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profibus-dp从站技术的研究与开发案例

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中国仪器仪表 2013年第S1期 140-144页

作者：李仁涛北京诚显明德工控电子科技发展有限责任公司北京100086

随着现代工业生产对自动化程度越来越高的要求,中国工业自动化也在快速升级,以满足日益复杂且对安全及可靠性要求更高的现代工业生产。目前在各种大型工业生产现场最为普及的高稳定性、快速现场总线profibus-dp(dp全称Decentralize Peri... 详细信息

随着现代工业生产对自动化程度越来越高的要求,中国工业自动化也在快速升级,以满足日益复杂且对安全及可靠性要求更高的现代工业生产。目前在各种大型工业生产现场最为普及的高稳定性、快速现场总线profibus-dp(dp全称Decentralize Periphery,即分散的外围设备)就是其中之一。介绍profibus-dp从站技术,分享一套完整的解决方案,以便相关人员进行研究和开发出自己的产品。

关键词： profibus-dp从站研究开发

基于FPGA的profibus-dp从站IP软核的设计

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计算机应用与软件 2014年第10期31卷 231-233页

作者：莫太平王丹张明志桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西桂林541004

提出一种用FPGA实现现场总线profibus-dp从站软IP核的设计方案。IP核为单个FPGA上实现一个完整的系统(SoPC)提供极大便利。通过IP核进行模块化设计,采用FPGA直接搭建IP核实现profibus-dp从站接口SPC3集成芯片的功能。通过实际应用验证... 详细信息

提出一种用FPGA实现现场总线profibus-dp从站软IP核的设计方案。IP核为单个FPGA上实现一个完整的系统(SoPC)提供极大便利。通过IP核进行模块化设计,采用FPGA直接搭建IP核实现profibus-dp从站接口SPC3集成芯片的功能。通过实际应用验证了方案的正确性和可行性,提高了设计效率,极大地节约了硬件资源。

关键词： FPGA IP软核 profibus-dp从站

基于FPGA的profibus-dp从站IP软核的设计

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制造技术与机床 2013年第9期 54-57页

作者：莫太平王丹张明志桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西桂林541004

介绍了一种基于FPGA内部软IP核实现通信中对现场总线profibus-dp从站设计方案。IP核的出现为单个FPGA上实现一个完整的系统(SoPC)的设计提供极大便利,利用IP核,设计者通过模块化设计,轻松快速地实现系统复杂的功能。采用了FPGA直接搭建I... 详细信息

介绍了一种基于FPGA内部软IP核实现通信中对现场总线profibus-dp从站设计方案。IP核的出现为单个FPGA上实现一个完整的系统(SoPC)的设计提供极大便利,利用IP核,设计者通过模块化设计,轻松快速地实现系统复杂的功能。采用了FPGA直接搭建IP核实现了以往的SPC3集成芯片的功能。通过软件仿真验证了该方案的正确性和可行性,提高了设计效率,极大地节约了硬件资源。

关键词： FPGA IP软核 profibus-dp从站

基于软件协议的profibus-dp从站实现

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化工自动化及仪表 2010年第1期37卷 66-69页

作者：王建国孙丰祥李红梅张艺琼李晓辉东北电力大学吉林吉林132012 吉林大学网络中心长春130012

利用单片机软件编写profibus-dp从站协议,并改进profibus-dp从站驱动电路实现了PROFI-BUS-dp的从站功能,取代了西门子公司的专用协议芯片SPC3。给出了profibus-dp从站硬件电路图和PROFI-BUS-dp从站软件程序流程图,由CP5611和PC机构成主... 详细信息

利用单片机软件编写profibus-dp从站协议,并改进profibus-dp从站驱动电路实现了PROFI-BUS-dp的从站功能,取代了西门子公司的专用协议芯片SPC3。给出了profibus-dp从站硬件电路图和PROFI-BUS-dp从站软件程序流程图,由CP5611和PC机构成主站与从站组成了通讯系统。分步骤详述了系统调试过程。该方法可以降低系统成本、提高设计的灵活性并解决协议芯片来源单一导致的产品受限问题。

关键词： profibus-dp从站单片机软件协议状态机制

基于STM32F103实现profibus-dp从站软核的研发

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基于STM32F103实现Profibus-DP从站软核的研发

作者：徐红燕温州大学

学位级别：硕士

profibus-dp具有很高的市场占有率，主要用于设备级控制系统与分散式I/O的通信中，安装简单，即插即用，且通信实时可靠，功能比较完善等特点，是目前国际上应用最广泛的一种现场总线。当前，国内对profibus-dp的应用与研究主要以国外... 详细信息

profibus-dp具有很高的市场占有率，主要用于设备级控制系统与分散式I/O的通信中，安装简单，即插即用，且通信实时可靠，功能比较完善等特点，是目前国际上应用最广泛的一种现场总线。当前，国内对profibus-dp的应用与研究主要以国外的一些成套设备为主，而自主研究开发通信接口却比较少[1]。在国内大多数采用德国西门子公司提供的ASIC专用profibus协议芯片SPC3开发profibus-dp从站，但由于SPC3芯片价格昂贵，再之外围器件的成本和软件开发的成本，给生产厂家带来了巨大的成本压力，导致国内只有少量产品带有profibus-dp通信接口，无法被广泛应用。本文就针对该方案的缺点，提出了采用廉价的高性能的普通ARM7芯片STM32F103软核开发profibus-dp从站，代替了profibus-dp专用芯片。通过有效地分配STM32F103的资源，采用硬件与软件相结合，开发智能dp从站，具有硬件成本低、通信速率高、易修改及扩展、灵活性高等优点。本文将从以下几方面进行介绍profibus-dp从站：（1）介绍现场总线技术的发展概况、应用前景以及profibus-dp协议在国内外的应用情况，论述了国内开发profibus-dp从站所采取的方案及其存在的局限性，指出了本课题的研究方案、研究内容及待解决的关键技术。（2）比较目前国内开发profibus-dp从站所采取的方案，指出各自存在的优缺点，提出一种基于ARM7芯片STM32F103软件实现profibus-dp智能从站的方案，并针对预期的指标进行可行性分析。（3）重点介绍profibus-dp从站的硬件和软件设计。从硬件原理图的设计、PCB版的制作、电路的焊接及调试到软件编程进行详细介绍。硬件电路主要包含微处理器接口、电源电路、RS485通信接口。软件主要完成MAC层及LLC层的功能，如高速数据收发、帧间隔识别、帧解析、处理及封装等。（4）采用CP5611+PC机作为profibus-dp主站，搭建profibus-dp从站的测试平台，对本方案实现的profibus-dp从站进行测试，是否达到预期的指标。（5）最后，采用自制的丢包率测试站对已完成的dp从站进行丢包率测试，给出测试的实验结果，并对实验数据进行详细地分析。本文实现的profibus-dp从站在降低成本的同时，确保了高速通信的功能，可以广泛地应用于高速通信的工业现场网络中，实现一个智能化的网络，便于用户的管理。

关键词： profibus-dp从站 STM32F103 实时性高速通信速率

FPGA在现场总线技术的应用 ——基于FPGA的profibus-dp从站芯片设计

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FPGA在现场总线技术的应用 ——基于FPGA的PROFIBUS-DP从站芯片设...

作者：王斌江南大学

学位级别：硕士

作为profibus的一个版本,profibus-dp继承了前者的主要技术特点,在我国自动化领域得到广泛应用,具备较大的市场发展潜力。但是,国内对于dp总线的研究还局限于应用领域,大部分国内制造商使用的是国外厂商提供的通信芯片,而国产通信芯片... 详细信息

作为profibus的一个版本,profibus-dp继承了前者的主要技术特点,在我国自动化领域得到广泛应用,具备较大的市场发展潜力。但是,国内对于dp总线的研究还局限于应用领域,大部分国内制造商使用的是国外厂商提供的通信芯片,而国产通信芯片的设计还处于起步阶段。因此,profibus-dp相关芯片的开发具有重要的现实意义。同时,随着可编程逻辑器件和EDA技术的发展,使用FPGA进行通信芯片的开发,已经能够满足对高速数据通信的要求。本文对基于FPGA的profibus-dp从站芯片设计进行了研究。所做的主要工作包括:1.按照FPGA系统开发流程,本文采用自顶而下的方法,完成了芯片的总体设计方案。设计共规划了3个模块,即物理层模块、现场数据链路层模块和用户层模块。然后,根据每个模块所要实现的功能,进行了功能子模块的划分。2.在物理层模块设计中,自适应波特率模块负责串行输入数据的波特率检测,UART收发模块实现数据的串并转换。3.现场数据链路层模块包括4个子模块。其中,FDL接收逻辑模块模块负责接收报文帧的解析;FDL发送逻辑模块将FDL数据处理模块传送的字段组成为发送报文帧。FDL数据处理模块根据接收报文的各个字段进行分析,与缓冲区模块以及用户层模块进行数据交互。

关键词： profibus-dp从站 FPGA 自适应波特率模块 FDL接收逻辑模块 FDL发送逻辑模块

基于profibus-dp从站的空压机监控系统设计与实现

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基于PROFIBUS-DP从站的空压机监控系统设计与实现

作者：鲜玮南京理工大学

学位级别：硕士

本文依托山西某大型煤矿的空压机监控系统自动化改造工程，重点研究了多台空压机监控时，如何在保证监控系统可靠性的同时降低项目成本。针对该问题，作者设计了基于profibus-dp从站的空压机监控系统。研究结果表明该系统能够稳定可靠... 详细信息

本文依托山西某大型煤矿的空压机监控系统自动化改造工程，重点研究了多台空压机监控时，如何在保证监控系统可靠性的同时降低项目成本。针对该问题，作者设计了基于profibus-dp从站的空压机监控系统。研究结果表明该系统能够稳定可靠地运行，并且有助于降低项目成本，使该项目大面积推广使用成为可能。同时，随着2006年profibus现场总线正式成为我国现场总线国家标准，profibus-dp从站的开发已逐渐成为当今工业自动化控制及仪表领域的研究热点，因此本文的研究内容具有一定的现实意义和应用前景。本文首先讨论了基于profibus-dp从站的空压机监控系统总体设计。接着重点研究了profibus-dp从站的硬件设计和软件设计，其中硬件结构采用“主机板+接口板”的形式，软件设计包括profibus-dp从站程序，GSD文件和调试软件。最后作者在现有条件下，利用设计的软硬件调试工具，对基于profibus-dp从站的空压机监控系统进行了组网调试，并对调试中的问题作了讨论与研究。

关键词：空压机监控系统 profibus现场总线 profibus-dp从站

基于PC增强型并口的profibus-dp从站系统的研究与实现

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基于PC增强型并口的Profibus-DP从站系统的研究与实现

作者：李斌山东科技大学

学位级别：硕士

现场总线技术是随着数字通信、计算机、自动控制、网络、智能仪表和模块化集成等多种技术发展而出现的一门新兴技术,它是用于现场仪表与控制器之间的一种全分散、全数字、智能、双向、互连、多变量、多接点的串行通信技术,基于现场总线... 详细信息

现场总线技术是随着数字通信、计算机、自动控制、网络、智能仪表和模块化集成等多种技术发展而出现的一门新兴技术,它是用于现场仪表与控制器之间的一种全分散、全数字、智能、双向、互连、多变量、多接点的串行通信技术,基于现场总线技术的现场总线控制系统(FCS)已经成为自动控制发展的趋势。在工厂自动化领域,profibus-dp总线技术广泛用于车间级监控站和现场设备层的数据的通信,在目前的现场总线技术体系中,其市场占有率方面处于绝对领先地位。目前国内对于profibus-dp的自主研发成果和设备比较少,在实际工程应用中大量进口国外成套设备,造成了对国外大公司的产品和技术产生过分依赖的局面,也使得相应的工程成本大大增加。为了低成本地应用dp总线技术,本文提出了一种利用dp总线协议芯片SPC3在PC平台上实现dp从站的技术方案。此方案利用工业PC的并行接口EPP与SPC3芯片直接通信,硬件成本开销小,软件平台功能强大(Windows环境+Visual Studio开发工具),特别是可以将现有的基于工业PC机+RS485总线检测模块的测控系统,能很方便地纳入到dp现场总线的主站系统。本论文完成的工作包括：(1)论述了现场总线的技术特点,结合国内外的发展状况以及在我国的应用前景,提出本课题研究的目标和研究的意义。(2)深入研究了profibus-dp现场总线基本理论,主要包括profibus-dp现场总线控制系统的组成、协议结构、数据通信原理和通信模型等。(3)对协议芯片SPC3的内部结构和数据的读写逻辑机制进行了研究,在此基础上,提出了profibus-dp智能节点的软硬件设计方案及实现方法。(4)结合对SPC3内部寄存器读写逻辑的分析以及对EPP端口工作机制的分析,完成了dp协议芯片SPC3与工业PC的EPP并口接口电路原理图的设计。(5)给出了通过EPP并口,对SPC3内部RAM读写的C语言功能代码。(6)SPC3芯片应用相关的C语言函数,如初始化,中断源查询,数据上传下载等。

关键词：现场总线技术 profibus-dp从站 SPC3协议芯片 EPP并行接口 RS485总线

基于AT89C52的profibus-dp从站的设计

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智慧工厂 2016年第2期 89-91页

作者：张瑜齐鲁工业大学电气工程与自动化学院

随着profibus现场总线技术的卓越性能,已经应用于世界范围,并且它已经成为国际八种标准现场总线之一。因而研究profibus技术,开发profibus现场总线产品具有重大的意义。本文主要介绍了profibus与SPC3协议芯片构成profibus-dp从站,以硬... 详细信息

随着profibus现场总线技术的卓越性能,已经应用于世界范围,并且它已经成为国际八种标准现场总线之一。因而研究profibus技术,开发profibus现场总线产品具有重大的意义。本文主要介绍了profibus与SPC3协议芯片构成profibus-dp从站,以硬件设计和软件设计两方面概述。

关键词： AT89C52 SPC3 profibus-dp从站