[发明专利]一种PowerLink工业以太网到Profibus-DP现场总线的转换装置

说明书

技术领域

本发明属于工业自动化技术领域，涉及一种PowerLink工业以太网到Profibus-DP现场总线的转换装置，特别涉及一种基于ARM平台与纯软件Profibus-DP协议栈的PowerLink工业以太网到Profibus-DP现场总线转换装置。 

背景技术

工业测控系统主要用于完成远程现场点的数据采集、处理、实时监控等功能。应用现场总线技术、工业以太网技术等，可实现测控系统的网络化，提高系统的性能和开放性，因此在工业控制系统的具体应用中，经常会产生现场总线到工业以太网协议转换的需求。 

在现有的各种现场总线标准中，PROFIBUS现场总线是一种比较流行的现场总线标准。PROFIBUS根据应用特点分为PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA和PROFIBUS-FMS三个兼容版本，其中，用于设备级控制和分散式I/O通信的PROFIBUS-DP是市场占有率绝对领先的技术。 

PowerLink是一个可以在普通以太网上实现的方案，无需ASIC芯片，用户可以在各种平台上实现POWERLINK，如FPGA、ARM、x86CPU等，只要有以太网的地方，就可以实现POWERLINK。 

PowerLink公开了所有的源码，任何人都可以免费下载和使用，不会被垄断。该协议的全开放性、高实时性和易于实现等优点，使它比其他很多受商业利益驱使的协议发展更快，受到众多第三方产品厂商、终端用户和系统集成商的广泛支持，是现有的工业以太网标准中非常有前景的一种工业以太网技术。 

PowerLink与Profibus-DP分别作为工业以太网领域与现场总线领域非常有前景的两种标准，它们之间的协议转换装置无疑是工业控制系统中极为需要的。 

现有的PowerLink与Profibus-DP的转换装置采用PowerLink从站与Profibus-DP主站结合的方式，虽然可以将Profibus-DP设备接入PowerLink网络中，但是其Profibus主站协议部分都是使用专门的Profibus-DP主站协议芯片或者专门的Profibus-DP通信模块实现的，尚未见到使用纯软件Profibus-DP协议栈的解决方案。使用专门的芯片或者模块，虽然开发周期短，但是成本较高，且硬件也相对复杂。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，发明一种既可靠又能大幅降低成本与功耗的PowerLink工业以太网到Profibus-DP现场总线的转换装置。 

为实现本发明发明的目的，采取的技术方案如下： 

一种PowerLink工业以太网到Profibus-DP现场总线的转换装置，包括主控芯片、以太网物理层收发器和Profibus-DP物理层收发器，其特征在于： 

所述主控芯片采用基于ARM Cortex-M3构架的STM32F107VCT，且自带高速的UART口； 

所述以太网物理层收发器采用NS公司的DP83848CVV； 

所述Profibus-DP物理层收发器采用TI公司支持Profibus-DP标准的隔离型RS485收发芯片ISO1176T，该芯片不仅可以实现Profibus-DP物理层功能，还在片内集成了磁隔离； 

主控芯片CPU通过UART口与Profibus-DP物理层收发器的收发芯片ISO1176T连接，所述收发芯片ISO1176T负责将UART口的电平信号转换为Profibus-DP标准要求的RS485电平；主控芯片CPU通过MII接口与以太网物理层收发器DP83848CVV连接，所述DP83848CVV负责将主控芯片的MII信号转换为以太网的电平信号；