現(xiàn)場總線PROFIBUS在電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用

1、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

　　本文以凌陽單片機(jī)SPMC75F2413A為核心，將CP5611 PROFIBUS網(wǎng)卡作為主站，西門子專用協(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(shè)計(jì)，OEM2調(diào)試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是一個(gè)最小化的PROFIBUS現(xiàn)場總線系統(tǒng)，系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖

2、從站的相關(guān)設(shè)計(jì)

2.1、從站硬件設(shè)計(jì)

　　采用AVR ATMEGA162作為微處理器。與SPC3之間是通過16位地址線和8位數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，外擴(kuò)了程序存儲(chǔ)器(EPROM)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)，數(shù)據(jù)線和地址線復(fù)用，通過地址鎖存器完成。RS485總線驅(qū)動(dòng)一側(cè)與主站連接，另一側(cè)通過光耦與SPC3連接。

2.2、從站軟件設(shè)計(jì)

　　對SPC3的軟件設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)部分：主應(yīng)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(shù)據(jù)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(shù)、全局控制命令，進(jìn)入或退出數(shù)據(jù)交換狀態(tài)，新配置報(bào)文等。

2.3、OEM2調(diào)試評估板的設(shè)計(jì)

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

圖2 OEM2評估板電路圖

3、系統(tǒng)連通試驗(yàn)

3.1、下載程序，完成初始化

　　SPMC75F2413A內(nèi)置一個(gè)UART模塊，可以接收數(shù)據(jù)，將外部設(shè)備串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù);發(fā)送數(shù)據(jù)，將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)。UART的波特率如下式所示：

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

　　將程序下載到凌陽單片機(jī)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(tǒng)配置，如圖3所示;然后依次設(shè)置PG/PC組態(tài)西門子通訊接口、SIMATIC NET工業(yè)以太網(wǎng)、虛擬PC Station;最后建立WinCC項(xiàng)目，一切準(zhǔn)備完成，給從站上電，結(jié)合軟件部分完成連通實(shí)驗(yàn)。

圖3 用Step7完成系統(tǒng)配置

4、結(jié)束語

　　硬件方面，將PB-OEM2-SE評估板和接口板、用戶模板連接起來;軟件方面，利用組態(tài)軟件Step7、SIMATICNET、WinCC作為上位工控機(jī)進(jìn)行了相對應(yīng)的硬件配置、參數(shù)設(shè)置、過程監(jiān)控等，最終建立完一個(gè)主站和一個(gè)從站的最小調(diào)試系統(tǒng)，連通用戶模板和接口板(從站)，PROFIBUS電纜連接主站(CP5611)和從站，實(shí)現(xiàn)雙向通訊，使得在電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的應(yīng)用性能大大改善，并且能在很大程度上節(jié)約成本。對于電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各方面改進(jìn)研究具有重要意義。