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现场总线PROFIBUS系统集成与产品开发(4)

供稿:中国工控网 2005/8/24 11:17:00

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分支——短接线:


2、影响系统可靠性的主要因素
(1)接地
(2)电源

RS 485 的屏蔽 / 接地





  (2)电源:充分注意变频设备、电容功率补偿设备等,是电源产生的高次谐波干扰;
关于产品开发

(一)可行性
(二)可选择的解决方案
(三)DP从站开发详谈
关于产品开发

(一)可行性
企业决定是否开发PROFIBUS产品?涉及到:企业产品和技术发展战略、企业现有核心技术及技术发展战略。
1、市场分析:需求?容量?
2、产品经济指标:成本、利润?
3、技术路线:解决方案?1、市场分析:需求?容量?
市场需求
来自:
▼ 国外生产设备及技术的成套引进(汽车、制药………)
▼ 控制系统,如PLCDCS等采用现场总线技术(SEIMENS、ABB..)
▼ 现场设备向智能化、网络化方向发展(MCC、马达启动器、变频器、温度巡检、回路调节器……………..)
  现场总线技术的应用发展,对国产现有现场设备及仪表提出新的要求。
  由于现场总线技术的开放性,为国产现场设备及仪表提供新的市场机会。(2)目前市场状况
系统: SEIMENS、ABB;主要是国外产品;
主控制器:SEIMENS、ABB;主要是国外产品;
基于PC的主控制器:几十家;主要是国外产品;
现场设备及仪表:200多家;主要是国外产品; 国内开发PROFIBUS产品主要集中在以下几个方面:①与发电、输配电有关的产品:电量监测监控设备、PCC;
MCC、交直流驱动等;主要用于发电冶金等行业。② 与驱动有关的设备:电机保护MCC、变频器、直流驱动等;主要用于冶金、水泥、水处理等行业。③传感器类:执行机构、流量计;称重、水份测量等。④专用控制设备及分布式控制系统:有轨交通、机车、印刷机械、食品生产………….⑤现场总线I/O:与专用系统配套(如楼宇控制、印染设备、食品加工………)、具有特殊品质(防爆、高防护等级、可接受RTD、mV、高压、大电流信号等)。2、国内PROFIBUS产品开发现状

2、产品经济指标:成本、利润?
问题:一个PROFIBUS站点,允许增加成本。

PROFIBUS从站产品: 一个站点增加成本: 300~500元
原售价 增加成本 最低售价 售价增加 增加利润B
1000 500 1500 50% 0
2000 500 2500 25% 0
5000 500 5500 10% >0
10000 500 10500 5% >>0
50000 500 50500 1% >>>0

  对于售价2000元以下设备, 建议采用成本更低功能相对弱的的现场总线。3、技术路线及开发成本:解决方案?开发成本?开发周期?
开发目标:
系统?主站(控制器、网卡)、软件、从站;DP从站?控制器、I/O、分析仪器、电量测量装置、检测设备、执行机构、流量计。。。。。。。PA从站?温度、流量、压力。。。。。。(一) DP从站有完整的开发解决方案
(1)使用PROFIBUS通信协议芯片、开发包;
可选择的芯片:SPM2、LSPM2、SPC3、SPC4、DPC31Package 4 开发软件包: LSPM2、SPC3 DP从站开发包
Package 5 开发软件包: DPC31 DP/PA从站开发包开发成本:开发包售价2.3~2.5万技术基础: 要求开发人员比较细致了解PROFIBUS技术细节.开发周期: 开发设备到位~开发出可测试样机, 8个月以上(2) 使用嵌入式总线桥:嵌入用户模板的PROFIBUS通信接口,用户不必了解PROFIBUS技术细节,可以在短时间内开发出PROFIBUS产品。

  ① OEM1:基于SPC3(6/12M)、双口RAM;用于变频器、DC驱动、伺服定位等运动控制;  ② OEM2:基于SPC3 (6/12M) 、UART(460.8K);用于测量仪表、执行机构、HMI等;  ③ OEM3:基于LSPM2、SPM2;用于总线式键盘、I/O设备
开发成本:实验系统(包括主站卡、评估实验板、软件)售价0.15万
技术基础: 开发人员有PROFIBUS系统组态技术.开发周期: 开发设备到位~开发出可测试样机, 1~2个月.(二) PA从站开发
(1)可选择方案
① SPC4+SIM1+CPU:开发包?
软件实现DPV0+DPV1+PA行规② DPC31 +SIM1 +(CPU):
Package 5 DPC31 DP/PA从站开发包;
软件实现DPV1+PA行规;③ 嵌入式解决方案:鼎实公司(开发中)。④ 国际合作:ITEC、SOFTING
(2)开发周期、开发成本(三) 主站开发
(1)可选择方案
① ASPC2:开发包?
② 嵌入式解决方案:HMS公司、Hilsher公司、鼎实公司(开发中)
③ 国际合作:ITEC、SOFTING
关于产品开发(三)DP从站开发详谈

一、应用PROFIBUS通信协议芯片开发产品技术
二、应用嵌入式总线桥开发产品技术
三、产品设计需要注意的问题
四、关于产品认证
五、关于制造、销售、技术服务方面的一些建议一、应用PROFIBUS通信协议芯片开发产品技术


1、芯片

1、SPM2、LSPM2应用
(1) 用途:
SPM2(Siemens PROFIBUS Multiplexer)
LSPM2(Lean Siemens PROFIBUS Multiplexer)
用于简单从站协议芯片。主要用于I/O开关设备。(2)技术指标:
▼ 支持PROFIBUS-DP协议。
▼ 最大数据传输速率12Mbit/s,可自动检测并调整数据传输速率。
▼ SPM2采用120管脚PQFP封装; LSPM2采用80管脚PQFP封装;
▼ SPM2具有集成的64I/O位、其中32个可诊断输入;
▼ LSPM2具有集成的32I/O位(其中16个可诊断输入),8个诊断位;
▼ 集成的看门狗(WATCHDOG TIMER);
▼ 外部时钟接口24MHZ或48MHZ;
▼ 5VDC供电。2、SPC3应用
(1)主要用途:智能现场设备,如变频器、智能仪表等;
(2)技术指标:
▼ 支持PROFIBUS-DP协议;
▼ 最大数据传输速率12Mbit/s,可自动检测并调整数据传输速率;
▼ 与80C32、80X86、80C166、80C165、80C167和HC11、HC16、HC916系列芯片兼容;
▼ 内部有1.5K字节的RAM做DP通信缓冲区;
▼ 44管脚的PQFP封装;
▼ 集成的看门狗(WATCHDOG TIMER);
▼ 外部时钟接口24MHZ或48MHZ;
▼ 5VDC供电;







(4)怎样写Firmware
▼开发包中包括一个Firmware C源程序;
▼必须读懂这个C源程序;
▼移植到你的单片机上。(5)技术基础

3 SPC4 应用
(1) 用途:
① 用于从站的智能通信芯片;② SPC 4 还提供了连接SIM 1 的同步接口,数据传输符合IEC 1158-2,用于PROFIBUS-PA单元。③ 低功耗管理系统,因此特别适合用于本征安全场合。(2)技术指标:
① 最大数据传输速率12 Mbit/s,使用IEC 1158-2技术时数据传输速率31.25 Kbit/s,可自动检测并调整数据传输速率。 ② 具有1.5K byte的信息报文存储器。③ 44管脚的PQFP封装。④ 与80C32、80X86、80C166、80C165、80C167和HC11、HC16、HC916系列芯片兼容。⑤ 3.3VDC供电,低功耗。4、SIM1 应用
(1)用途:
▼SIM1(Siemens IEC H1 介质连接单元)与 IEC H1 即PROFIBUS-PA信号兼容。用于流程自动化行业。可用于本征安全场合。▼ SIM1 可作为SPC 4 的扩展芯片使用。只有为了能连接PROFIBUS-PA及用于本征安全才需要着种芯片作扩展。▼SIM1 支持所有发送与接受功能,吸收总线上附加电源电流端具有高阻特性。芯片使用两种稳压电源供电并允许电源具有电隔离。芯片采用符合IEC 1158-2的曼切斯特编码技术。(2)SIM1 主要技术指标▼支持IEC 1158-2,即支持PROFIBUS-PA传输技术。▼最大数据传<

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