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        RS485和PROFINET網關設計

        作者: 時間:2016-12-16 來源:網絡 收藏
        當前,通信技術在現場生產中的監測、控制和故障報警等等有舉足輕重的應用。從簡單的RS232、RS422到RS485等現場總線,再到更高級的工業以太網,比如PROFINET和ETHERNET/IP,它們被應用到了工業的各個方面。現在對于通信及其協議的研究已日趨成熟,并且通過轉換芯片設計的網關,可以進行任意兩種協議的轉換,即將不同類型的控制網絡連接到一起。這樣可以利用不同協議的優點,大大增加了產品設計的靈活性。
          本設計就是利用現有的模塊(ANYBUS—S PN IO)開發出一種網關,通過對RS485和PROFINET的協議進行處理,完成兩者的無縫連接,并在功能上形成統一。
          1系統概述
          圖1為本系統的框圖。圖左側以串行RS485為主要通信手段的架構;右側以西門子S7 300建立PROFINET工業以太網;中間部分為以控制ANYBUS—S模塊為基礎單片機控制電路,同時這部分電路也設計了RS485接口,處理兩側的通信協議。織夢好,好織夢

        2PROFINET和ANYBUS—S
          2.1PROFINET簡介
          PROFINET是由PI(PROFIBUS International)組織制定,是以工業以太網技術為基礎的自動化總線標準。它為工業現場通信提供了一套完整的解決方案,包括實時以太網、運動控制、分布式自動化以及網絡安全等;同時,作為跨供應商的技術,它能夠兼容現有的現場總線(如PROFIBUS)技術,保護現有投資。PROFINET基于工業以太網,采用存貯轉發機制而非現場總線的共享方式通信,總線帶寬和節點擴展能力大大。
          2.2ANYBUS—S技術
          ANYBUS—S是由瑞典HMS公司研發的、用于工業現場的產品的總稱。通過它完成的代理器(proxy)的作用,使得本不具備網絡通信能力的模塊或者設備接入控制網絡。
          本設計使用的ANYBUS—S是應用于PROFINET網絡的,它內嵌了PROFINET網絡協議,并對于控制它的CPU沒有太高的要求。所有的ANYBUS—S模塊都有標準的應用接口,即34pin的排針。因此在開發ANYBUS—S模塊時,最關鍵的就在于對它的標準34pin的操作。34pin各個端口的意義如表1所示。

        3 硬件設計
          本設計的硬件設計有兩部分,一部分是PROFINET接口電路,另一部分是RS485接口電路。前者通過控制ANYBUS—S的34pin,包括數據總線、地址總線和控制總線等等,完成模塊的初始化;后者通過單片機控制芯片MAX485構成RS485接口,以便接入控制網絡。
          3.1PROFINET接口電路
          根據上節給出的34pin接口及各個端口意義,設計了PROFINET接口電路。它主要由左側的單片機最小應用電路,控制右側的模塊的數據總線、地址總線和控制總線等,通過編寫的軟件對模塊進行配置,完成其初始化。電路如圖2所示。
          表1ANYBUS-S模塊34pin各端口的意義
          引腳名稱意義1Vcc2GND[3]總線接口的電源3,4NC空引腳5Vcc6GND[3]模塊供電電源7TxD8RxD[3]串行通信接口9-18A0-A9地址總線19-26D0-D7數據總線27/BUSY指示當前DPRAM在被模塊使用,低電平有效28/IRQ指示握手寄存器(7FFH)有新消息,低電平有效29/RD輸出使能,低電平有效30/WR輸入使能,低電平有效31/CS片選端,低電平有效32/RESET復位端,低電平有效33A10第11位地址位34A11第12位地址位,擴展時使用圖2 PROFINET接口電路
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