多現(xiàn)場總線接口智能儀表設(shè)計

摘 要： 在不同現(xiàn)場總線的產(chǎn)品共存的自動化系統(tǒng)中，如何使新興智能儀表與原有現(xiàn)場設(shè)備或未來更新設(shè)備在通信方面相兼容，已經(jīng)成為一個現(xiàn)實問題。為此，提出了智能儀表中多現(xiàn)場總線接口技術(shù)。從硬軟件方面研究了智能儀表中MODBUS、PROFIBUS和CANBUS三種現(xiàn)場總線通信接口，重點分析了設(shè)計中的關(guān)鍵問題，并結(jié)合電工儀表產(chǎn)品實現(xiàn)了三種現(xiàn)場總線通信。通過對上位機的通信測試數(shù)據(jù)的分析，驗證了該設(shè)計方案的可行性。
關(guān)鍵詞： 現(xiàn)場總線；MODBUS；PROFIBUS；CANBUS

為了適應(yīng)不同自動化系統(tǒng)的應(yīng)用需求，出現(xiàn)了擁有不同技術(shù)特點的現(xiàn)場總線[1]。每種現(xiàn)場總線都以一個或幾個大型跨國公司為背景拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，多種總線在一個應(yīng)用領(lǐng)域中協(xié)調(diào)共存，不同的總線設(shè)備為用戶提供了產(chǎn)品選擇多樣性的同時，也給用戶帶來了設(shè)備兼容性問題，傳統(tǒng)的單一現(xiàn)場總線儀表已經(jīng)不能靈活地適用于自動化系統(tǒng)。因此,針對多種總線共存的客觀事實，探討如何使智能儀表適應(yīng)不同現(xiàn)場總線系統(tǒng)有著重要的現(xiàn)實意義。
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能
本文系統(tǒng)以STC12C5612AD作為智能儀表的主CPU(內(nèi)部燒寫有MODBUS通信協(xié)議),設(shè)置一個由主CPU所在板引出的引腳為GND、VDD、TXD、RXD、INT1、AGND、VCC的公共通信接口，可以連接485、PROFIBUS、CAN三種通信板中的一種通信電路實現(xiàn)通信。其中CAN、PROFIBUS通信電路分別有獨立的CPU（AT89C51CC03[2]和P89V51RD2，分別燒寫了DEVICENET和PROFIBUS-DP協(xié)議），與主CPU構(gòu)成雙CPU結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。