EPICS的Profibus接口

工业控制有一个趋势,就是智能I/O控制器/传感器和工业控制现场总线的应用日益增多。因工作需要,我们对两个系列的产品感兴趣:ProfiNet设备和Profibus设备。到目前为止,还没有大量的智能I/O设备进入ProfiNet市场。本文只讨论Profibus相关的问题,还将介绍Profibus和EPICS的接口。

Profibus是1987年由德国西门子等十四家公司及五个研究机构所推动一个总线标准,是PROcess FIeld BUS的简称,它和用在工业以太网的 ProfiNet 是二种不同的通信协议。

PROFIBUS可分为二种:

PROFIBUS DP(分布式周边,Decentralized Peripherals)用在工厂自动化的应用中,可以由中央控制器控制许多的传感器及执行器,也可以利用标准或选用的诊断机能得知各模块的状态。

PROFIBUS PA(过程自动化,Process Automation)应用在过程自动化系统中,由过程控制系统监控量测设备控制,是本质安全的通信协议,可适用于防爆区域(工业防爆危险区分类中的Ex-zone 0Ex-zone 1)。其物理层(缆线)匹配IEC 61158-2,允许由通信缆线提供电源给现场设备,即使在有故障时也可限制电流量,避免制造可能导致爆炸的情形。因为使用网络供电,一个PROFIBUS PA网络所能连接的设备数量也就受到限制。PROFIBUS PA的通信速率为31.25 kbit/s。PROFIBUS PA使用的通信协议和PROFIBUS DP相同,只要有转换设备就可以和PROFIBUS DP网络连接,由速率较快的PROFIBUS DP作为网络主干,将信号传递给控制器。在一些需要同时处理自动化及过程控制的应用中就可以同时使用PROFIBUS DP及PROFIBUS PA。

Profibus通讯协议OSI模型为:

Profibus OSI模型

Controllab为HIL仿真器提供了WinMOD作为仿真环境。WinMOD是一个系统平台,提供各种HIL耦合器(Profibus,Profinet,Interbus,Modbus,Ethernet/IP等),并允许从基于组件(驱动器,阀门,泵等)的工厂模型构建相关功能块(逻辑,加法,乘法,集成等)。WinMOD还是很好的控制系统虚拟调试(PLC,PCS,IPC)工具,它可以提供完整复杂的模型。此外,WinMOD和20sim配置了一个通用的实时接口,可以将两个系统的优势结合起来。

DESY开发了Profibus EPICS记录类型和devSup模块,该模块用于使用PROFIBUS DP协议层访问PROFIBUS硬件,被用于EPICS控制环境。该软件是在Softing GmbH的PROFIBUS FMS/DPV1主工具套件的基础上创建的。作为EPICS驱动程序(drvPbdp.c)的原型,使用了从MS DOS/MS Windows移植到vxWorks的工具包中的dpdemo.c程序和PROFIBUS应用程序接口(PAPI)库。为了从EPICS访问PROFIBUS硬件,创建了设备支持模块devPbdp.c。

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