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传输接口的实现
作者:pijing 发布日期:2021-09-21 00:34

传输接口的实现

  • 无需总线供电

对于无需总线供电的现场设备,使用基于标准铜缆的RS485接口即可。这为现场设备的使用提供了高度灵活性,无需耦合器或连接器即可接入PROFIBUS DP。数据波特率支持范围9.6KBit/s~12MBit/s。众多制造商均支持RS485模块,包括本质安全版本RS485-IS。

 

  • 需要总线供电

在很多应用场合中,现场设备需要总线供电。PROFIBUS技术支持典型10-15mA总线电流MBP(曼彻斯特编码总线供电)传输技术。这种技术必须提供整套设备,包括总线连接器和电子测量。实现该需求要求专用的调制解调器芯片。调制解调器从供电的MBP总线中抽取所需电压,为其他的设备电气组件提供相应电压,并将连接在总线中的协议芯片的数字信号,转换为模块化供电的总线MBP连接信号。

 

实现通信协议

实现PROFIBUS协议,大量基础技术组件、研发工具(PROFIBUS ASICs, PROFIBUS 开发包, 总线监控装置, 测试工具和试运行工具)及服务是可选的。此外,PI资格中心和许多供应商提供PROFIBUS协议相关技术支持。从PI产品目录中能找到相应的概述。实现PROFIBUS接口,设备运转状态必须由PROFIBUS协议和实现的应用程序决定。因此,这将使得一个PROFIBUS设备的完整测试认证和测试过程得以结合,过程更加简化。

 

  • 接口模块

对于使用量少或中等数量的情况,选用大量市场可用的PROFIBUS接口模块是非常合适的。

这些(PROFIBUS接口模块)能够作为附属模块增加在设备主PCB板上,可实现全面的总线协议,并且针对每个应用可提供易于使用的用户接口。

 

  • 协议芯片

对于使用量大的设备,可使用集成或非集成附加微型控制器的协议芯片是最佳的解决途径,提供如下可选方案:

  • 单芯片,所有PROFIBUS协议功能均集成在该芯片中,无需单独微控制器(如图1左)。这是一种确定功能范围的纯硬件解决方案。使用单芯片ASICs的解决方案适用于基本的IO设备。但是需要外部的总线连接组件。
  • 多芯片,可实现一小部分或大部分协议,该芯片中附加了微控制器和固件可实现完整的PROFIBUS协议接口。采用该实现方式,通常用于PROFIBUS协议的物理层双端口通信模块。
  • 协议芯片,通信模块中集成微控制器。由于提供固件,通过易于使用的用户接口即可实现通信应用。这种方式通常用于对实时性要求比较严格的应用,因为集成微控制器的协议芯片已经能够自动地处理整个PROFIBUS协议,然后连接的外部微控制器可用于实现全部的应用。

 

通常,PROFIBUS芯片和附加协议栈(stack)均来自不同的供应商,因此会增加大量可能的解决方案,这也显示了PROFIBUS的开放性以及众多供应商的兼容性。另外,市场上很难看到纯软件的解决方案

 

应用行规的实现

现场设备的数据描述可由使用者处理。用户行规代表着现场设备中的PROFIBUS协议和实际应用间的连接。行规描述中所定义的数据格式、数据访问方式、参数化及周期和非周期通信诊断等均在软件中实现,通常由设备供应商或技术供应商处理。

 

PROFIBUS已经成为国际IEC 61158标准——这为互操作及兼容性奠定了基础。此外,PROFIBUS PA行规确保了过程设备在总线中的协同运行。最新的PROFIBUS PA V3.02版本提供众多功能,使得现场设备更易于操作,比如设备替换。当一个现场设备需要采用新设备自动地替换先前设备时,无需中断运行系统即可轻易地实现设备替换。不同代设备之间可实现自适应。这意味着标准化提供了更高的灵活性,从而不受限于供应商。实际上与此同时,大量可用设备能够以任何方式实现连接,从而可不再专注于某一个供应商。甚至之后的设备替换也是非常容易的,新的PROFIBUS总是向后兼容的。