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PROFIBUS-DP接口开发技术研究和应用
来源:本站整理  作者:佚名  2010-06-20 10:28:12




如果主站的令牌持有时间为零或负(即主站没有时间处理从站的信息),则 DP从站在主-从通讯中仍然可以用诊断报文的方式发送一个高优先级信息;这样,在任何情况下都可以保证来自 DP从站的数据至少可以以一个诊断报文的方式得以发送。这种机制保证了PROFIBUS-DP主-从通讯有很好的时间确定性。
3.4.3 服务访问点以及对应的 PROFIBUS-DP服务的实现举例
服务访问点实现也就是对应的 PROFIBUS-DP服务的实现。只要是熟练使用专用芯片并熟练掌握 PROFIBUS-DP的一些必要的知识,就可以实现所有的服务访问点。鉴于“读从站诊断信息”这项服务对于实时性和时间确定性的重要性,下面以服务访问点 60即服务“读从站诊断信息”的实现来举例说明。
在使用专用芯片 SPC3实现服务访问点 60的时候,以下问题需要重点考虑:

(1) 诊断缓冲区的结构 [3]
程序开发者向 SPC3传递诊断缓冲区的数据。在诊断缓冲区中,由程序开发者在第 1个字节(字节0)中的位0、位 1和位 2这三个位的位置分别储存 “外部诊断”位、“静态诊断”位和“外部诊断溢出”位。诊断缓冲区的前 6个字节中除了上述 3个位,其它都是固定空间;当发送诊断缓冲区的数据时,SPC3按照 PROFIBUS-DP标准预处理前 6个字节。字节6-243是程序开发者输入的外部诊断数据。
(2) 诊断处理流程 [3]
当两个缓冲区被交换时,内部 04H单元的“诊断标志”被置位,这时称“诊断标志”被激活。对于一个激活的“诊断标志”,SPC3在下一个“读写数据报文”期间,用高优先级响应数据来响应,通知相关的主站现在从站有新的诊断数据。在主站用“读从站诊断信息”报文取得新的诊断数据以后,“诊断标志” 被复位。接着程序可以查询状态寄存器中的“诊断标志”,以便发现在原有的诊断数据被交换为新的诊断数据以前,主站是否已经取得原有的诊断数据。
(3) 本文中针对现场智能设备通信软件中相应的程序设计

将“外部诊断”位设置为“0”,从系统的观点看,就可以将数据理解为状态信息。当现场智能设备中的测量参数达到某值时,将此值作为一个状态信息送往诊断缓冲区中的字节6-243,当上升一个百分比时,再送出状态信息,供系统远程监控。所以,现场智能设备通信软件设计为测量参数的状态信息可远程监控。相应的外部诊断处理程序程序框图见图3。


即使主站没有时间处理从站的信息,程序仍然可以在重要的参数超过某个值时,用诊断报文的方式发送一个高优先级信息给主站。
3.5 GSD文件编制以及与软件开发的关系
GSD文件的精确定义保证所有标准从站和所有标准主站通信 [5]。GSD文件由设备的开发者准备,并以电子数据单形式向最终用户提供。
在 GSD文件的编制过程中的重点和难点在于:除了精确地理解了 GSD文件的规格说明,最重要的是将 GSD文件和 PROFIBUS-DP通信软件中的有关参数对应起来,否则程序运行将出错,甚至 PROFIBUS-DP系统不能识别通信软件对应的从站。
通信软件的开发和 GSD文件的编制必须相互配合,有些参数必须完全一致,这样才能保证 PROFIBUS通信单元的开发成功。这些参数包括:是否支持冻结模式,是否支持同步模式,是否支持传输速率的自动识别,是否支持改变从站地址,在 CLEAR模式是否接收数据消息,诊断数据的最大长度,参数数据的最大长度,用户参数数据的长度,用户参数数据。

 4 总结
在深入剖析 PROFIBUS-DP状态机和 PROFIBUS-DP服务流程的基础上,开发了应用于现场智能设备的包括硬件、通信软件和电子设备数据文件的总线接口卡。
创新点在于:在满足 PROFIBUS-DP主-从通讯有很好的时间确定性的基础上,实现了能满足 PROFIBUS-DP主-从通讯有很好的时间确定性的服务访问点SAP60,并且实现了 SPC3其它的服务访问点,编制了与 PROFIBUS-DP通信软件完全匹配的电子设备数据文件。
本文中开发的接口已经应用于多个现场智能设备。
参考文献
[1]阳宪惠.现场总线技术及其应用.北京:清华大学出版社,1999
[2]柴郁,李斌.现场总线技术的发展及应用展望.仪表技术, 2001年第 2期:43-45
[3]安宪军,黄尔烈.基于PROFIBUS-DP总线的数据通信.微计算机信息, 2008,6-1:49-51。
[4] SIMATIC-NET SPC3 and DPS2 User Description (Siemens PROFIBUS Controller according to EN 50 170 Vol 2) .西门子公司, 2000.2
[5]SIEMENS EN 50 170 Vol 2 working with PROFIBUS-DP Device Description Data Files GSD.西门子公司,December  20,98

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