多现场总线接口智能仪表设计

摘 要： 在不同现场总线的产品共存的自动化系统中，如何使新兴智能仪表与原有现场设备或未来更新设备在通信方面相兼容，已经成为一个现实问题。为此，提出了智能仪表中多现场总线接口技术。从硬软件方面研究了智能仪表中MODBUS、PROFIBUS和CANBUS三种现场总线通信接口，重点分析了设计中的关键问题，并结合电工仪表产品实现了三种现场总线通信。通过对上位机的通信测试数据的分析，验证了该设计方案的可行性。
关键词： 现场总线；MODBUS；PROFIBUS；CANBUS

为了适应不同自动化系统的应用需求，出现了拥有不同技术特点的现场总线[1]。每种现场总线都以一个或几个大型跨国公司为背景拓展其应用领域，多种总线在一个应用领域中协调共存，不同的总线设备为用户提供了产品选择多样性的同时，也给用户带来了设备兼容性问题，传统的单一现场总线仪表已经不能灵活地适用于自动化系统。因此,针对多种总线共存的客观事实，探讨如何使智能仪表适应不同现场总线系统有着重要的现实意义。
1 系统结构及功能
本文系统以STC12C5612AD作为智能仪表的主CPU(内部烧写有MODBUS通信协议),设置一个由主CPU所在板引出的引脚为GND、VDD、TXD、RXD、INT1、AGND、VCC的公共通信接口，可以连接485、PROFIBUS、CAN三种通信板中的一种通信电路实现通信。其中CAN、PROFIBUS通信电路分别有独立的CPU（AT89C51CC03[2]和P89V51RD2，分别烧写了DEVICENET和PROFIBUS-DP协议），与主CPU构成双CPU结构。系统结构如图1所示。