CN111614681A - PROFIBUS-DP与CC-Link协议转换器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及转换器技术领域，尤其涉及一种PROFIBUS‑DP与CC‑Link协议转换器，包括PROFIBUS板卡、CC‑Link板卡和MCU芯片；PROFIBUS板卡对西门子S7‑300/400 PLC的数据接收和发送；B40 CC‑Link板卡对三菱Q系列PLC的数据接收和发送；PROFIBUS板卡和CC‑Link板卡分别通过USART1和USART2与MCU芯片进行通讯。本协议转换器可有效的解决三菱与西门子两台工控PLC的部分数据融合，从而提高生产质量、效率等，有利于推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及转换器技术领域，尤其涉及一种PROFIBUS-DP与CC-Link协议转换器。
背景技术
PROFIBUS是一个用在自动化技术的现场总线标准，在1987年由德国西门子公司等十四家公司及五个研究机构所推动[1]，PROFIBUS是程序总线网络(PROcess FIeld BUS)的简称。PROFIBUS和用在工业以太网的PROFINET是二种不同的通信协议。Profibus代表“过程现场总线”DP代表“分布式设备”。“CC-link”是“Control&Communication-link”的简称。它是一个通过通信电缆将分散的I/O模块，特殊高功能模块等连接起来，并且通过PLC的CPU来控制这些相应模块的系统。
DP/CC协议转换器作为一种数据交换设备，以PLC为控制器，通过数据的发送与接收，完成数据的共享。目前国内有部分设备既用到西门子S7-300/400PLC又用到三菱Q系列PLC，这样就难以对两台PLC进行统一管理，两台PLC单独运行，无法共享数据，使两台设备的协调程度大大降低，这样对生产产品的质量等问题降低，造成不必要的损失。
由于目前的设备存在部分难以解决的问题。设备只能经过人为或者机械等来完成产品的生产，这样某些方面就降低的自动化的程度。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种PROFIBUS-DP与CC-Link协议转换器。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种PROFIBUS-DP与CC-Link协议转换器，其特征在于：包括Anybus Compact B40 PROFIBUS板卡、Anybus Compact B40 CC-Link板卡和MCU芯片；Anybus Compact B40 PROFIBUS板卡对西门子S7-300/400PLC的数据接收和发送；
Anybus Compact B40 CC-Link板卡对三菱Q系列PLC的数据接收和发送；
Anybus Compact B40 PROFIBUS板卡和Anybus Compact B40 CC-Link板卡分别通过USART1和USART2与MCU芯片进行通讯。
优选地，所述MCU芯片采用32位STM32F107VCT6控制器。
优选地，所述MCU通过GPIO对两个板卡的状态检测、复位控制和中断接收。
本发明的有益效果是:本发明可以实现PROFIBUS与CC-Link的协议转换，其中PROFIBUS DP总线网络信号通过协议转换器PROFIBUS板卡采集，转换为串口信号，通过MCU处理，再通过串口将数据传给CC-Link板卡，转换为CC-Link协议，与CC-Link网络通信。最后可通过协议转换器上的指示灯直观体现当前的通讯状态。本协议转换器可有效的解决三菱与西门子两台工控PLC的部分数据融合，从而提高生产质量、效率等，有利于推广应用。
附图说明
图1为本发明硬件电路图；
图2a和图2b分别为本发明供电电路图；
图3为本发明提供的MCU控制电路图；
图4为本发明提供的EEPROM芯片电路图；
图5为本发明提供的Anybus Compact B40 PROFIBUS板卡(AB6670)电路图；
图6为本发明提供的Anybus Compact B40 CC-Link板卡(AB6672)电路图；
图7为本发明提供的西门子300PLC接线图；
图8为本发明提供的三菱Q系列PLC接线图；
图9为本发明提供的具体接线方式；
图10为本发明提供的通讯线接线方式。
具体实施方式
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器或特征与其他器或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器被倒置，则描述为“在其他器或构造上方”或“在其他器或构造之上”的器之后将被定位为“在其他器或构造下方”或“在其他器或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
本发明提供了西门子S7-300/400PLC和三菱Q系列PLC的通讯协议，包括PROFIBUS-DP与CC-Link的数据共享。包括Anybus Compact B40 PROFIBUS板卡、Anybus Compact B40CC-Link板卡和MCU芯片；Anybus Compact B40 PROFIBUS板卡对西门子S7-300/400PLC的数据接收和发送；
Anybus Compact B40 CC-Link板卡对三菱Q系列PLC的数据接收和发送；
Anybus Compact B40 PROFIBUS板卡和Anybus Compact B40 CC-Link板卡分别通过USART1和USART2与MCU芯片进行通讯。
其中某个通讯环节出现问题时DP/CC协议转换器会通过LED指示灯指明出现问题的通讯环节。
如图1所示，首先通过Anybus Compact B40 PROFIBUS板卡和Anybus Compact B40CC-Link板卡对各自的PLC进行相应数据的采集，然后把数据发送给STM32F107VCT6芯片进行数据交换，再通过Anybus Compact B40 PROFIBUS板卡和Anybus Compact B40 CC-Link板卡把交换后的数据发送到对应的PLC中，从而实现西门子S7-300/400PLC和三菱Q系列PLC的数据共享。
本发明的供电选择可参考图2a和图2b电路进行供电的选择
本发明的协议转换器基于STM32F107VCT6 32位MCU(如图3所示)进行开发。协议转换需要对大量数据进行高速处理，需要大容量RAM和FLASH的MCU，因此选用STM32F107系列高性能MCU。该处理器具有以下特点：256kB Flash 64kB RAM，存储容量大；高性能32位ARM微控制器；时钟频率72Mhz，速度快；具有80个GPIO，2个I2C接口，5个USART接口，3个SPI接口，接口丰富；工作温度：-40℃～+85℃，性能稳定。
PROFIBUS板卡和CC-Link板卡分别通过USART1和USART2与STM32控制器进行通讯，同时MCU通过GPIO可实现对板卡的状态检测，复位控制，中断接收等功能。USART3为系统的DEBUG调试口，通过串口电平转换电路，可兼容5V TTL电平。
本发明的EEPROM芯片原理图如图4所示，设备参数存储在EEPROM芯片中，EEPROM采用M24C64 DIP-8封装芯片。PCB上焊接DIP-8IC座，方便芯片拆卸。更换设备后可将旧设备的EEPROM芯片安装到新设备上，实现参数同步，使用更加方便。
本发明的通讯板卡原理图如图5、图6所示，Anybus CompactCom B40是板卡形式的高性能网络接口，具有集成的软件和硬件，用于实现MCU与PROFIBUS网络或CC-Link网络之间的通讯。
西门子300PLC接线图和三菱Q系列PLC接线图如图7和图8所示。
本发明的具体接线图可参考图9进行接线，ROFIBUS-DP、CC-LINK、协议转换器通讯接线方式如图10所示。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种PROFIBUS-DP与CC-Link协议转换器，其特征在于：包括Anybus Compact B40PROFIBUS板卡、Anybus Compact B40 CC-Link板卡和MCU芯片；Anybus Compact B40PROFIBUS板卡对西门子S7-300/400PLC的数据接收和发送；
Anybus Compact B40 CC-Link板卡对三菱Q系列PLC的数据接收和发送；
Anybus Compact B40 PROFIBUS板卡和Anybus Compact B40 CC-Link板卡分别通过USART1和USART2与MCU芯片进行通讯。
2.根据权利要求1所述的PROFIBUS-DP与CC-Link协议转换器，其特征在于所述MCU芯片采用32位STM32F107VCT6控制器。
3.根据权利要求1所述的PROFIBUS-DP与CC-Link协议转换器，其特征在于：所述MCU芯片通过GPIO对两个板卡的状态检测、复位控制和中断接收。
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