基于单片机的变频系统Profibus通讯

〔摘要〕
关键词
介绍Profibus现场总线的基本特点，给出了一种用单片机实现变频系统Profibus通讯的方案，完成实时
通讯和控制功能，缩短了开发周期，有利于提高产品的数字化程度。
Profibus触摸屏通讯
1系统概述
    整个系统框图如图1，由1个主站和2个从站组成。
主站采用西门子的PLC来实现，从站由触摸屏和变频系
统Profibus从站组成。
西门子
315-2DP
Profibus总
    DSP 2812作为变频控制系统的核心处理器，它与
现场CPU之间通过双口RAM进行数据交换。现场CPU
则通过Profibus总线桥和Profibus网络进行连接。这样
DSP就可以和现场的Profibus网络进行数据的无缝交
换。通过该网络一方面可以读取PLC发出的指令和调试
人员或者操作人员通过触摸屏发出的指令;另一方面可
以将变频系统的工作状态，如:电流、电压、速度给定、
实际速度反馈、故障代码等信号通过Profibus网络传输
到PLC和触摸屏中，触摸屏以状态指示灯、实际数据、
曲线等形式进行直观显示，PLC则对实时工况进行分析
并给出相应的指令。
现场CPU的RXD和TXD相连接。现场CPU将双口RAM
中需要的数据读取后通过串行通讯传递给接口CPU，由
接口CPU将传输过来的数据和Profibus通讯协议芯片
SPC3进行数据交换。这样，SPC3将通信得到的数据以
Profibus-DP的形式发送出去，转化成该标准接口接人
到总线中去，反方向的数据传输与之类似。于是变频系
统将变成接人Profibus网络上的一个节点。从而可以使
我们在不需要对Profibus数据链路层访问协议充分研究
的基础上用单片机建立一个Profibus-DP从站，在短时
间内便可完成变频系统的Profibus开发。
    图2中Profibus总线采用带终端电阻的专用
Profibus-DP插头和Profibus屏蔽双绞线连接，由于
Profibus总线桥和触摸屏是作为Profibus总线上的两个
终端，因此这两个终端电阻打到ON上，中间节点PLC
的终端电阻则打到OFF上。
2系统硬件实现
    主站选用西门子315-2DP PLC实现，触摸屏采用
西门子的TP270进行数据的显示和输人。
    Profibus总线桥是本系统的一个重要部分，它是一
个专为Profibus-DP通信功能开发的产品，其硬件原理
图如图2。它本身包含一个接口CPU，为总线桥的外部
硬件提供2个端口:一个串口TXD和RXD，一个与
Profibus网络连接的A和B。在本系统中，接口CPU主
要和现场CPU进行数据交换，通过TXD和RXD分别与
3软件实现
    软件部分首先是现场CPU对Profibus总线桥进行初
始化，初始化完成后立即进人Profibus总线桥和现场
CPU数据交换的无限循环，从而进行DSP 2812和PLC,
触摸屏之间的数据通讯。