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    ARD3T智能电动机保护器PROFIBUS-DP通讯模块

      发布时间:2018-03-16 05:32

      PROFIBUS是一种国际化的、开放的现场总线标准,它是国际标准IEC61158现场总线之一。PROFIBUS可以将从低级(传感器/执行器)到中间级执行级(单元级)的自动化设备分散开来,根据应用特点和用户不同的需要, PROFIBUS提供了3种兼容版本通信协议:FMS 、PA和DP 。在实际应用中,PROFIBUS-DP占到PROFIBUS用量的90%。

      为适应现场总线的发展应用,电动机保护器需要兼容多种总线协议,在各种系统中正常使用。ARD3T智能电动机保护器可以带有MODUBS、PROFIBUS-DP通讯协议,主体模块带有MODBUS协议,通过PROFIBUS通讯模块实现PROFIBUS DP通讯,在PROFIBUS通讯中ARD3T作为从站使用。

      总线协议内容转换。目前在开发DP从站的常用方案有:(1)采用单片机+PROFIBUS开发芯片;(2)直接使用带有52内核的PROBIBUS芯片。常用的PROFIBUS开发芯片及厂家见表1所示,本文采用的开发方案是:单片机+PROFIBUS开发芯片,协议芯片负责完成数据的转换和收发功能,单片机负责和ARD3T主体通讯,控制VPC3等。选用的协议芯片为VPC3,VPC3可直接替代SIEMENS公司的SPC3芯片,并且支持3.3V、5V电压的工作电压, RAM大等优点,与SPC3相比较更适合本方案使用。

      PROFIBUS模块硬件框图见图1所示,图1中ARD3T总线包括与PROFIBUS模块进行通讯的内部总线T模块供电的总线电源。PROFIBUS总线电源是通过DC-DC电路的方式将总线电源变为模块所需的工作源,DC-DC芯片使用MC34063,供电电路设计见图2所示。CPU单元负责和ARD3T主体通讯,控制VPC3等。PROFIBUS芯片选用VPC3。

      PROFIBUS通讯的物理层为RS485,VPC3芯片本身不带有RS485接口,本设计中通过IL3685芯片实现RS485信号转换。IL3685是单芯片的PROFIBUS隔离收发器,本身带有隔离和RS485收发的功能,隔离电压可达2.5kv,隔离特性等同于常用的PROFIBUS通讯用高速光耦,IL3685具有抗15kv静电等功能,此特性能替代常用的RS485芯片。由此可见使用一颗IL3685就可以直接替代原采用光耦+RS485通讯芯片的设计方法,可以简化线路设计,节约开发成本。IL3685可同时支持3.3V和5V供电,而很多高速光耦和RS485芯片只能支持3.3V或5V,并且3.3V的芯片价格远高于5V芯片,IL3685通用性更强,可以简化电路电源部分的设计,在CPU为3.3V供电时更符合设计需求。

      PROFIBUS设备具有不同的性能特点,为达到PROFIBUS简单的即插即用配置,PROFIBUS设备的特性均在电子设备数据库文件(GSD)中具体说明。使用基于GSD的组态工具可将不同厂商生产的设备集成在同一总线系统中。GSD 文件是ASCII 文件, 可以用任何一种ASCII 编辑器编辑,如计事本、UltraEdit 等,也可使用PROFIBUS用户组织提供的编辑程序GSDEdit。

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