電子器件皮帶秤操縱儀表是對於生產製造過程管理的具體必須而開發設計的一種降低成本專用型儀表⑴。該儀表選用dsPIC30F做為CPU；24位的模數轉換器AD7730釆集液位傳感器的脈衝信號，並根據SPI口與dsPIC30F相接；傳動帶的速率數據信號根據光電編碼器精確測量，並且經過QEI口鍵入dsPIC30F；操縱數據信號經電K8凯发登录入口型模數轉換器AD420輸出，操縱軟啟動器，調整電機額定功率。儀表中設立2個單獨的通信協議，一個配備成RS232,用以與係統機相接，做為電子器件皮帶秤係統軟件調節、基本參數和編碼免費下載的安全通道；另一個則配備成RS485。
皮帶秤安裝到當場應用後，因為生產流水線是選用SIEMENS的S7-300PLC控製的，期待皮帶秤可以接納生產流水線操縱服務器發過來的指令，另外也可以將原材料K8凯发登录入口等數據信息發送至服務器，因而規定電子器件皮帶秤操縱儀表具有有PROFIBUS-DP的通信協議，變成PROFIBUS-DP從站。
盡管PROFIBUS是一個對外開放的計算機接口通訊協議，所有人都能夠得到 這一規範並設計方案分別的軟、硬件配置解決方法⑵。但該協議書比較繁雜,並且通訊全過程中時間觀念回應的規定比較嚴苛，現階段開發設計DP從站的解決方法大多數釆用專用型的協議書處理芯片，如SPC3等⑶來完成的。釆用專用型的協議書處理芯片的解決方法是一種節省成本的解決方法，但規定在硬件配置上開展設計方案，將協議書處理芯片立即與儀表操縱CPU係統總線相接，必須占有較多的硬件平台。在所設計方案的電子器件皮帶秤操縱儀表中，操縱處理芯片的硬件平台基礎被用完，除非是再次設計方案，已不太可能完成與專用型的協議處理芯片的立即相接，選用專業的串口通信/PROFIBUS-DP轉化器又要提升成本費。因此隻有探尋一種手機軟件解決方法，讓目前的電子器件皮帶秤操縱儀表能變成PROFIBUS-DP從站，考慮生產流水線的操縱必須。
在很多參考文獻裏都提及過運用單片機設計的UART口能夠根據手機軟件來完成PROFIBUS-DP的數據鏈路層協議書⑵，但並未見過好用的取得成功案例匯報。小編將在對PROFIBUS-DP開展協議書剖析的基本上，靈活運用dsPIC30F的UART作用，完成一種純手機軟件的PROFIBUS-DP從站解決方法，並取得成功地應用於電子器件皮帶秤操縱儀表中。
1PROFIBUS-DP協議書剖析
為了更好地確保數據的遠程數據傳輸,PROFIBUS隻選用了物理層、數據鏈路層和客戶接口，並根據數據鏈路層FDL(FieldbusDataLink)來完成絕大多數的係統總線協議書。這類精簡構造促使數據信息能髙速、高效率地傳送，尤其融入於PLC與當場I/O機器設備間的通訊。PROFIBUS的物理層選用RS485五類雙絞線電纜線或光纜電纜，在其中RSM85傳送是PRIFIBUS係統總線中最常見的一種無線通信技術，它既融入於需遠程數據傳輸的係統軟件，又融入於簡易、便宜，需迅速鋪裝的場所。通訊串口波特率為9.8kbps~12.0Mbpso
PRIFIBUS一般釆用根據係統總線的主從關係構造，能夠有好幾個域名。域名中間選用令牌環網，保證 每一個域名在一個明確的時間內獲得係統總線存儲權（動態口令）。域名與從站中間選用主-從輪詢方法進行信息內容傳輸。域名能夠對從站開展取值、配備、複位和確診。而從站一般是處於被動地等候域名的要求，並對域名的要求開展必需的回應。
PROFIBUS的數據鏈路層幀協議書是很繁雜的，要選用手機軟件方法完成一個能夠考慮各種各樣配備必須、能根據PROFIBUS驗證的通用性網站是很艱難的。而該項設計方案的目地是在設計製作的專用型儀表上加設一個能夠做為DP從站的PROFIBUS係統總線插口，讓專用型儀表能和係統總線上的明確域名互換信息內容，完成生產流水線的連動操縱和數據信息釆集。因此能夠剪裁掉一些多餘的作用，確保專用型儀表能夠順利地連接PROFIBUS-DP係統總線，並靠譜地與域名完成數據傳輸。因此依據專用型儀表作用和所必須互換的數據信息，編寫一個該儀表的GSD文檔，在其中關鍵是設定好該機器設備的ID、適應串口波特率、從站響應速度和數據傳輸控製模塊。隨後將該GSD文檔安裝到PLC的域名中，讓域名能夠恰當鑒別該機器設備。
在所設計方案的係統軟件中，采用SIEMENS的S7-300PLC做為域名。在安裝了皮帶秤操縱儀表的GSD文檔後，根據具體檢測和協議書剖析後，獲得該係統軟件的主-從通訊全過程大概能夠分成：域名對從站的第1次確診、參數化設計從站、組態軟件配備從站、域名對從站的第2次確診及其域名與從站中間的循環係統數據傳輸。
因為dsPIC30F允許的最大係統軟件數字時鍾為30MHz,為了更好地使其UART造成的串口波特率與PROFLBUS-DP相匹配，操縱儀表的係統軟件數字時鍾挑選為24MHz。那樣,UART可造成的最大串口波特率為1.5Cbps,換句話說很有可能完成的PROFIBUS-DP的最大串口波特率僅能做到1.5Cbps。這一串口波特率盡管低了一些，但足夠考慮PLC控製生產流水線的PROFLBUS係統總線組網方案規定。
PROFIBUS-DP係統總線係統軟件中，係統總線的傳輸速度是依據具體運用的必須，由域名來設置的。為了更好地完成機器設備的校準和資產重組，規定從站能積極搭配事前界定的係統總線的傳輸速度，一旦通訊速度產生變化，還能積極調節到新的傳輸速度,換句話說從站應具備串口波特率自適應力。
在dsPIC30F處理芯片上有著一個具有全自動串口波特率檢驗工作能力的UART外接設備，UART接受腳位（RX腳位）上的數據信號能在內部傳輸至一個鍵入捕獲控製模塊，進而得到 鍵入數據信號邊緣的時鍾頻率，應用軟件可依據這時序測算出UxBRG存儲器的值，完成串口波特率響應式。但這類自動識別的方式在於接受到的數據信息，一般規定域名最先推送一個同步標識符，如0x55。殊不知本係統軟件的域名是明確的PLC,域名隻有按計算機接口傳輸協議傳輸有關報文格式幀，不太可能添加所規定的同步標識符，難以確保波特率計算的精密度，經測試表明，該方式沒法進行PROFIBUS-DP的串口波特率響應式，完成平穩通訊。
好在PROFIBUS-DP協議書隻適用9.6-12.0Mbps的10級固定不動的串口波特率，係統總線傳送數據信號很有可能的輸出功率已經知道且平穩。因而，能夠釆用窮舉法，在從站起動通訊程序流程後，逐一試著以不一樣的串口波特率接受域名傳出的標識符，直至能取得成功接受已經。在所設計方案的係統軟件中，充分考慮域名隻很有可能有45.45、93.75、187.5、500、1.5x103Mbps5個串口波特率，所相匹配的從站的UxBRG值各自為32、15、7、2、0。以接到一個詳細的幀為規範，在從站複位時全自動進到串口波特率尋找情況，逐一輪詢UxBRG的值來完成串口波特率響應式。這類方式簡易，非常容易完成，而且係統軟件工作中平穩。
PROFIBUS-DP係統總線在數據傳輸全過程中，有嚴苛的報文格式幀的構造和相對的時鍾頻率關聯，假如時鍾頻率稍有錯漏，互換便會停止句。在域名推送每一報文格式幀前，需添加一段係統總線休息的同步時間rSYN）其值固定不動為33Tbil（表明傳送一個數據位占有的時間，為傳輸速度的倒數）。在從站接受到域名要求後並不是馬上回應，隻是必須一定的間隔時間，這一間隔時間界定為rsDR,PROFIBUS要求此值的低限為11L”上低限為60~8004,。域名在接受到回應報文格式幀後，要等候7皿才可以推送下一幀，T皿固定不動為75孔"。除此之外，在通訊的域名一側還界定了主要參數入丄，它表明從域名發出請求幀的最後一個bit到接到回應幀的第一個bit中間的間隔時間，體現了一個係統軟件的實用性優劣。假如具體時間超出Rl後，域名還未接到從站的回應，就覺得係統軟件失敗,需作出相對的解決。

在設計方案一個從站時,盡量留意考慮孔強和AL這兩標準，使從站的反應速度不可以太快也不可以很慢，以合乎係統總線時鍾頻率關聯。在從站接受到一個域名要求幀後都務必做一些必需的解決，這種解決所花銷的CPU時間一般都能做到孔成的低限規定，假如不可以考慮（如串口波特率太低，而CPU運作速率太快）可適度添加一點延時，以確保時鍾頻率關聯。為了更好地確保全部係統軟件的實用性，孔聽的限製和『SL都不可以界定得過長，因而規定從站能對域名的要求立即做岀回應。因此在從站控製板程序編寫中選用了二項技術性；一是靈活運用了dsPIC30F的UART接受存儲器和推送存儲器的四級緩存文件，確保收入數據信息的立即接受和輸出數據信息的持續推送；二是為了更好地防止被控製板其他每日任務的打攪,危害響應速度，在從站接到域名要求幀的最終一個字節時，立即在接受終斷中分析該要求幀，並準備好回應數據信息，打開推送終斷。這兩項技術性是根據多次探索後，保證 完成與域名平穩通訊的重要。
3連接網絡檢測
為了更好地認證所設計方案電子器件皮帶秤操縱儀表做為PROFIBUS-DP從站的特性，釆用西門子公司的S7-300做為域名，並釆用STEP7來配備相對的PROFIBUS-DP試驗互聯網⑶。最先在SIMATICMANAGER下創建一個PROFIBUS-DP新項目；隨後將S7-300插進係統總線中做為域名，並將域名詳細地址設定為2；在配備好通訊傳輸速度（如1.5Cbps）後，就可以獲得一個以S7-300為主導站的PROFIBUS-DP係統總線。在係統配置下加上自主編寫的GSD文檔後，能夠在PROFIBUS-DP網站文件目錄中尋找電子器件皮帶秤操縱儀表DP從站，將其加上到PROFI-BUS-DP係統總線上並設定其詳細地址為11,就完成了全部試驗互聯網的組態軟件。在將組態軟件編碼免費下載到S7-300控製模塊後，用五類雙絞線將該控製模塊的PROFIBUS-DP插口與電子器件皮帶秤操縱儀表的RS485接口相連，就組成了測試平台。
在組網方案完畢後，各自給PLC、電子秤通電，將PLC方式電源開關挑選RUN情況，PLC的RUN（翠綠色）顯示燈閃動幾回後終止閃動，處在翠綠色照亮情況。顯示燈SF（鮮紅色）、BATF（鮮紅色）、FRCE（淡黃色）、STOP（終止）閃動幾回後，處在滅掉情況。此類情況一直不斷下來，表明通訊在一切正常運作。拆換其他串口波特率，PLC顯示燈的情況與之上狀況同樣，也表明通訊一切正常。
在PROFIBUS-DP中國聯通後，就可以完成上台PLC與上下位電子器件皮帶秤操縱儀表的數據傳輸。依據在GSD文檔中要求好的數據傳輸文件格式，PLC贈給電子稱的數據信號為PIW310~PIW339,共30個字節數。電子稱送至PLC的數據信號模塊為PQW300~PQW329共30個字節數。經觀查，在各種各樣串口波特率下，上下位機中間均能完成一切正常的數據傳輸，基礎做到了生產製造過程管理的要求。
4結語
PROFIBUS-DP計算機接口是一種比較繁雜的通訊協議，並且有嚴苛的時鍾頻率規定。要開發設計符合規定的通用性DP從站網站，可釆用專用型的協議處理芯片來完成，但這類解決方法必須占有較多的控製板硬件平台。在控製板硬件平台不足時，也有一種解決方法便是釆用串口通信/PROFIBUS-DP轉化器，但是這類方法不但提升了控製板成本費，並且還需開發設計與轉化器相接的串口通信程序流程。
假如控製板的CPU處理芯片具備較高的特性，如16位之上的處理芯片；而且具備充足高的係統軟件數字時鍾，能造成1.5CHz之上的串口波特率；串口通信的收取和發送設備都具備相對的緩存文件，能考慮數據傳輸全過程中的時鍾頻率規定，則能夠選用手機軟件方法來完成一個考慮一般工業控製係統規定的DP從站網站。要是對通訊全過程中的時鍾頻率開展嚴控，徹底能夠完成從站與主站間的數據傳輸，考慮PROFIBUS-DP係統總線的實用性規定。它是一種性價比高的解決方法，對開發設計獨立的PROFIBUS-DP係統總線儀表有一定指導作用。

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