，连接次序是DB0接AD0，DB1接AD1，DB2接AD2，依次DB7连接AD7；通信控制器ASPC2(7)的信号线XRD和信号线HOLD分别与总线收发器ALVC16245(8)的信号线ARST和信号线HOLD0连接；
双口RAM(4)的引脚/INTL、/WRL、/OEL和/CEL分别连接嵌入式微处理器AM188ER(9)的信号线/INTL-A、DPLWE、DPLOE和CEL；双口RAM(4)的引脚/INTR、/BSYR和/WRR分别连接底板插槽(3)的信号线/INTRA、/BSYR-A和/CER-A，总线收发器ALVC16245(8)通过控制线S4连接嵌入式微处理器AM188ER(9)；
其特征在于：所述通信方法为：首先初始化PROFIBUS-DPV1通信主站的配置信息、总线参数集设定和设备配置信息、管理信息，对准备好的数据通过底板插槽(3)的并行数据总线写入到双口RAM(4)，然后向嵌入式微处理器AM188ER(9)发送中断通知，嵌入式微处理器AM188ER(9)在收到中断通知信号后，进入中断服务处理流程，将双口RAM(4)中的总线参数集、设备配置信息依次读入到静态随机存储器SRAM(10)中，嵌入式微处理器AM188ER(9)完成数据读入到静态随机存储器SRAM(10)中后，接下来根据这些数据进行以下处理：
首先，嵌入式微处理器AM188ER(9)将读入的总线参数集写入通信控制器ASPC2(7)中，完成后，通信控制器ASPC2(7)向总线收发器ALVC16245(8)和RS485收发器(6)发送中断通知信号，进行总线数据的传输和配置；
其次，嵌入式微处理器AM188ER(9)将设备参数信息和拆点信息写入通信控制器ASPC2(7)中，通信控制器ASPC2(7)向总线收发器ALVC16245(8)和RS485收发器(6)发送通知；
最后，RS485收发器(6)收到中断通知后，将通信控制器ASPC2(7)中发送队列中的数据通过底板插槽(3)的BUSA线和BUSB线依次发送到PROFIBUS总线上。
2.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于：所述PROFIBUS-DPV1通信主站与PROFIBUS总线的数据交互过程如下：
数据发送流程：嵌入式微处理器AM188ER(9)将准备好的PROFIBUS数据帧首先发送到通信控制器ASPC2(7)，然后通过总线收发器ALVC16245(8)和RS485收发器(6)共同协调工作将数据帧发送到双口RAM(4)的A线和B线，然后发送到PROFIBUS总线，挂接在PROFIBUS总线上的设备会根据数据帧信息决定是否接受相应的数据帧；
数据接收流程：当PROFIBUS总线上的设备准备好应答数据帧后，获得令牌后就将准备好的应答数据帧发送到PROFIBUS总线上，RS485收发器(6)通过底板插槽(3)的A线和B线侦听到PROFIBUS总线数据，然后将数据帧发送给通信控制器ASPC2(7)，通信控制器ASPC2(7)对数据帧进行分析和解析，再将数据帧发送给嵌入式微处理器AM188ER(9)进行功能处理。
3.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于：所述PROFIBUS-DPV1通信主站通过同步通讯接口Z85C30(5)组成双卡主备冗余数据备份，当主卡将存储在闪存FLASH 299EE040(11)中的主站参数集、总线参数集和从站参数集备份到备卡时，首先嵌入式微处理器AM188ER(9)从闪存FLASH 299EE040(11)中读取数据，读数据完成后，嵌入式微处理器AM188ER(9)将通过同步通讯接口Z85C30(5)向备卡申请建立同步串口通信通道，当通道建立后，嵌入式微处理器AM188ER(9)将数据直接发送到同步通讯接口Z85C30(5)，同步通讯接口Z85C30(5)通过底板插槽(3)将数据发送到备卡；备卡接收备份数据流程：当备卡收到主卡发送的建立同步串口通信通道的申请后，同步通讯接口Z85C30(5)会向主卡发送通信通道建立成功确认，然后接收来自主卡的数据，数据接收完成后，同步通讯接口Z85C30(5)将向嵌入式微处理器AM188ER(9)发送接收数据完成中断信号，嵌入式微处理器AM188ER(9)在收到中断信号后，启动中断处理流程，然后将接收到的数据读出来并写入到闪存FLASH 299EE040(11)中存储，主备卡数据备份和解析完成。
4.根据权利要求3所述的通信方法，其特征在于：所述总线收发器ALVC16245(8)通过其控制线S4和控制线S5来完成PROFIBUS-DPV1通信主站主备冗余逻辑的控制，当主卡故障或者失去令牌时自动切换到备卡运行，主卡的故障检测机制驱动主备冗余逻辑完成主备卡的功能切换。
5.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于：所述电源模块(2)向PROFIBUS-DPV1通信主站提供+5V和+3.3V直流电源，根据电源设计需要分别接入各个模块的VCC电源输入线，通过电源隔离装置提供系统地线GND和485通讯地线GND1。
6.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于：所述静态随机存储器SRAM(10)的大小为512K×8位。
7.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于：所述闪存FLASH 299EE040(11)的大小为512K×8位。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410471497.5A CN104238517B (zh) | 2014-09-16 | 2014-09-16 | 一种profibus-dpv1通信主站的通信方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410471497.5A CN104238517B (zh) | 2014-09-16 | 2014-09-16 | 一种profibus-dpv1通信主站的通信方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104238517A CN104238517A (zh) | 2014-12-24 |
| CN104238517B true CN104238517B (zh) | 2017-01-11 |
Family
ID=52226813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410471497.5A Active CN104238517B (zh) | 2014-09-16 | 2014-09-16 | 一种profibus-dpv1通信主站的通信方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104238517B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104699055A (zh) * | 2015-02-13 | 2015-06-10 | 西安热工研究院有限公司 | 一种现场总线控制器及方法 |
| CN104615118B (zh) * | 2015-02-13 | 2017-03-15 | 西安热工研究院有限公司 | 一种电厂现场总线dpv1管理系统及方法 |
| CN105429836B (zh) * | 2015-12-15 | 2019-06-14 | 中国电子信息产业集团有限公司第六研究所 | 一种实时以太网EtherCAT主站系统 |
| CN106444602A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-02-22 | 北京龙鼎源科技股份有限公司 | 安全可编程逻辑控制器通信系统和通信方法 |
| CN108170116A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-06-15 | 中核控制系统工程有限公司 | 一种安全级网关通信模块智能配置通信总线的方法 |
| CN111413935A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-07-14 | 大唐湘潭发电有限责任公司 | 一种脱硫mggh蒸汽吹灰器的优化控制方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101169654A (zh) * | 2007-11-20 | 2008-04-30 | 深圳市鸿捷源自动化系统有限公司 | 应用于卷烟机上的Profibus DP与CAN总线结合的通信方法 |
| CN102163054A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-08-24 | 上海自动化仪表股份有限公司 | Profibus-dp主站通信设备及其微处理器和asic芯片共享数据的方法 |
| CN102724092A (zh) * | 2012-06-25 | 2012-10-10 | 西安热工研究院有限公司 | 一种Profibus-DP现场总线通信协议冗余主站 |
| JP2013170800A (ja) * | 2012-02-22 | 2013-09-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排熱回収ボイラおよび複合発電設備 |
| US20140245071A1 (en) * | 2009-06-22 | 2014-08-28 | Johnson Controls Technology Company | Automated fault detection and diagnostics in a building management system |
| CN104022932A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-09-03 | 中山火炬职业技术学院 | 一种通信设备 |
| CN204065816U (zh) * | 2014-09-16 | 2014-12-31 | 西安西热控制技术有限公司 | 一种profibus-dpv1通信主站 |
-
2014
- 2014-09-16 CN CN201410471497.5A patent/CN104238517B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101169654A (zh) * | 2007-11-20 | 2008-04-30 | 深圳市鸿捷源自动化系统有限公司 | 应用于卷烟机上的Profibus DP与CAN总线结合的通信方法 |
| US20140245071A1 (en) * | 2009-06-22 | 2014-08-28 | Johnson Controls Technology Company | Automated fault detection and diagnostics in a building management system |
| CN102163054A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-08-24 | 上海自动化仪表股份有限公司 | Profibus-dp主站通信设备及其微处理器和asic芯片共享数据的方法 |
| JP2013170800A (ja) * | 2012-02-22 | 2013-09-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排熱回収ボイラおよび複合発電設備 |
| CN102724092A (zh) * | 2012-06-25 | 2012-10-10 | 西安热工研究院有限公司 | 一种Profibus-DP现场总线通信协议冗余主站 |
| CN104022932A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-09-03 | 中山火炬职业技术学院 | 一种通信设备 |
| CN204065816U (zh) * | 2014-09-16 | 2014-12-31 | 西安西热控制技术有限公司 | 一种profibus-dpv1通信主站 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104238517A (zh) | 2014-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104238517B (zh) | 一种profibus-dpv1通信主站的通信方法 | |
| CN101685301B (zh) | 复杂工况下数控机床嵌入式状态监控信息适配器及方法 | |
| CN108228513B (zh) | 一种基于fpga架构的智能串口通讯装置 | |
| CN102647320B (zh) | 适用于高速1553总线协议控制的集成电路 | |
| CN100521637C (zh) | 基于光纤的高速串行工业实时通信总线系统及其控制方法 | |
| CN102724092A (zh) | 一种Profibus-DP现场总线通信协议冗余主站 | |
| CN104702474A (zh) | 一种基于FPGA的EtherCAT主站装置 | |
| CN104731007A (zh) | 功能安全plc背板通信组件及通信方法 | |
| CN100386754C (zh) | 对usb接口设备进行操作的装置及方法 | |
| CN201626437U (zh) | 一种多功能车辆总线控制器和多功能车辆总线网卡 | |
| CN105978778A (zh) | 基于stm32的以太网与串口/can协议转换装置 | |
| CN104808572A (zh) | 基于功能安全的高完整性plc控制器 | |
| CN100504688C (zh) | 在环形总线数控系统中实现总线控制器功能的专用芯片 | |
| CN104008082A (zh) | 1553b总线rt节点与can总线的转换器 | |
| CN102955474A (zh) | 一种汽车ecu的测控方法及其系统 | |
| WO2017024819A1 (zh) | 一种实现单板信息读写的系统和方法 | |
| CN105138495A (zh) | 内嵌微控制器的arinc659总线控制器 | |
| CN101013315A (zh) | 基于全数字环形总线式通用型数控系统 | |
| CN115941102B (zh) | 一种采用spi连接mcu和fpga的控制器间同步通信的方法 | |
| CN103401955B (zh) | 一种车辆总线设备地址配置方法及装置 | |
| CN103744753A (zh) | 一种双机系统的数据交互方法与装置 | |
| CN106776467B (zh) | 用于命令接收系统的spi flash控制芯片 | |
| WO2018223253A1 (zh) | 一种运动控制卡、运动控制系统、机器人系统及数控机床 | |
| CN104699055A (zh) | 一种现场总线控制器及方法 | |
| CN204406186U (zh) | 一种现场总线控制器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20161206 Address after: 100031 Beijing, Xicheng District, the door of the revitalization of the main street, No. 6 Applicant after: Huaneng Power International, Inc. Applicant after: XI'AN XIRE CONTROL TECHNOLOGY CO., LTD. Address before: 710065 Shaanxi Province, Xi'an Xiang Xiang Road, No. two, West building, room 310, room 99 Applicant before: XI'AN XIRE CONTROL TECHNOLOGY CO., LTD. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |