发布网友 发布时间:2022-05-11 23:23
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热心网友 时间:2023-07-28 20:03
到PROFIBUS-DP 的协议转换接口的软硬件设计思想及其实现过程。 关键字:现场总线 通信协议 接口 SPC3 分类号:TP273 0. 前言: 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,广泛适用于 制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通、电力等其他领域自动化。基于现场总线的控 制系统要求现场仪表及设备必须具有现场通信能力,而我国目前的实际情况是:多数传统仪 表及现场设备并不具备现场总线接口,而完全使用国外进口设备将会使系统成本过高。如何 将大量的传统仪器设备连接到PROFIBUS 总线上,实现PROFIBUS 主站与传统设备之间通 信数据透明传送,成为广大用户急于要解决的问题。如:具有RS-232 接口的现场测量设备 及仪表等,如何使其成为 PROFIBUS 总线上的一个从站。本文所讲述的这个接口产品就是 处理从RS-232 到PROFIBUS-DP 的协议转换,起到一个桥的作用,我们称之为总线桥。 1. PROFIBUS-DP网络协议 PROFIBUS 的网络协议是以 ISO 颁布的 OSI 标准七层参考模型为基础的,只是对第三 层到第六层进行简化。它的三种模块(FMS、DP 和PA)可以适应不同的应用对象和通信速 率方面的要求,开放性也好。但它们均使用一致的总线存取协议,该协议是通过 OSI 参考 模型第二层(数据链路层)来实现的,它包括了保证数据可靠性技术及传输协议和报文处理。 数据链路层协议媒体访问控制(MAL)部分采用受控访问的令牌总线(Token Bus)和 主从方式。其中令牌总线与局域网IEEE8024 协议一致,令牌在总线上的各主站间传递,持 有令牌的主站获得总线控制权,该主站依照关系表与从站或与其他主站进行通信。主从方式 用于主站和从站间通信,其工作特点是:总线上一个主站控制着多个从站,主站与每一个从 站建立一条逻辑链路;主站发出命令(Command),从站给出响应(response);从站可以连 续发送多个帧,直到无信息发送、达到发送数量或被主站停止为止。数据链路中帧的传输过 程分为三个阶段:数据链路建立、帧传输和链路释放。PROFIBUS-DP 并未采用ISO/OSI 的 应用层,而是自行设置一用户层。该层定义了 DP 的功能、规范与扩展要求等。DP 物理层 与ISO/OSI 参考模型的第一层相同,采用RS-485 传输技术。 2. RS-232设备通信协议 RS-232 只是设备通信物理层的一个标准,因此PROFIBUS 主站必须向RS-232 设备传 送它能够理解的数据,这就是 RS-232 设备的通信协议。所以,为实现 PROFIBUS 主站与 RS-232 设备的有效数据通信,PROFIBUS 主站编程人员应该了解RS-232 设备的通信协议。 RS-232 设备的通信协议通常有以下两类: (1)具有应答关系和若干通信指令的通信协议 这是应用比较广泛的通信格式,通信数据可以是 ASIIC 码或二进制数据。对于这种设 备,既有发送又有接收。用户在主站编程,按照协议规定的报文格式将通信数据填入RS-232 总线桥的PROFIBUS 数据输出区,通过所产生的中断启动转换接口将通信数据发送到设备, 然后总线桥自动转入接收状态。当总线桥数据全部接收完RS-232 设备的回答报文数据后, 将回答报文数据自动填入PROFIBUS 数据输入区,这样,PROFIBUS 主站可以在PROFIBUS 数据输入区得到RS-232 设备的回答报文数据。