[实用新型]用于连接变频器与上位机的PROFIBUS通讯模块

说明书

技术领域

本实用新型属于PROFIBUS通讯产品领域，特别涉及一种用于连接变频器与PROFIBUS-DP现场总线的通讯模块。

背景技术

现场总线技术是当今自动化控制领域技术发展热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网，它的出现标志着自动化控制技术又一个新时代的开始。随着近年来现场总线控制技术的日益成熟和完善，其在工业现场的应用已经非常普遍。PROFIBUS-DP是国际上通用的现场总线标准，它具有实时性强、传输速率高、支持冗余等特点，在工控领域得到广泛的应用。变频器已被广泛应用于工业控制，因此，市场需要用于连接变频器与PROFIBUS-DP现场总线的高效率、高稳定性的通讯产品。

目前，PROFIBUS-DP通讯产品均是采用单片机加PROFIBUS专用芯片的方式实现，与变频器的通讯大多是将PROFIBUS-DP总线信号通过PROFIBUS专用芯片进行数据处理后再通过单片机进行分析处理，这种方式的电路相对复杂，而且单片机速度低，限制变频器的实时响应速度及数据返回速度，且PROFIBUS专用协议芯片的功能有限、来源单一、价格较高，因此产品成本及销售价格一般较高。另外，单片机在恶劣环境下容易受到干扰，程序运行容易出现异常，导致通讯的可靠性下降。

发明内容

发明目的：提供一种用于连接变频器与PROFIBUS-DP现场总线的通讯模块，代替专用协议芯片，简化通讯模块的硬件电路，减小其体积大小和生产成本。

技术方案：用于连接变频器与上位机的PROFIBUS通讯模块，包括：与接口板9连接的电源接口3；与PROFIBUS-DP现场总线连接的D型接头7；与所述D型接头7连接的485隔离芯片6；与所述485隔离芯片6连接的ARM微处理器1，其软件集成的PROFIBUS-DP V0协议程序，接收来自与D型接头连接的所述485隔离芯片6的信号，并进行分析处理；以及与所述ARM微处理器1连接的ADM隔离芯片5，所述ARM微处理器1通过所述ADM隔离芯片5与变频器进行数据交换；以及与所述ADM隔离芯片连接的变频器接口4，用以连接变频器；

本PROFIBUS通讯模块还包括与ARM微处理器1连接的电源转换模块2，用于为ARM微处理器1提供3.3V工作电压；

本PROFIBUS通讯模块还包括与所述ARM微处理器1连接的LED灯11，用来指示PROFIBUS通讯模块与上位机及变频器的通讯状态；

本PROFIBUS通讯模块还包括与总线D型接头一侧连接的备用终端电阻及上拉下拉电阻12；

本PROFIBUS通讯模块还包括用于对所述485隔离芯片、D型接口终端电阻及上拉下拉电阻供电的VCC5V电源；

本PROFIBUS通讯模块还包括用于对所述ADM隔离芯片的3.3V电源及用于与变频器连接的接口4的上拉下拉电阻供电的VDD5V电源；

所述变频器接口板9与所述电源接口3及所述变频器接口4的连接，为直接接插方式；

本发明PROFIBUS通讯模块所述ARM微处理器1采用32位的Cortex-M3内核,STM32F103ZE微处理器,及相应的外围系统电路和电源转换模块；所述的STM32F103ZE微处理器的通讯速率可达6M，大大增强了与上位机的PROFIBUS-DP现场总线的通讯速率；

所述STM32F103ZE微处理器包括与485隔离芯片相连的串行通信接口USART2，发送数据到上位机和接收来自上位机的数据；微处理器与ADM隔离芯片连接的串行通信接口USART1，发送数据到变频器和接收来自变频器的数据；

所述与上位通讯的隔离芯片为MAX485E芯片，与变频器通讯的隔离芯片为ADM2483芯片。

本实用新型的优点和有益效果：本发明PROFIBUS通讯模块通过运行ARM微处理器中软件集成PROFIBUS-DP V0协议程序，实现变频器与上位机的PROFIBUS-DP通讯，无需专用协议芯片，在STM32F103ZE微处理器软件集成PROFIBUS-DP V0协议，不但硬件电路结构简单，而且与变频器的数据交换实时性强，通讯速率快，抗干扰能力强，节省了硬件及成本，通过该模块，可方便的将变频器接入到PROFIBUS现场总线上，具有重大的实际意义。

附图说明

图1是本发明PROFIBUS通讯模块硬件原理框图；

图2是本发明PROFIBUS通讯模块STM32F103ZE微处理器外围电路原理图；

图3是本发明PROFIBUS通讯模块系统硬件连接图。