[发明专利]ProfibusDP冗余通信接口

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动控制领域，特别涉及一种Profibus DP冗余通信接口。

背景技术

近年来，现场总线方案呈现快速增长趋势，现场总线目前正越来越被更多的工业领域中的用户所接受。根据ARC发布的报告，2006年全球现场总线市场约为8.317亿美元，预计至2011年，此市场将达到22.79亿美元。其中，巴西、俄罗斯、印度和中国等发展中国家现场总线的增长幅度最大。ARC的研究报告中将亚洲/大洋州地区称之为“现场总线增长发动机”，年复合增长率接近32％；

Profibus 现场总线标准是开放的，不依赖生产厂家的通信系统标准，数字式，双向传输是其特点。与其它现场总线系统相比，Profibus的最大优点在于具有稳定的国际标准EN50170作保证，并经实际应用验证具有普遍性。目前已应用的领域包括发电及能源输配(石油，天然气，电力),化学，石化，电化及生物制药，采矿，环境工程，纸浆造纸，钢铁冶金，交通，航空等行业。

这些行业在下列情况下对系统可靠性存在高要求:昂贵产品原料加工，停机或生产故障造成较大损失，由于中央控制系统故障而造成非常高的重起费用及在无人监督或少维修情况下。

因此，提高基于 Profibus现场总线的控制系统可靠性，是保证Profibus 现场总线在上述重点行业广泛应用的基本前提，需要从故障预防，故障容错及失效安全技术方面开展研究。

Profibus国际组织在2004年底提出《Specification Slave Redundancy V1.2》,从Profibus 协议的角度制订了Profibus 冗余控制系统中Profibus网络构建及冗余从站之间切换的机制,为实现Profibus硬冗余控制系统提供有力支撑。

目前国外符合《Specification Slave Redundancy V1.2》标准的国外产品主要有Siemens公司的ET-200M IM153-2,auma公司的Profibus DP电动执行机构，rotork公司的Profibus DP电动执行机构等，国内目前尚未有厂家开展这方面研究并推出相关产品。

因此，开展《Specification Slave Redundancy V1.2》的协议研究，开发符合前述规范要求的Profibus DP从站冗余协议栈，对于国内仪器仪表企业打破国外企业在Profibus现场总线在高端产品领域的垄断，提高国产产品的市场竞争力及为以后进一步开发具有冗余通信能力的Profibus DP现场总线设备具有奠基意义。

发明内容

本发明是针对现在国内缺乏符合国际标准《Specificatin Slave Redundancy V1.2》要求的Profibus Dp从站冗余协议栈的问题，提出了一种Profibus DP冗余通信接口，为国内仪器仪表企业开发具有高可用性Profibus DP从站设备提供通用的通信接口。

本发明的技术方案为：一种Profibus DP冗余通信接口，包括:仪表卡、串口控制电路，看门狗电路，DPC31内核单片机，译码电路，1字节双口RAM,EEPROM电路，SRAM 电路，隔离驱动电路和供电电路，仪表卡通过串口控制电路访问两个DPC31内核单片机，两个DPC31内核单片机下分别带EEPROM电路、SRAM 电路、隔离驱动电路，DPC31内核单片机每隔一段时间对看门狗电路执行喂狗操作，两个DPC31内核单片机分别通过各自的译码电路接1字节双口RAM，供电电路将电源转换出5V,3.3V直流电压供各个电路用。

所述仪表卡按照Modbus规范定义的格式访问两个DPC31内核单片机的串口，发送Modbus请求到两个DPC31内核单片机, DPC31内核单片机判断后通过控制逻辑允许自己的UART端口发送响应回仪表卡

所述1字节双口RAM通过并行锁存机制输出地址、数据、读写控制接口及中断信号到个DPC31内核单片机。

所述隔离驱动电路将DPC31输出的信号经光耦隔离后驱动RS485电平转换芯片转换为RS485总线信号，同时将RS485总线信号经转换芯片转换后经过光耦将信号送入DPC31内核单片机。

本发明的有益效果在于：本发明Profibus DP冗余通信接口，具体可靠性高、成本低、接口方式简单、适应性强等特点。

附图说明

图1为本发明Profibus DP冗余通信接口结构示意图；

图2为本发明Profibus DP冗余通信接口中串口控制电路图；