CN2779742Y - Profibus现场总线PCI卡 - Google Patents
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Abstract
Profibus现场总线PCI卡，它是由双端口存储器、通讯控制微处理器、PCI总线控制器、配置数据存储器、通讯控制电路、程序存储器、数据存储器、复位电路、调试接口电路、加密电路、隔离型总线驱动电路构成；其中，双端口存储器与通讯控制微处理器、PCI总线控制器相连接；配置数据存储器与PCI总线控制器相连接；通讯控制微处理器与通讯控制电路、程序存储器、数据存储器、复位电路、调试接口电路、加密电路相连接；隔离型总线驱动电路与通讯控制电路相连接。本实用新型产品固化有Profibus－DP通信栈软件，可以实现Profibus－DP主站通信功能，可以对现场Profibus－DP从站设备进行组态及实时监控，还具有数据存储、自诊断等功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业自动化过程控制领域，特别是Profibus现场总线PCI卡。
背景技术
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，该标准于1995年被批准成为欧洲工业标准(EN50170)，1999年成为国际标准(IEC61158)，2001年已被定为我国国家行业标准。PROFIBUS总线技术已在制造业自动化、流程工业自动化、楼宇自动化和电力、交通等领域的自动化过程中得到了广泛应用。
PROFIBUS由PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA和PROFIBUS-FMS三个部分组成。其中，PROFIBUS-DP主要用于现场设备级的控制系统与分散式I/O设备之间的高速数据传输，解决自动控制系统通过高速串行总线与分散的现场设备之间的通讯任务。使用PROFIBUS-DP可取代现场的24V或4～20mA的并行信号传输技术。
PROFIBUS-DP系统安装简单，数据传输速率最高可达12MBit/s，支持多种网络拓扑结构(总线型、星型、环型)以及可选的光纤双环冗余。它是一个主/从方式工作的总线系统，主站功能可由自控仪表/系统(1类主站)或一个PC(2类主站)来完成。1类主站完成自动化调节和控制功能，通过循环和非循环的报文对现场仪表进行完全访问。2类主站在需要时可通过非循环报文同1类主站交换上传、下装和诊断数据，以及同现场仪表交换数据。
PCI总线标准现在已经成为广泛使用的微型计算机接口标准，旧有的ISA总线标准已被PCI总线标准所取代。
将上述两项新技术结合起来所开发的HK-DP30S PCI总线智能Profibus-DP主站通信卡产品，是构成Profibus-DP现场总线应用系统必不可少的关键设备。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：将HK-DP30S Profibus-DP主站通讯卡插入PC机PCI总线扩展槽，实现Profibus-DP现场总线控制系统1类或2类主站功能，对系统中的从站进行控制，构成Profibus-DP现场总线自动化应用系统。
本实用新型的目的是这样实现的：Profibus现场总线PCI卡是由双端口存储器、通讯控制微处理器、PCI总线控制器、配置数据存储器、通讯控制电路、程序存储器、数据存储器、复位电路、调试接口电路、加密电路、隔离型总线驱动电路构成；其中，双端口存储器与通讯控制微处理器、PCI总线控制器相连接；配置数据存储器与PCI总线控制器相连接；通讯控制微处理器与通讯控制电路、程序存储器、数据存储器、复位电路、调试接口电路、加密电路相连接；隔离型总线驱动电路与通讯控制电路相连接。
-所述的PCI总线接口电路由PCI总线控制器PCI9052芯片和XC9536-15VQ44C芯片构成。
-所述的配置数据存储器电路由FM93CS46M8芯片构成，同时还可以采用的型号有BR93LC46FJ。
-所述的双端口存储器电路由IDT7006L55PF芯片构成，同时还可以采用的型号有CY7C006-55AC。
-所述的通讯控制电路由ASPC2芯片构成。
-所述的通讯控制微处理器电路由AM188ER-40KC芯片和XC9536-15VQ44C芯片构成。
-所述的程序存储器由AM29F040B-70JC芯片构成。
-所述的数据存储器由HM628512BLFP-5芯片构成。
-所述的复位电路由MAX706TESA芯片构成。
-所述的调试接口电路由MAX232ACWE芯片构成。
-所述的加密电路由由加密单片机MSP4301101AIPW，同时还可以采用的型号有MSP430C1111IDW、MSP430C1121IDW、MSP430F1121IDW等。
-所述的隔离型总线驱动电路由IL485芯片和A0505LS-1WDC/DC直流电源变换模块构成。
本实用新型产品固化有Profibus-DP通信栈软件，可以实现Profibus-DP主站通信功能，可以对现场Profibus-DP从站设备进行组态及实时监控，还具有数据存储、自诊断等功能。
附图说明
图1为本实用新型产品的原理框图
图2(a)、图2(b)及图2(c)为本实用新型产品的电路原理图
具体实施方式
参见图1、图2(a)、图2(b)及图2(c)：
PCI总线接口电路PCI总线控制器PCI9052芯片和XC9536芯片构成，实现将PCI总线信号转换成相应控制逻辑信号，通过双端口存储器实现PCI总线和通讯控制微处理器交换Profibus-DP总线通讯信息。
配置数据存储器电路由FM93CS46M8芯片构成，同时还可以采用的型号有BR93LC46FJ。用来存放PCI总线实现即插即用功能所需的有关地址空间、中断向量等参数。
双端口存储器由16K×8容量的IDT7006芯片构成，用来实现主控微处理器向通讯控制微处理器发送Profibus-DP控制命令，以及通过它来查询由其管理的PROFIBUS网络中各从站的相关信息。
通讯控制微处理器功能是由一片AMD188ER CPU芯片构成，用来控制通讯控制器ASPC2的工作，实现Profibus-DP网络通讯协议控制。
程序存储器是由一片容量为512K×8容量的AM29F040B FLASH存储器芯片实现，用来存储在通讯控制微处理器上运行的Profibus-DP链路层控制程序。
数据存储器是由一片512K×8容量的HM628512静态随机存储器芯片实现，用来存储在通讯控制微处理器上运行的Profibus-DP链路层数据。
复位电路是由一片MAX706芯片实现，可以在系统上电和看门狗电路超时情况下，对通讯控制微处理器发出复位信号。
调试接口是由1片MAX232A芯片实现的RS232接口电路，用于AMD188ER控制软件的调试。
通讯控制器电路是Profibus-DP的协议控制芯片ASPC2和可编程逻辑芯片XC9536构成，实现了Profibus-DP主站网络协议中链路层的全部控制功能。ASPC2芯片通过其CPU接口与通讯控制微处理器AMD188 CPU相连，在控制软件管理下，完成芯片初始化和网络控制等功能。
隔离型总线驱动接口是由IL485高速隔离485芯片实现的，该芯片将ASPC2协议芯片输出的网络通讯信号转换成高速RS-485差分信号与Profibus-DP网络中的从站交换数据。
加密逻辑电路功能是由1片MSP430F1101单片机实现的，该单片机通过GPIO端口和AM188主控微处理器交换经过加密算法处理过的数据，达到软件加密的目的。
本实用新型产品的工作原理是这样的：本接口包括一路Profibus-DP主站接口，由Profibus-DP主站控制芯片ASPC2、AMD188CPU、16K×8DPRAM、512K×8 FLASHROM、512K×8RAM、可编程逻辑芯片CPLD、上电复位/看门狗电路、RS232接口电路、DC/DC和高速隔离485芯片构成。
本接口同主控微处理器的接口功能通过DPRAM实现，主控微处理器将发出的各种PROFIBUS通讯命令写到DPRAM中后，可由中断方式或信号量查询方式通知AMD188CPU取走并解释执行，主控微处理器也可以通过DPRAM查询本接口和由其管理的PROFIBUS网络中各从站的相关信息。
本接口实现的Profibus-DP主站控制功能主要由ASPC2芯片实现，该芯片完成了Profibus-DP网络协议中链路层的全部控制功能。ASPC2芯片通过其CPU接口与AMD188CPU相连，在控制软件管理下，完成芯片初始化和网络控制等功能。该芯片输出的485通讯控制信号经高速隔离485通讯接口芯片产生的高速485信号，通过双绞线与Profibus-DP网络中其他站点相连。
本接口上的CPLD电路实现控制逻辑功能。该芯片作为ASPC2芯片和CPU之间的控制信息交换的桥梁，可灵活的设计各种包括DMA、中断和自检诊断等控制逻辑，实现了ASPC2芯片以共享方式同交换CPU交换网络协议规定的各种信息。
CPU的上电复位/看门狗电路，除了可以在上电和看门狗电路超时情况下，对通讯控制微处理器发出复位信号外，还可在主控微处理器的GPIO信号控制下，发出复位信号。
本接口上的RS232接口电路用于控制软件的调试。
本接口还提供2个LED分别显示ASPC2通讯状态和运行状态。
Claims (12)
1、Profibus现场总线PCI卡，特征在于：它是由双端口存储器、通讯控制微处理器、PCI总线控制器、配置数据存储器、通讯控制电路、程序存储器、数据存储器、复位电路、调试接口电路、加密电路、隔离型总线驱动电路构成；其中，双端口存储器与通讯控制微处理器、PCI总线控制器相连接；配置数据存储器与PCI总线控制器相连接；通讯控制微处理器与通讯控制电路、程序存储器、数据存储器、复位电路、调试接口电路、加密电路相连接；隔离型总线驱动电路与通讯控制电路相连接。
2、根据权利要求1所述Profibus现场总线PCI卡，其特征在于：PCI总线接口电路是由D5和D15芯片构成，D15芯片型号为PCI总线控制器PCI9052，D5芯片型号为CPLD芯片XC9536-15VQ44C，实现将PCI总线信号转换成相应控制逻辑信号，通过双端口存储器实现PCI总线和通讯控制微处理器交换Profibus-DP总线通讯信息。
3、根据权利要求1所述Profibus现场总线PCI卡，其特征在于：配置数据存储器电路由D12芯片构成，D12芯片型号为FM93CS46M8，同时还可以采用的型号有BR93LC46FJ，用来存放PCI总线实现即插即用功能所需的有关地址空间、中断向量等参数。
4、根据权利要求1所述Profibus现场总线PCI卡，其特征在于：双端口存储器电路由D9芯片构成，D9芯片型号为IDT7006L55PF，同时还可以采用的型号有CY7C006-55AC。用来实现主控微处理器向通讯控制微处理器发送Profibus-DP控制命令，以及通过它来查询由其管理的PROFIBUS网络中各从站的相关信息。
5、根据权利要求1所述Profibus现场总线PCI卡，其特征在于：通讯控制器电路是由D13和D7芯片构成，D13型号为Profibus-DP的协议控制芯片ASPC2，D7型号为可编程逻辑芯片XC9536-15VQ44C芯片，同时还可以采用的型号有XC9536-10VQ44C、XC9536-15VQ44I、XC9536-10VQ44I等芯片，该电路实现了Profibus-DP主站网络协议中链路层的全部控制功能；ASPC2芯片通过其CPU接口与通讯控制微处理器AMD188 CPU相连，在控制软件管理下，完成芯片初始化和网络控制等功能。
6、根据权利要求1所述Profibus现场总线PCI卡，其特征在于：通讯控制微处理器电路由D6芯片构成，D6型号为AM188ER-40KC芯片，同时还可以采用的型号有AM188ER-40KI芯片，用来控制通讯控制器ASPC2的工作，实现Profibus-DP网络通讯协议控制。
7、根据权利要求1所述Profibus现场总线PCI卡，其特征在于：程序存储器由D4芯片构成，D4型号是容量为512K×8容量的AM29F040B FLASH存储器芯片，用来存储在通讯控制微处理器上运行的Profibus-DP链路层控制程序。
8、根据权利要求1所述Profibus现场总线PCI卡，其特征在于：数据存储器由D8芯片构成，D8型号为512K×8容量的HM628512BLFP-5静态随机存储器芯片，用来存储在通讯控制微处理器上运行的Profibus-DP链路层数据。
9、根据权利要求1所述Profibus现场总线PCI卡，其特征在于：复位电路由D3芯片构成，D3型号为MAX706TESA芯片，可以在系统上电和看门狗电路超时情况下，对通讯控制微处理器发出复位信号。
10、根据权利要求1所述Profibus现场总线PCI卡，其特征在于：调试接口电路由D1芯片构成，D1型号为MAX232ACWE芯片，用于AMD188ER控制软件的调试。
11、根据权利要求1所述Profibus现场总线PCI卡，其特征在于：加密电路由D2芯片构成，D2型号为加密单片机MSP4301101AIPW，同时还可以采用的型号有MSP430C1111IDW、MSP430C1121IDW、MSP430F1121IDW。
12、根据权利要求1所述Profibus现场总线PCI卡，其特征在于：隔离型总线驱动电路由D11芯片和D10构成，D11型号为IL485芯片，D10型号为A0505LS-1W的DC/DC直流电源变换模块，该电路将ASPC2协议芯片输出的网络通讯信号转换成隔离的高速RS-485差分信号与Profibus-DP网络中的从站交换数据。
Priority Applications (1)
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| CN2779742Y true CN2779742Y (zh) | 2006-05-10 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN 200420120374 Expired - Lifetime CN2779742Y (zh) | 2004-12-20 | 2004-12-20 | Profibus现场总线PCI卡 |
Country Status (1)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102088444A (zh) * | 2009-12-03 | 2011-06-08 | 北京华控技术有限责任公司 | Profibus dp与profibus pa协议转换网关模块 |
| CN104021108A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-09-03 | 中山火炬职业技术学院 | 一种基于profibus-dp协议的通信设备 |
| CN110045698A (zh) * | 2019-04-11 | 2019-07-23 | 重庆川仪控制系统有限公司 | 一种基于dcs控制系统的控制器 |
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2004
- 2004-12-20 CN CN 200420120374 patent/CN2779742Y/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN102088444A (zh) * | 2009-12-03 | 2011-06-08 | 北京华控技术有限责任公司 | Profibus dp与profibus pa协议转换网关模块 |
| CN104021108A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-09-03 | 中山火炬职业技术学院 | 一种基于profibus-dp协议的通信设备 |
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