在智能工厂的故事里Profibus-DP总线与电动执行机构的奇妙合作

导语:Profibus现场总线以其卓越的技术性能,在全世界范围内得到广泛的应用。在电动执行机构行业内也需要开发带有Profibus现场总线接口的产品。上海自动化仪表十一厂着重介绍了带有Profibus现场总线接口的智能型电动执行机构的开发、试验和应用,实践证明,使用效果较好,对其推广具有重要意义。

现场总线是一种应用于生产现场,在设备(仪表)之间、控制室内实现串行、双向、多点数字式通信技术。它是以单个分散的数字化、智能化测量和控制设备作为网络节点,用总线连接,实现互相交换信息,共同完成自动控制功能。

在电动执行机构行业中,Modbus-RTU、Profibus-DP、FF和Devicenet等通信协议得到了广泛应用,其中Profibus-DP由于其开放性、高效率和高可靠性而受到欢迎。在1999年,它成为国际标准IEC61158的一部分,并在2001年被批准为中国国家标准JB/T10308.3—2001。

为了更好地集成到现有的系统中,我们设计了一款DP卡,该卡能够将传统智能型电动执行机构升级为支持DP协议,从而使它们能够与其他DP兼容设备无缝对话。这种升级不仅提高了系统整体性能,还降低了维护成本,因为它减少了对硬件和软件组件数量的大量需求。

我们的设计重点是在原有硬件基础上增加一个新的模块,这个模块包含SPC3协议芯片以及必要的外围电子元件。SPC3芯片负责处理DP协议中的复杂任务,如数据包装/拆包,以及与主站进行同步通信。这项工作极大地简化了整个系统设计过程,使之更加灵活且易于扩展。

通过深入研究SPC3芯片及其内部结构,我们成功地将其集成进我们的设计中。这包括初始化程序来配置关键寄存器,以及启动序列来激活所有必要功能。此外,我们还必须确保所有关键信号都被正确隔离,以避免干扰并保证数据传输质量。

最后,由于SPC3可以自动生成服务存取点(SAP),我们不必手动配置这些值,而是让CPU循环检查标志位,以便及时捕获任何来自主站或从站发来的新数据。这一机制极大地减轻了编程负担,同时提高了响应速度,使得整个系统更加稳定可靠。

经过详尽测试,本项目展示了一种既经济又有效的手段,将传统智能型电动执行机构转变为现代化DP兼容设备。这项技术革新对于提升工厂运营效率至关重要,也为未来的工业4.0时代奠定坚实基础。

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