[发明专利]EPA总线与MODBUS总线转换适配器

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业过程控制仪表不同总线之间相互转换的模块，特别涉及一种EPA总线 与MODBUS总线转换适配器。

背景技术

20世纪80年代产生和发展起来的现场总线技术，因为实现了全数字通讯而大大提高了抗 干扰能力，目前在工业自动化领域存在着多种总线标准，伴随着现场总线技术诞生的是各大利 益集团为了抢夺市场经济利益的标准之争。同时，现场总线技术也存在自身的其他不足：不同 总线之间不能兼容、不能真正实现透明信息互访、无法实现信息的无缝集成、协议和实现技术 复杂、传输速率低、成本高、不易实现与上层信息网络的无缝连接。

与此同时工业以太网成为新的发展方向，以太网具有以下特点：应用广泛、成本低廉、通 讯速率高、软硬件资源丰富、可持续发展潜力大、易于与Internet连接，实现办公自动化网 络和工业控制网络的信息无缝集成。EPA总线标准就是一种目前具有广泛应用前景且具有我国 自主知识产权的工业以太网技术，这使得其他总线与EPA总线相互通讯成为目前研究的热点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：设计一种全新的总线转换适配模块，将目前应用广泛的 MODBUS总线信号转换成EPA总线信号，实现MODBUS网络和EPA网络的互联互通。

本发明是通过这样的技术方案实现的：EPA总线与MODBUS总线转换适配器包括主电路模 块，所述主电路模块主要由ARM控制器芯片AT91SAM7x256、网络芯片RTL8201、网络变压器 HR611661、标准的JTAG电路及外围电路构成，其特征在于：所述主电路模块通过网络获得总 线24V电源，以获得的24V电源为电源模块WRB2405提供输入电压，然后由电源模块WRB2405 转换为5V输出电压，再经电源模块LM1117-3.3转换为3.3V输出；以3.3V电压为主电路模块 的工作电压；通过RS485芯片ADM2486将来自MODBUS设备的信号，传送给ARM控制器芯片 AT91SAM7x256；标准JTAG电路连接ARM芯片AT91SAM7x256；网络芯片RTL8201，通过MAC接 口与ARM控制器芯片AT91SAM7x256连接，通过EMAC接口实现通信；网络变压器HR611661分 别与网络芯片RTL8201、RJ45网络接口连接；采用总线供电，通过MODBUS接头同MODBUS设备 相连、通过以太网接口直接连接工业交换机，与该网段内的其他EPA设备实现组网。

EPA总线与MODBUS总线转换适配器的主电路模块采用总线供电，通过MODBUS接头同MODBUS 设备相连、通过以太网接口直接连接工业交换机，与该网段内的其他EPA设备实现组网，实现 EPA网络和MODBUS现场总线网络的无缝连接。

具有MODBUS总线功能的设备通过EPA总线与MODBUS总线转换适配器上的MODBUS专用接 口相连，将MODBUS信号传送到EPA总线与MODBUS总线转换适配器上。

EPA总线与MODBUS总线转换适配器经过对MODBUS协议报文的分析，将其转换为EPA协议 报文，并通过转换适配器主电路模块上的网络接口RJ45，将EPA报文通过以太网直接连接至 工业交换机上，最终实现MODBUS到EPA的转换。

主电路模块的供电采用总线供电方式是，由工业交换机的RJ45接口4、5脚提供+24V，7、 8脚提供GND，通过网线为主电路模块提供电源。

主电路模块采用的主要芯片是Atmel公司的ARM7系列的AT91SAM7x256，其内置以太网控制 器和MAC层，网络芯片采用RTL8201，其具有网络PHY层，与AT91SAM7x256配合组成完整的网 络开发模块。软件上采用嵌入式操作系统uC/OS-II主要包括EPA以太网通讯模块，MODBUS模 块，ARM微处理器执行EPA协议栈、MODBUS主站协议栈和EPA/MODBUS协议转换模块等软件模 块，EPA协议和MODBUS协议通过EPA协议栈、MODBUS主站协议栈和EPA/MODBUS协议转换模块 实现转换互连。

本发明的有益效果是：将MODBUS设备与MODBUS/EPA转换模块(EPA总线与MODBUS总线 转换适配器)相连后可以实现MODBUS报文到EPA报文的转换，在EPA组态软件中可以成功的 监听并组态该MODBUS设备，实现MODBUS设备与EPA设备共存于同一网络，并实现它们之间的 互操作、互访问。