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RS485和PROFINET網(wǎng)關(guān)設計

作者： 時(shí)間：2016-12-16 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏
當前，通信技術(shù)在現場(chǎng)生產(chǎn)中的監測、控制和故障報警等等有舉足輕重的應用。從簡(jiǎn)單的RS232、RS422到RS485等現場(chǎng)總線(xiàn)，再到更高級的工業(yè)以太網(wǎng)，比如PROFINET和ETHERNET/IP，它們被應用到了工業(yè)的各個(gè)方面?，F在對于通信及其協(xié)議的研究已日趨成熟，并且通過(guò)轉換芯片設計的網(wǎng)關(guān)，可以進(jìn)行任意兩種協(xié)議的轉換，即將不同類(lèi)型的控制網(wǎng)絡(luò )連接到一起。這樣可以利用不同協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)，大大增加了產(chǎn)品設計的靈活性。
　　本設計就是利用現有的模塊(ANYBUS—S PN IO)開(kāi)發(fā)出一種網(wǎng)關(guān)，通過(guò)對RS485和PROFINET的協(xié)議進(jìn)行處理，完成兩者的無(wú)縫連接，并在功能上形成統一。
　　1系統概述
　　圖1為本系統的框圖。圖左側以串行RS485為主要通信手段的架構；右側以西門(mén)子S7 300建立PROFINET工業(yè)以太網(wǎng)；中間部分為以控制ANYBUS—S模塊為基礎單片機控制電路，同時(shí)這部分電路也設計了RS485接口，處理兩側的通信協(xié)議?？棄?mèng)好，好織夢(mèng)

2PROFINET和ANYBUS—S
　　2.1PROFINET簡(jiǎn)介
　　PROFINET是由PI（PROFIBUS International）組織制定，是以工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)為基礎的自動(dòng)化總線(xiàn)標準。它為工業(yè)現場(chǎng)通信提供了一套完整的解決方案，包括實(shí)時(shí)以太網(wǎng)、運動(dòng)控制、分布式自動(dòng)化以及網(wǎng)絡(luò )安全等；同時(shí)，作為跨供應商的技術(shù)，它能夠兼容現有的現場(chǎng)總線(xiàn)（如PROFIBUS）技術(shù)，保護現有投資。PROFINET基于工業(yè)以太網(wǎng)，采用存貯轉發(fā)機制而非現場(chǎng)總線(xiàn)的共享方式通信，總線(xiàn)帶寬和節點(diǎn)擴展能力大大。
　　2.2ANYBUS—S技術(shù)
　　ANYBUS—S是由瑞典HMS公司研發(fā)的、用于工業(yè)現場(chǎng)的產(chǎn)品的總稱(chēng)。通過(guò)它完成的代理器（proxy）的作用，使得本不具備網(wǎng)絡(luò )通信能力的模塊或者設備接入控制網(wǎng)絡(luò )。
　　本設計使用的ANYBUS—S是應用于PROFINET網(wǎng)絡(luò )的，它內嵌了PROFINET網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，并對于控制它的CPU沒(méi)有太高的要求。所有的ANYBUS—S模塊都有標準的應用接口，即34pin的排針。因此在開(kāi)發(fā)ANYBUS—S模塊時(shí)，最關(guān)鍵的就在于對它的標準34pin的操作。34pin各個(gè)端口的意義如表1所示。

3 硬件設計
　　本設計的硬件設計有兩部分，一部分是PROFINET接口電路，另一部分是RS485接口電路。前者通過(guò)控制ANYBUS—S的34pin，包括數據總線(xiàn)、地址總線(xiàn)和控制總線(xiàn)等等，完成模塊的初始化；后者通過(guò)單片機控制芯片MAX485構成RS485接口，以便接入控制網(wǎng)絡(luò )。
　　3.1PROFINET接口電路
　　根據上節給出的34pin接口及各個(gè)端口意義，設計了PROFINET接口電路。它主要由左側的單片機最小應用電路，控制右側的模塊的數據總線(xiàn)、地址總線(xiàn)和控制總線(xiàn)等，通過(guò)編寫(xiě)的軟件對模塊進(jìn)行配置，完成其初始化。電路如圖2所示。
　　表1ANYBUS-S模塊34pin各端口的意義
　　引腳名稱(chēng)意義1Vcc2GND[3]總線(xiàn)接口的電源3，4NC空引腳5Vcc6GND[3]模塊供電電源7TxD8RxD[3]串行通信接口9-18A0-A9地址總線(xiàn)19-26D0-D7數據總線(xiàn)27/BUSY指示當前DPRAM在被模塊使用，低電平有效28/IRQ指示握手寄存器（7FFH）有新消息，低電平有效29/RD輸出使能，低電平有效30/WR輸入使能，低電平有效31/CS片選端，低電平有效32/RESET復位端，低電平有效33A10第11位地址位34A11第12位地址位，擴展時(shí)使用圖2 PROFINET接口電路
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