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一、采用profibus-dp专用芯片SPC3开发
在阀门选择上,选择应用最为广泛,结构也最为简单的普通阀门作为研究对象。普通阀门本身操作也较简单,只有开、关、停三种运动状态,对其进行远程控制改造容易入手。
之所以选择profibus-dp工业现场总线技术,是考虑到profibus-dp技术发展成熟,有广泛的应用实例,在全球拥有巨大的市场占有率。在国内目前也已经是机械工业推荐标准。
硬件接口电路设计方案采用单片机+专用集成芯片SPC3+RS485驱动的方案。
spc3具有1.5Kbyte的信息报文存储器,包括处理器参数、组织参数、和所有的输入输出缓冲区。spc3的1.5Kbyte空间只需要11条地址线提供地址,而实际spc3与中央处理器都是16条地址线连接,因为spc3内部地址线的最高5位全为0,作为存储空间的选通信号,因此spc3的16条地址线状态应该在0000H和05FFH范围内,才能进入spc3的存储空间。
一般情况下,为了避免spc3存储空间和其它外部数据存储器发生地址冲突,选择通过地址译码电路把spc3的存储空间置于整个中央处理器地址空间的最高部分。
spc3芯片上有一个引脚XDATAEXCH,复位状态为高电平,而当spc3进入数据交换状态进行数据通信时,该引脚会变成低电平,以此信号可以作为检测通讯是否正常的标志,一般该引脚连接一个发光二极管,作为直观的判断数据通讯正常的指示信号,较为方便。
二、 profibus-dp从站通讯地址的设计方案有两种:
(1)由远程的profibus-dp主站通过特定的数据通讯设定来修改从站地址;
(2)禁止profibus-dp主站设定和修改从站地址,从站地址由从站本地设定,可以通过一个8位的拨码开关手动设定阀门控制器的地址,然后由中央处理器读入并写入spc3特定的存储位置(位于spc3存储空间地址16H单元的组织参数R_TS_Adr),从而使spc3获得通讯地址。禁止主站改变从站的地址,需要在初始化spc3时,设定组织参数R_Real_NO_Add_Change = FFH,并设定另两个组织参数R_SSA_Buf_Ptr = 0和P_Len_SSA_Data = 0,则两个组织参数的意义是:
R_SSA_Buf_Ptr——用来存放来自主站的地址设定帧的缓冲区地址首地址;
P_Len_SSA_Data——为收到的地址设定帧的数据长度。
这样,spc3初始化时,就不会激活负责地址设定功能的服务存取点SAP55,从而使主站无法设定从站地址。
同时,需要在阀门控制器的设备描述文件GSD文件中有这样的语句:Set_Slave_Add_supp = 0(表示该从站禁止主站设定和改变地址)
profibus-dp支持的站地址由0到126共127个,可以通过改变8位拨码开关的低7位设定,拨码开关的最高位设定阀门处于远程控制还是本地控制。处于安全和可靠的考虑,除了远程控制还要有本地的控制功能,现场操作人员可以禁止远程控制而手动操作阀门。在这种状态下,阀门控制器会把主站获得的阀门运动控制命令抛弃掉,但仍然把阀门的各种状态传给主站,所以此时远程的操作员会得知远程控制失效,并仍然可以看到阀门的个种数据,但不能操作阀门运动。 |
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