現場(chǎng)總線(xiàn)PROFIBUS在電動(dòng)執行機構中的應用

2013-07-08 劉明 南京理工大學(xué)動(dòng)力工程學(xué)院

1、系統總體設計

　　本文以凌陽(yáng)單片機SPMC75F2413A為核心，將CP5611 PROFIBUS網(wǎng)卡作為主站，西門(mén)子專(zhuān)用協(xié)議芯片SPC3作為從站，其中采用AVR ATMEGA 162作為微處理器，進(jìn)行軟硬件設計，OEM2調試實(shí)驗系統是一個(gè)最小化的PROFIBUS現場(chǎng)總線(xiàn)系統，系統總體設計如圖1所示。

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圖1 系統總體設計圖

2、從站的相關(guān)設計

2.1、從站硬件設計

　　采用AVR ATMEGA162作為微處理器。與SPC3之間是通過(guò)16位地址線(xiàn)和8位數據線(xiàn)進(jìn)行數據交換，外擴了程序存儲器(EPROM)和數據存儲器(RAM)，數據線(xiàn)和地址線(xiàn)復用，通過(guò)地址鎖存器完成。RS485總線(xiàn)驅動(dòng)一側與主站連接，另一側通過(guò)光耦與SPC3連接。

2.2、從站軟件設計

　　對SPC3的軟件設計主要包括兩個(gè)部分：主應用程序和中斷處理程序。主程序首先對SPC3進(jìn)行正確的初始化，啟動(dòng)SPC3，數據輸入和輸出放在主循環(huán)中。

　　中斷處理程序用于處理SPC3發(fā)生的各種中斷事件，包括新參數、全局控制命令，進(jìn)入或退出數據交換狀態(tài)，新配置報文等。

2.3、OEM2調試評估板的設計

　　OEM2的調試評估板是為串口型嵌入卡PB-OEM2-SE提供的調試工具，其電路原理如圖2所示。

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圖2 OEM2評估板電路圖

3、系統連通試驗

3.1、下載程序，完成初始化

　　SPMC75F2413A內置一個(gè)UART模塊，可以接收數據，將外部設備串行數據轉換為并行數據;發(fā)送數據，將并行數據轉換為串行數據。UART的波特率如下式所示：

　　BaudRate=FCK/[16×(65536-UARTBaudRate)]

　　將程序下載到凌陽(yáng)單片機中，對PB-OEM2-SE接口板進(jìn)行初始化。

3.2、連通主站和從站

　　用Step7完成系統配置，如圖3所示;然后依次設置PG/PC組態(tài)西門(mén)子通訊接口、SIMATIC NET工業(yè)以太網(wǎng)、虛擬PC Station;最后建立WinCC項目，一切準備完成，給從站上電，結合軟件部分完成連通實(shí)驗。

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圖3 用Step7完成系統配置

4、結束語(yǔ)

　　硬件方面，將PB-OEM2-SE評估板和接口板、用戶(hù)模板連接起來(lái);軟件方面，利用組態(tài)軟件Step7、SIMATICNET、WinCC作為上位工控機進(jìn)行了相對應的硬件配置、參數設置、過(guò)程監控等，最終建立完一個(gè)主站和一個(gè)從站的最小調試系統，連通用戶(hù)模板和接口板(從站)，PROFIBUS電纜連接主站(CP5611)和從站，實(shí)現雙向通訊，使得在電動(dòng)執行機構上的應用性能大大改善，并且能在很大程度上節約成本。對于電動(dòng)執行機構的各方面改進(jìn)研究具有重要意義。