[实用新型]Profibus－DP总线串口服务器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种Profibus-DP总线串口服务器，是一种协议转换接口，属于现场总线技术领域。

背景技术

PROFIBUS遵从现场总线的国际标准IEC61158，是一种应用最为广泛的连接现场设备和控制系统的工业网络。PROFIBUS现场总线由PROFIBUS-DP、PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-PA三部分组成。

目前主要应用和研发的是PROFIBUS-DP总线技术。Profibus-DP主要用于现场级设备之间的高速数据传输，一般是一个高速的主从系统。在这个系统中，一般的工作状态为一个作为主站的集中控制设备(如PLC)周期性的和各个分散在系统中的作为从站的I/O控制设备进行监控数据的交换。

Profibus-DP技术发展至今，由于其具有的协议开放性和网络应用的纵向层次的透明，广泛应用于制造业自动化，流程工业自动化，楼宇和交通电力等领域。

Prodibus-DP技术的特点：传输速率高，最大可支持12Mbps；一个系统最大支持127个节点，一般32个节点需要增加一个中继器；主从通信方式；抗扰性能好，采用RS-485传输技术或光纤传输技术；具有诊断，参数配置功能。

随着Profibus-DP现场总线产品类型的不断出现，象主站、各类型从站、协议转换接口等产品的不断出现，其中有Profibus-DP总线到Modbus总线技术的，也有Profibus-DP到EtherNet/IP网络转换接口的产品。而这些产品的出现都是为了现场总线技术的应用提供了更高效、方便的网络集成方案。将Modbus设备接入到Profibus-DP系统网络中，是Profibus-DP通信接口的主要应用，也是有效的网络集成方案。

目前市场上Profibus-DP-Modbus协议转换的接口很多，实现的方式也种类繁多，都是实现Modbus设备接入到Profibus-DP网络的功能。根据将Modbus设备接入到Profibus-DP网络的台数分类，可以分成一对一的通信接口、一对多的通信接口，而一对多的通信接口中的产品比较少，性能也很有限制，例如需要限制接入的Modbus设备的数目；需要限制Modbus交换指令的数量等等。以上这些限制使得一对多的DeviceNet通信接口应用比较繁琐，也不够灵活。

在目前市场上已有的一对多的Profibus-DP通信接口中，其工作原理是逐次访问所连接的Modbus设备，即先发送请求给第一个Modbus设备，等待Modbus设备的响应，获得正确响应之后发送访问第二台Modbus设备的请求，重复第一台Modbus设备的访问过程，一直到访问所有的Modbus设备，数据采集一个周期完成。从上面可以看出，随着Profibus-DP通信接口所连接的Modbus设备的增多，其采集Modbus设备数据的周期变得越来越长，对于最后访问的Modbus设备，其数据的更新速度较慢，数据的实时性得不到保证。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种Profibus-DP总线串口服务器，该通信接口提高Profibus-DP通信接口并发访问其所连接的Modbus串口设备，从而避免了逐次访问的数据采集过程，大大减小了数据采集的周期，保证了数据的实时性能。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：Profibus-DP总线串口服务器包括Profibus-DP总线从站技术、串口扩展技术、信息配置技术；其硬件包括CPU模块、串口扩展模块、信息配置模块、SPC3协议模块、Profibus-DP硬件接口模块、电平转换模块、电源模块、指示灯与数码管显示模块。

CPU模块与其他各个模块相连，协调与控制各个模块的工作。CPU模块与串口扩展模块相连，实现串口通道的参数设置与收发控制；串口扩展模块与电平转换模块相连，实现RS485电平信号的转换；信息配置模块与CPU核心模块相连，完成上位机配置软件的配置信息的下载与上传；SPC3协议模块与CPU核心模块相连，SPC3协议模块与Profibus-DP硬件接口模块相连，实现Profibus-DP从站功能；指示灯与数码管显示模块与CPU核心模块相连，指示串口服务器的工作状态。

串口扩展技术，采用的异步串口组件TL16C554AI(其他类似的串口扩展组件也可以实现)进行串口的扩展。

Profibus-DP从站技术，本部分有两个模块组成：SPC3协议模块和Profibus-DP硬件接口模块。

信息配置技术