CN201813395U - 一种以太网-profibus-dp总线网关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了以太网-PROFIBUS-DP总线网关，包括以太网总线隔离变压器、以太网总线收发器、ARM7中央控制器、PROFIBUS-DP通信控制器、光电隔离转换器和RS485总线驱动器，以太网总线隔离变压器依次与以太网总线收发器、ARM7中央控制器、PROFIBUS-DP通信控制器、光电隔离转换器和RS485总线驱动器双向连接；ARM7中央控制器是基于ARM7CPU核的中央控制器。本实用新型为以太网和PROFIBUS-DP总线的互联互通提供了解决方案，设计新颖、可靠、灵活，在制造业自动化、过程控制自动化、电力、铁路交通和轨道车辆行业等领域有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种控制技术领域的数据转换装置，特别是一种以太网-PROFIBUS-DP总线网关。
背景技术
以太网广泛应用于计算机之间以及自动化控制设备之间的互联。
过程现场总线PROFIBUS是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准，用于工业自动化日益广泛，1996年3月15日该标准被批准为欧洲标准，即DIN 50170V.2。PROFIBUS根据应用特点分为PROFIBUS-DP、PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-PA 3个兼容版本，其中PROFIBUS-DP可以提供远距离高速的通信，最大距离为12Mb/s时100m、15Mb/s时200m，还可以用中继器加长。PROFIBUS-DP采用分布式结构，各主站间令牌传递，主站与从站为主从传送，每段可达32个站，用连接器连接段，最多可达126个站。经过扩展的PROFIBUS-DP的诊断功能能对故障进行快速定位，诊断信息在总线上传输并由主站采集。此外，PROFIBUS-DP还具有易于安装的特点，双绞线的敷设不需要专业知识，总线结构使得某个站点的装卸载不影响其它站点的正常工作，系统的安装还可以分别进行，后期安装的系统不会对前期安装的系统造成妨碍。
使以太网网络与广泛使用的PROFIBUS-DP总线能够互联，对于基于PROFIBUS-DP总线系统的开发、调试以及监视具有很重要的意义，但目前本领域中未出现可以使其互联的解决方案。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型要设计一种以太网-PROFIBUS-DP总线网关，以实现使用以太网总线网络与应用广泛的PROFIBUS-DP总线互联。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种以太网-PROFIBUS-DP总线网关，包括以太网总线隔离变压器、以太网总线收发器、ARM7中央控制器、PROFIBUS-DP通信控制器、光电隔离转换器和RS485总线驱动器，所述的以太网总线隔离变压器的一个接口与以太网双向连接、另一个接口依次与以太网总线收发器、ARM7中央控制器、PROFIBUS-DP通信控制器、光电隔离转换器、RS485总线驱动器和RS485总线双向连接；所述的ARM7中央控制器是基于ARM7CPU核的中央控制器。
本实用新型的有益效果是：由于本实用新型通过基于ARM7CPU核的中央控制器及其相关模块将以太网总线的数据和PROFIBUS-DP总线的数据进行相互转换，解决了广泛应用的以太网网络和通用PROFIBUS-DP总线的互联问题，具有设计新颖、可靠、灵活等特点，在制造业自动化、过程控制自动化、电力、铁路交通和轨道车辆等行业以及相关领域具有广泛的应用前景。
附图说明
本实用新型仅有附图1张。
图1为基于ARM7的以太网-PROFIBUS-DP总线网关的结构框图。
图中：1、以太网总线隔离变压器，2、以太网总线收发器，3、ARM7中央控制器，4、PROFIBUS-DP通信控制器，5、光电隔离转换器，6、RS485总线驱动器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行进一步地描述。如图1所示，一种以太网-PROFIBUS-DP总线网关，包括以太网总线隔离变压器1、以太网总线收发器2、ARM7中央控制器3、PROFIBUS-DP通信控制器4、光电隔离转换器5和RS485总线驱动器6，所述的以太网总线隔离变压器1的一个接口与以太网总线双向连接、另一个接口依次与以太网总线收发器2、ARM7中央控制器3、PROFIBUS-DP通信控制器4、光电隔离转换器5、RS485总线驱动器6和RS485总线双向连接；所述的ARM7中央控制器3是基于ARM7CPU核的中央控制器。
本实用新型的数据传输路径及各单元连接关系为：以太网数据通过以太网总线隔离变压器1进入以太网总线收发器2，再进入ARM7中央控制器3进行逻辑运算处理，处理后的数据进入PROFIBUS-DP通信控制器4，再进入光电隔离转换器5，最后通过RS485总线驱动器6发送到PROFIBUS-DP总线；数据的另一种传输路径为：PROFIBUS-DP总线数据通过RS485总线驱动器6进入光电隔离转换器5，再进入PROFIBUS-DP通信控制器4，然后进入ARM7中央控制器3进行逻辑运算处理，处理后的数据进入以太网总线收发器2，最后通过以太网总线隔离变压器1送到以太网总线。
本实用新型各模块的功能如下：
以太网总线隔离变压器1是以太网总线收发器2与以太网总线物理层的电气接口，起到电气隔离的作用。
以太网总线收发器2接收以太网总线数据帧，经过解码处理后传给ARM7中央控制器。读取ARM7中央控制器写入以太网总线控制寄存器中的数据，经过编码生成以太网总线数据帧发送到以太网总线。
ARM7中央控制器3是负责以太网总线收发器2和PROFIBUS-DP通信控制器4的数据交换，具有图形化编程接口，用户使用符合IEC61131-3的语言编写控制逻辑。
PROFIBUS-DP通信控制器4接收PROFIBUS-DP总线数据帧，经过解码处理后传给ARM7中央控制器3。读取ARM7中央控制器3写入PROFIBUS-DP通信控制寄存器中的数据，经过编码生成PROFIBUS-DP总线数据帧发送到PROFIBUS-DP总线。
光电隔离转换器5是PROFIBUS-DP通信控制器4与RS485总线驱动器6的电气接口，起到电气隔离的作用。
RS485总线驱动器6是光电隔离转换器5和PROFIBUS-DP总线物理层的电气接口，起到电信号转换作用。
本实用新型的ARM7中央控制器3，负责以太网总线收发器2和PROFIBUS-DP通信控制器4的数据交换，具有图形化编程接口。ARM7中央控制器3运行符合IEC61131-3的PLC解释器，解释执行用户编写的应用程序。ARM7中央控制器3通过标准的UART接口来控制以太网总线收发器2，通过发送数据通道和接收数据通道来访问以太网总线数据。以太网总线隔离变压器1用于以太网总线收发器与以太网总线的隔离，保护以太网总线收发器以及周边电路，并起到抵抗来自外部以太网总线的电磁干扰的作用。ARM7中央控制器3负责控制PROFIBUS-DP通信控制器4，实现PROFIBUS-DP总线数据的转换与共享。ARM7中央控制器3及其外围接口电路实现了网关的中央控制功能，主要包括ARM7中央控制器3，代码存储器，配置存储器，程序存储器。ARM7中央控制器3具有速度快、体积小、接口丰富、功耗低、无需辅助散热设备的优点，主要负责运行PLC解释器和用户的应用程序。代码存储器由非易失性闪存(FLASH)组成，永久存储网关的控制代码。配置存储器由非易失性闪存(FLASH)组成，永久存储用户的应用数据和总线配置数据。程序存储器由同步动态随机访问存储器(SDRAM)组成，具有速度快、容量大的优点，用于代码运行时的内存分配。用户可以通过图形化编程工具进行应用程序的编写和编译，生成二进制代码文件后通过网络接口下载至配置存储器中，运行于ARM7中央控制器3的PLC解释器将自动加载并执行用户应用程序，对总线数据进行逻辑处理。
Claims (1)
1.一种以太网-PROFIBUS-DP总线网关，其特征在于：包括以太网总线隔离变压器(1)、以太网总线收发器(2)、ARM7中央控制器(3)、PROFIBUS-DP通信控制器(4)、光电隔离转换器(5)和RS485总线驱动器(6)，所述的以太网总线隔离变压器(1)的一个接口与以太网双向连接、另一个接口依次与以太网总线收发器(2)、ARM7中央控制器(3)、PROFIBUS-DP通信控制器(4)、光电隔离转换器(5)、RS485总线驱动器(6)和RS485总线双向连接；所述的ARM7中央控制器(3)是基于ARM7CPU核的中央控制器。
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| CN105262542A (zh) * | 2015-09-18 | 2016-01-20 | 北京鼎实创新科技股份有限公司 | 一种用于profibus的光纤接口转换模块的实现方法 |
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| CN105262542B (zh) * | 2015-09-18 | 2017-07-07 | 北京鼎实创新科技股份有限公司 | 一种用于profibus的光纤接口转换模块的实现方法 |
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