PROFIBUS技术培训第9章.pdf

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1、PROCESS FIELD BUSPROFIBUS InternationalCopyright by PROFIBUS International 1997PROFIBUS-THE International Open Fieldbus StandardTechnique,Rev.1,Part IX-Page 1P R O F I B U S第九部分第九部分PROFIBUS产品开发技术培训技术培训PROCESS FIELD BUSPROFIBUS InternationalCopyright by PROFIBUS International 1997PROFIBUS-THE Interna

2、tional Open Fieldbus StandardTechnique,Rev.1,Part IX-Page 2实现的可能性实现的可能性(1)?一个既容易又便宜的途径是采用基础的软件协议栈和硬件(ASICs)解决方案它是为大量不同设备的一般使用而开发的这些 HW/SW 元件叫做“基础技术“并列入于电子产品指南它们的一部分将在下面进行解释?PROFIBUS 是开放的与制造商无关的无知识产权保护的标准因此世界上的每个人都可以获得这个标准并设计各自的软硬件解决方案PROFIBUSPROCESS FIELD BUSThe PROFIBUS Specification,Order No.0.032

3、PROFIBUSSpecificationNormative Partsof PROFIBUS-FMS,-DP,-PAaccording to the European StandardEN 50 170 Volume 2Edition 1.0March 1998PROCESS FIELD BUSPROFIBUS InternationalCopyright by PROFIBUS International 1997PROFIBUS-THE International Open Fieldbus StandardTechnique,Rev.1,Part IX-Page 3实现的可能性实现的可

4、能性(2)?对对 DP从设备的单芯片实现从设备的单芯片实现?最简单的实现形成?所有功能用硬件实现?不需要软件?节省空间低成本?用用 ASIC 和处理器实现和处理器实现 FMS,DP,PA?高灵活性对主从适用?苛刻的时间功能用硬件实现?用软件实现通信和应用功能?可以混合实现 FMS,DP,PA PROCESS FIELD BUSPROFIBUS InternationalCopyright by PROFIBUS International 1997PROFIBUS-THE International Open Fieldbus StandardTechnique,Rev.1,Part IX-P

5、age 4实现的可能性实现的可能性(3)对小批量生产和快设计生产的设备可提供全部 PROFIBUS 连接的小型插件板对从设备对从设备小型模块作为插入板小型模块作为插入板它带有它带有:?PROFIBUS RS 485 连接?具双RAM 介面的主连接?基于微控制器和从 ASICs(如SPC3)对主设备对主设备小型模块作为插入板小型模块作为插入板它带有它带有?PROFIBUS RS 485 连接?具双RAM 介面的主连接?基于微控制器和主 ASICs(如ASPC2)PROCESS FIELD BUSPROFIBUS InternationalCopyright by PROFIBUS Interna

6、tional 1997PROFIBUS-THE International Open Fieldbus StandardTechnique,Rev.1,Part IX-Page 5可提供的可提供的 ASICssource:electronic product guide of PROFIBUS International,status Q4/97制造商芯片类型特性制造商芯片类型特性FMSDPPA加微控制器加协议加微控制器加协议SW最大波特率最大波特率IAMPBS从外设协议芯片3 MBit/sIAMPBM主外设协议芯片3 MBit/sMotorola 68302主/从16位微控制器带PROFIB

7、US核心功能500kBit/sMotorola 68360主/从32位微控制器带PROFIBUS 核心功能1,5 MBit/sSiemens SPC4从外设协议芯片12 MBit/sSiemens SPC3从外设协议芯片12 MBit/sSiemens ASPC2主外设协议芯片12 MBit/sM2CIX1主/从单片或外设协议芯片1,5 MBit/sSiemens SPM2从单片有64个 I/O 位12 MBit/sSiemens LSPM2从低价格单片有32个 I/O 位12 MBit/sSiemens SIM 1调制解调器调制解调器芯片用于IEC 1158-2 传输技术31,25 kBit

8、/sSmarPA-Asic调制解调器调制解调器芯片用于IEC 1158-2 传输技术31,25 kBit/sShipStar FCHIP-1调制解调器调制解调器芯片用于IEC 1158-2 传输技术31,25 kBit/s?PROCESS FIELD BUSPROFIBUS InternationalCopyright by PROFIBUS International 1997PROFIBUS-THE International Open Fieldbus StandardTechnique,Rev.1,Part IX-Page 6对对 PROFIBUS-DP 从设备单片实现从设备单片实现?

9、最简单的实现方式最简单的实现方式?快速快速全功能用硬件实现全功能用硬件实现?不需要软件不需要软件?高效高效?节省空间节省空间?立即可以提供立即可以提供即插即用即插即用M2CIX1SIEMENSSPM2/LSPM2PROFIBUSRS-485 InterfaceRS-485Inter-facePROCESS FIELD BUSPROFIBUS InternationalCopyright by PROFIBUS International 1997PROFIBUS-THE International Open Fieldbus StandardTechnique,Rev.1,Part IX-Pa

10、ge 7PROFIBUS-DP从设备从设备单片单片12 M波特率波特率32 I/O+8 位诊断64 I/O+16 位诊断LSPM2SPM2MQDP 外壳PQFP 外壳尺寸尺寸 ca.4 cm80针针MQDP 外壳尺寸外壳尺寸 ca.10 cm120 针针PQFP 外壳外壳PROCESS FIELD BUSPROFIBUS InternationalCopyright by PROFIBUS International 1997PROFIBUS-THE International Open Fieldbus StandardTechnique,Rev.1,Part IX-Page 8时钟发生器时

11、钟发生器EEPROM-控制参数输入串行控制参数输入串行 DP接口接口MSA端看门狗端看门狗E端端D端端C端端B端端I/OI/OI/O/诊断诊断I/O/诊断诊断诊断诊断ASIC LSPM 2 方块图方块图4 x 8 位RS-485接口接口PROCESS FIELD BUSPROFIBUS InternationalCopyright by PROFIBUS International 1997PROFIBUS-THE International Open Fieldbus StandardTechnique,Rev.1,Part IX-Page 9适用于适用于 FMS/DP/PA 用用ASIC

12、和处理器的实现和处理器的实现?巨大的灵活性巨大的灵活性适应于主设备和从设备适应于主设备和从设备?快速快速苛刻的时间功能用硬件实现苛刻的时间功能用硬件实现?微处理器运行协议微处理器运行协议应用软件应用软件?支持波特率可达支持波特率可达 12 MBit/s?允许允许 FMS/DP/PA 混合实现混合实现?立即可提供协议软件立即可提供协议软件!最多使用的实现方法最多使用的实现方法 1,000,000PROCESS FIELD BUSPROFIBUS InternationalCopyright by PROFIBUS International 1997PROFIBUS-THE Internatio

13、nal Open Fieldbus StandardTechnique,Rev.1,Part IX-Page 10对对PROFIBUS-DP 智能从设备用单微控制器的实现智能从设备用单微控制器的实现(例例组合组合 I/O)用户应用软件应用接口和PROFIBUS-DP 软件用户应用硬件微控制器:协议 Asic如 SPC3/SPC4IX-1,PBS总线接口RS 485/光纤地址数据PROFIBUSPROCESS FIELD BUSPROFIBUS InternationalCopyright by PROFIBUS International 1997PROFIBUS-THE Internatio

14、nal Open Fieldbus StandardTechnique,Rev.1,Part IX-Page 11对对 PROFIBUS-DP/FMS 智能从设备复杂的实现智能从设备复杂的实现(如如用用 PROFIDRIVE 行规的频率转换器行规的频率转换器)带微控制器的主机双双 RAM命令数据本地RAM本地Eprom协议l ASIC如 SPC3,SPC4IX-1,PBSRS 485/光纤接口16 位微控制器位微控制器主机运行有关微控制器的应用软件主机运行有关微控制器的应用软件PROFIBUS 接口运行有关微控制器的协议软件接口运行有关微控制器的协议软件PROFIBUSPROCESS FIEL

15、D BUSPROFIBUS InternationalCopyright by PROFIBUS International 1997PROFIBUS-THE International Open Fieldbus StandardTechnique,Rev.1,Part IX-Page 12PROFIBUS-PA现场设备接口的实现现场设备接口的实现(如如PROFIBUS-PA 温度变送器的接口温度变送器的接口)D/A,A/D0-10 V0/4-20 mASIEMENSSIM 1SIEMENSSPC 4MitsubishiM16CIBus connection to IEC 1158-2 te

16、chnology 现场设备现场设备PROFIBUS-PA 接口是很小的接口是很小的只需很少的只需很少的 ASICs 采用低电耗的微控制器和低电耗的采用低电耗的微控制器和低电耗的PROFIBUS ASICs可减少电耗以确保通过总线的供电量小于可减少电耗以确保通过总线的供电量小于10 mA.可以直接代替现行的可以直接代替现行的“Round Boards”PROCESS FIELD BUSPROFIBUS InternationalCopyright by PROFIBUS International 1997PROFIBUS-THE International Open Fieldbus Stan

17、dardTechnique,Rev.1,Part IX-Page 13主设备接口的实现主设备接口的实现(如如PLC 的的PROFIBUS-DP 接口接口)Protocol ASICe.g.ASPC216 Bit Micro-controllerRS-485InterfaceSRAMorDual-Port-RAMFlashor EPROMDual-PortRAM为命令和为命令和 I/O映象数据的主机接口映象数据的主机接口PROCESS FIELD BUSPROFIBUS InternationalCopyright by PROFIBUS International 1997PROFIBUS-T

18、HE International Open Fieldbus StandardTechnique,Rev.1,Part IX-Page 14串行串行 PROFIBUS-控制器控制器 SPC 3(Siemens)Bus Interface UnitIR-ControllerWatch-dogMode-/Status-Param.-Reg.Micro-sequencerRAMControllerUARTIDLE-TimerBaudrate Generator1.5 kByteRAMControllinesDatalinesAddresslinesTxDRxDClkout2/4ClkPROCESS

19、FIELD BUSPROFIBUS InternationalCopyright by PROFIBUS International 1997PROFIBUS-THE International Open Fieldbus StandardTechnique,Rev.1,Part IX-Page 15Data Memory1k x 12现场总线控制器现场总线控制器 IX1(M2C)FieldbusInterfaceUserInterfaceBitProcessUserProcessProgram Memory4k x 12WatchdogTX LineRX LineI/O 0.11IN 0.1

20、1OUT 0.11TXEnableRXResetInitPGMSCLKMaster/SlaveMemory InitializationPROCESS FIELD BUSPROFIBUS InternationalCopyright by PROFIBUS International 1997PROFIBUS-THE International Open Fieldbus StandardTechnique,Rev.1,Part IX-Page 16串行串行 PROFIBUS-接口接口(例例)U+U-ENOUTU+INU-123456789112P5212MU+EN1GNDEN275ALS176D83522P52M67&24HC13222P5ENMRTS3HCPL060f2M2P5U+INU-2MOUTENU-U+P5MP5RxD2HCPL7101TxDM4HCPL7101M1CTS68n68n68n68n2.2.22 nF500 V68nB-lineRTS2M2P5A-lineDriverShield300 R1K2680 R300 R680 R680 R300 R20K1K21 M100 K100 K300 R680 R680 R