基于Profibus_DP 的閥島主控制器設計

        閥島，是指集成了較多電控閥門(mén)及其控制電路的控制單元，猶如一個(gè)島嶼存在于氣動(dòng)控制管線(xiàn)的海洋中。閥島的使用可以減少氣源裝置的數量，且便于集中控制。閥島的發(fā)展先后經(jīng)歷了帶多針控制接口的閥島、帶總線(xiàn)通訊功能的閥島以及模塊化的閥島等階段。帶總線(xiàn)通訊功能的閥島布線(xiàn)簡(jiǎn)單，方便調試維修，便于集成，成為閥島發(fā)展的主流趨勢。而Profibus總線(xiàn)作為工業(yè)現場(chǎng)廣泛使用的總線(xiàn)，具有通訊速率高，配套設施完善等特點(diǎn)，是閥島適用總線(xiàn)的首選。模塊化功能要求一個(gè)閥島設備可以由若干模塊組成，這些模塊經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的設置就可以方便的添加和移除。在閥島設備模塊化發(fā)展的趨勢下，怎樣將解決各模塊間的互聯(lián)也是一個(gè)必須面對的問(wèn)題。

系統結構和功能


        可擴展的閥島裝置由一個(gè)主設備和若干從設備組成，其中主設備由主控制器、從控制器和閥門(mén)組組成，而從設備則只集成了從控制器和閥門(mén)組。主設備和從設備之間通過(guò)CAN總線(xiàn)進(jìn)行通信，各設備既可以安裝到一起，也可以分散安裝。主控制器負責閥島主設備和Profibus主站的通訊、主設備和從設備之間的CAN總線(xiàn)通訊以及閥島的工作狀態(tài)的顯示。從控制器則主要負責閥門(mén)的控制、閥門(mén)狀態(tài)的檢測、通過(guò)CAN總線(xiàn)接收主控制器的指令并返回各閥門(mén)的狀態(tài)。限于篇幅，本文主要介紹主控制器的設計。閥島裝置的結構如圖1所示。

        在系統初始化和組態(tài)完成后，主控制器的工作主要分為兩個(gè)過(guò)程。第一個(gè)過(guò)程是接收Profibus主站的指令，并將指令按照預先制定的通訊協(xié)議拆分成若干CAN通訊幀發(fā)送給各從控制器。第二個(gè)過(guò)程是接收各個(gè)從控制器反饋的CAN消息，并將其按照通訊協(xié)議組合成Profibus的通訊幀發(fā)送給Profibus主站。此外，主控制器還支持通過(guò)指示燈顯示CAN總線(xiàn)和Profibus總線(xiàn)的通信故障， 通過(guò)撥碼轉盤(pán)設置從站地址等功能。