[实用新型]一种具有状态机调度与故障诊断功能的PROFIBUS-DP网桥

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种智能网桥，特别是涉及一种具有状态机调度与故障诊断功能的PROFIBUS-DP网桥，属于工业自动化通信设备。

背景技术

PROFIBUS-DP，是目前应用最为广泛的适用于高端过程控制的现场总线标准，是一种经过优化的高速通信连接，它具有实时性好、可靠性高、硬件开销少等特点。

目前市场上的PROFIBUS总线网桥有多种类型，如PROFIBUS/CAN总线网桥、PROFIBUS/232总线网桥、PROFIBUS/485总线网桥，这些总线网桥的普遍特点是：配置依赖主站，专用程度高，通用性能较差，协议定义非标准，协议复杂度大，协议透明度不高，接口形式单一，通信稳定性不好，调度策略不合理，缺乏故障诊断机制，没有故障自复能力，后期维护较为困难；由于采用DCS构架的传感器与仪表的等设备接口支持多种自定义协议，工矿企业在进行PROFIBUS-DP总线升级的时候，发现需要为每一种设备单独开发网桥以支持相应接口的自定义协议，以致造成升级成本大大超过购置新设备的成本。

实用新型内容

了解决上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种具有状态机调度与故障诊断功能的PROFIBUS-DP网桥，解决了由于策略调度不合理、接口形式单一、协议专用性太强、缺乏故障诊断机制等原因所造成通用性不好、稳定性不高的问题；通过FPGA实现了协议的自由定制；通过设计多种接口增强了多配能力；通过设计合理的状态调度与故障诊断电路，既能实现合理调度，又能实现故障诊断。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种具有状态机调度与故障诊断功能的PROFIBUS-DP网桥，包括TMS320DSP、AlteraFPGA、状态机调度与故障诊断电路、PROFIBUS-DP协议转换电路、自由协议接口14、电平转换1电路、电平转换2电路、多路转换器、配电器、高速光耦、PROFIBUS-DP站接口4、RS232/RS485电平转换器、DP地址拨码开关、看门狗与复位电路、20M有源晶振、40M有源晶振，以及人机界面1和状态指示灯2，其特征在于：所述的RS232/RS485电平转换电路一端连接人机界面1，另外一端连接TMS320DSP的串行接口SCR1；状态指示灯2与TMS320DSP的端子IPO0-3相连；DP地址拨码开关与TMS320DSP的PIO12-18相连；看门狗与复位电路与TMS320DSP的复位端子RST相连；20M有源晶同时连接至TMS320DSP与AlteraFPGA的振荡器输入端子；TMSDSP的地址总线A[0..21]与AlteraFPGA端子相连；TMSDSP的数据总线D[0..15]与AlteraFPGA端子双向连接；AlteraFPGA通过GPIO10-17与PROFIBUS-DP协议转换电路双向连接，并通过配置初始化信号线15与PROFIBUS-DP协议转换电路单向连接；AlteraFPGA通过FPGA启动信号线12、FPGA通讯超时信号线13和状态机调度与故障诊断电路双向连接；状态机调度与故障诊断电路通过四根故障信号线PIO6-9与TMS320DSP单向连接；TMS320DSP的端子PIO10通过总启动信号线10和状态调度与故障诊断电路单向连接；TMS320DSP的端子PIO11通过转换启动信号线11与PROFIBUS-DP协议转换电路相连；TMS320DSP的串行通信端子SCR2与配电器双向连接；TMS320DSP的两个端子PIO4-5与多路转换器相连；状态机调度与故障诊断电路通过配电器使能信号线7、配电器故障信号线6实现与配电器的双向连接；状态机调度与故障诊断电路通过多路转换器使能信号线5、多路转换器故障信号线8实现与多路转换器的双向连接；自由协议接口14通过电平转换电路与多路转换器双向连接；40M有源晶与PROFIBUS-DP协议转换电路单向连接；PROFIBUS-DP协议转换电路的数据发送端子TXD与数据接收端子RXD均通过高速光耦连接到PROFIBUS-DP总线上；PROFIBUS-DP站接口4的数据发送端子TXD、数据接收端子RXD直接与PROFIBUS-DP总线相连。

所述的TMS320DSP为德州仪器C2000、C5000、C6000系列DSP信号处理器；所述的AlteraFPGA包括Cyclone，CycloneII，Stratix，StratixII系列和AlteraCPLD系列。