專利名稱：自適應(yīng)多總線執(zhí)行機構(gòu)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種自動化控制設(shè)備，具體地講，是一種自適應(yīng)多總線執(zhí)行機構(gòu) 控制器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)場總線(Filedbus)是在生產(chǎn)現(xiàn)場用于連接智能現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)字式、雙向傳輸、 多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)，F(xiàn)CS(Filedbus control system，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng))則是基于現(xiàn) 場總線的自動控制系統(tǒng)，即以現(xiàn)場總線作為工廠底層網(wǎng)絡(luò)，通過網(wǎng)絡(luò)集成而構(gòu)成的自動控 制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，按照公開、規(guī)范的通信協(xié)議在智能設(shè)備之間、智能設(shè)備與上位機之間實現(xiàn)數(shù)據(jù) 傳輸和信息交換，從而實現(xiàn)控制與管理一體化的綜合自動控制系統(tǒng)。由于采用現(xiàn)場總線將使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)安裝費用減少并且易于維護；用 戶可以自由選擇不同廠商、不同品牌的現(xiàn)場設(shè)備達到最佳的系統(tǒng)集成等一系列的優(yōu)點，現(xiàn) 場總線技術(shù)正越來越受到人們的重視。近十幾年來由于現(xiàn)場總線的國際標(biāo)準尚未建立， 現(xiàn)場總線發(fā)展的種類較多，比較常見的有可尋址遠程傳感器數(shù)據(jù)通路(HART) (Highway Addressable Remote Transducer，可尋址遠程傳感器)、PR0FIBUS (Process Field BUS，過 程現(xiàn)場總線)和DeviceNet (設(shè)備網(wǎng)絡(luò))等類型。由于各種類型的現(xiàn)場總線不能互相兼容，在各種現(xiàn)場總線中電路連接結(jié)構(gòu)和信號 類型也不相同，因此在自動控制過程中必須針對不同種類的總線設(shè)計不同結(jié)構(gòu)的接收處 理設(shè)備。通常一塊主控板只能連接一種現(xiàn)場總線，只能應(yīng)用于特定工作場合中，如果想要連 接多種現(xiàn)場總線，就需要在主控板上為可能連接的各種現(xiàn)場總線設(shè)置相應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)，使 得控制器的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，同時也使得控制器的通用性受到局限，造成了資源的浪費和生 產(chǎn)成本的增加。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的是要提供一種自適應(yīng)多總線執(zhí)行機構(gòu)控 制器，以通過各種不同類型的總線進行通信。為此，本實用新型的提供一種自適應(yīng)多總線執(zhí)行機構(gòu)控制器，包括主控板，主控板 設(shè)置微處理器，微處理器設(shè)置有ftx)fiBus通信端組、DeviceNet通信端組和HART通信端組， ProfiBus通信端組、DeviceNet通信端組和HART通信端組連接在同一主連接器上，主連接 器插裝ftOfiBus板卡或DeviceNet板卡或HART板卡。根據(jù)本實用新型的一個方面，ProfiBus通信端組由數(shù)據(jù)端組、地址端組、寫控制 端、讀控制端、地址總線選通端、信號接收端、信號發(fā)送端、中斷端、總線類型識別端組、使能 端組成；DeviceNet通信端組由CAN總線發(fā)送端、CAN總線接收端、總線類型識別端組、使能 端組成；HART通信端組由信號接收端、信號發(fā)送端、總線類型識別端組組成。根據(jù)本實用新型的另一個方面，ProfiBus板卡包括第一 P連接器、ProfiBus控制 器和ftOfiBus通信電路，ProfiBus控制器的數(shù)據(jù)端組、地址端組、寫控制端、讀控制端、地 址總線選通端、中斷端連接到第一 P連接器上，該第一 P連接器與主連接器的端口相匹配，ProfiBus控制器的信號發(fā)送端、信號接收端、復(fù)位端連接ftOfiBus通信電路，ProfiBus通 信電路的上行端組連接有第二 P連接器。根據(jù)本實用新型的再一個方面，DeviceNet板卡包括第一 D連接器和DeviceNet通 信電路，第一 D連接器的CAN總線發(fā)送端、CAN總線接收端與DeviceNet通信電路連接，該 第一 D連接器與主連接器的端口相匹配，DeviceNet通信電路的上行端組連接有第二 D連 接器。根據(jù)本實用新型的又一個方面，HART板卡包括第一 H連接器、HART控制器和HART 通信電路，HART控制器的數(shù)字信號發(fā)送端、數(shù)字信號接收端與第一 H連接器連接，該第一 H 連接器與主連接器的端口相匹配，HART控制器的模擬信號接收端、模擬信號發(fā)送端與HART 通信電路連接，HART通信電路設(shè)置有第二 H連接器。所述微處理器設(shè)置有控制端組，該控制端組連接有執(zhí)行機構(gòu)控制電路，該執(zhí)行機 構(gòu)控制電路連接有執(zhí)行機構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是該自適應(yīng)多總線執(zhí)行機構(gòu)控制器可 以根據(jù)外接總線的類型改變所接插的現(xiàn)場總線板卡的類型，使得該控制器可以通過多個不 同類型的現(xiàn)場總線進行通信，因此在面對不同的現(xiàn)場總線類型時，只需要更換現(xiàn)場總線板 卡，不需要改變整個接收設(shè)備的電路連接結(jié)構(gòu)，具有兼容性好、結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點，擴 展了控制器的適用場合。

本實用新型上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從
以下結(jié)合附圖對實施例的描述中 將變得明顯和容易理解，其中圖1為本實用新型的自適應(yīng)多總線執(zhí)行機構(gòu)控制器的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2-1為本實用新型的自適應(yīng)多總線執(zhí)行機構(gòu)控制器的主控板上微處理器的結(jié) 構(gòu)示意圖；圖2-2為本實用新型的自適應(yīng)多總線執(zhí)行機構(gòu)控制器的主控板上主連接器的結(jié) 構(gòu)示意圖；圖3-1為本實用新型的自適應(yīng)多總線執(zhí)行機構(gòu)控制器的ftOfiBus板卡上第一 P 連接器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3-2為本實用新型的自適應(yīng)多總線執(zhí)行機構(gòu)控制器的ftOfiBus板卡上 ftOfiBus控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3-3為本實用新型的自適應(yīng)多總線執(zhí)行機構(gòu)控制器的ftOfiBus板卡上 ftOfiBus通信電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3-4為本實用新型的自適應(yīng)多總線執(zhí)行機構(gòu)控制器的ftOfiBus板卡上地址設(shè) 置電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4-1為本實用新型的自適應(yīng)多總線執(zhí)行機構(gòu)控制器的DeviceNet板卡上第一 D 連接器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4-2為本實用新型的自適應(yīng)多總線執(zhí)行機構(gòu)控制器的DeviceNet板卡上 DeviceNet通信電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5-1為本實用新型的自適應(yīng)多總線執(zhí)行機構(gòu)控制器的HART板卡上第一 H連接
4器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5-2為本實用新型的自適應(yīng)多總線執(zhí)行機構(gòu)控制器的HART板卡上HART控制器 的結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖5-3為本實用新型的自適應(yīng)多總線執(zhí)行機構(gòu)控制器的HART板卡上HART通信電 路的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面詳細描述本實用新型的實施例，實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能解釋為對本實用新型的限制。本實用新型提供了一種自適應(yīng)多總線執(zhí)行機構(gòu)控制器，包括主控板和現(xiàn)場總線板 卡。如圖1所示，主控板上安裝有一個微處理器U0，微處理器設(shè)置有ftOfiBus通信端組、 DeviceNet通信端組和HART通信端組，Prof iBus通信端組、DeviceNet通信端組和HART通 信端組連接在同一主連接器JT上，主連接器JT可以插裝iBus板卡或DeviceNet板卡 或HART板卡，當(dāng)微處理器UO與外界進行ftOfiBus通信時，主連接器JT插裝ft~0fiBUS板 卡；當(dāng)微處理器UO與外界進行DeviceNet通信時，主連接器JT插裝DeviceNet板卡；當(dāng)微 處理器UO與外界進行HART通信時，主連接器JT插裝HART板卡。在本實用新型的一個實施例中，微處理器UO可以選用如圖2-1所示的8位 Silicon SOC(System on chip，系統(tǒng)級芯片)微處理器C8051F040，主連接器JT選用如圖 2-2所示的48腳連接器。主連接器JT用于根據(jù)現(xiàn)場總線類型選擇連接相應(yīng)的現(xiàn)場總線板 卡，不需要通過跳線來實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。48腳連接器JT各引腳的信號分配情況如表1所示。表 權(quán)利要求1.一種自適應(yīng)多總線執(zhí)行機構(gòu)控制器，包括主控板，所述主控板設(shè)置微處理器(UO)， 其特征在于，所述微處理器(UO)設(shè)置有過程現(xiàn)場總線(ProfiBus)通信端組、設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通信 端組和可尋址遠程傳感器(HART)通信端組，所述過程現(xiàn)場總線(ProfiBus)通信端組、設(shè) 備網(wǎng)絡(luò)通信端組和可尋址遠程傳感器(HART)通信端組連接在同一主連接器(JT)上，所述 主連接器(JT)插裝過程現(xiàn)場總線(ProfiBus)板卡或設(shè)備網(wǎng)絡(luò)板卡或可尋址遠程傳感器 (HART)板卡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)多總線執(zhí)行機構(gòu)控制器，其特征在于，所述過程現(xiàn)場總線(ProfiBus)通信端組由數(shù)據(jù)端組(DBO、DBU DB2、DB3、DB4/NS_R、 DB5/NS_G、DB6/MS_R、DB7/MS_G)、地址端組(ABO、AB1、AB2、AB3、AB4、AB5、AB6、AB7)、寫控 制端(WR)、讀控制端(RD)、地址總線選通端(ALE)、信號接收端(RXDO)、信號發(fā)送端(T)(DO)、 中斷端(INTO)、總線類型識別端組(P3.0、P3. 1)、使能端(SH/LD)組成；所述設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通信端組由控制器局域網(wǎng)(CAN)總線發(fā)送端(CANTX)、控制器局域網(wǎng)CAN 總線接收端(CANRX)、總線類型識別端組(P3.0、P3. 1)、使能端(SH/LD)組成；所述可尋址遠程傳感器(HART)通信端組由信號接收端(RXDO)、信號發(fā)送端(T)(DO)、總 線類型識別端組(P3.0、P3. 1)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)多總線執(zhí)行機構(gòu)控制器，其特征在于，所述過程現(xiàn)場 總線(ProfiBus)板卡包括第一 P連接器(JP)、過程現(xiàn)場總線(ProfiBus)控制器(U2)和 過程現(xiàn)場總線(ProfiBus)通信電路，所述過程現(xiàn)場總線(ProfiBus)控制器(似)的數(shù)據(jù)端 組(DBO、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7)、地址端組(ABO、AB1、AB2、AB3、AB4、AB5、AB6、 AB7)、寫控制端(WR)、讀控制端(RD)、地址總線選通端(ALE)、中斷端(INTO)連接到所述第 一 P連接器(JP)上，該第一 P連接器(JP)與所述主連接器(JT)的端口相匹配，所述過程 現(xiàn)場總線(ProfiBus)控制器(U2)的信號發(fā)送端(RXD)、信號接收端(T)(D)、復(fù)位端(RESET) 連接所述過程現(xiàn)場總線(ProfiBus)通信電路，所述過程現(xiàn)場總線(ProfiBus)通信電路的 上行端組連接有第二 P連接器(Jl)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)多總線執(zhí)行機構(gòu)控制器，其特征在于，所述設(shè)備網(wǎng)絡(luò) 板卡包括第一 D連接器(JD)和設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通信電路，所述第一 D連接器(JD)的控制器局域 網(wǎng)(CAN)總線發(fā)送端(CANTX)、CAN總線接收端(CANRX)與所述設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通信電路連接，該 第一 D連接器(JD)與所述主連接器(JT)的端口相匹配，所述設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通信電路的上行端 組連接有第二 D連接器(JlO)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)多總線執(zhí)行機構(gòu)控制器，其特征在于，所述可尋址遠 程傳感器(HART)板卡包括第一 H連接器(JH)、可尋址遠程傳感器(HART)控制器(Dl)和可 尋址遠程傳感器(HART)通信電路，所述可尋址遠程傳感器(HART)控制器(Dl)的數(shù)字信號 發(fā)送端(IT)(D)、數(shù)字信號接收端(ORXD)與所述第一 H連接器(JH)連接，該第一 H連接器 (JH)與所述主連接器(JT)的端口相匹配，所述可尋址遠程傳感器(HART)控制器(Dl)的模 擬信號接收端(IRXA)、模擬信號發(fā)送端(OXTA)與所述可尋址遠程傳感器(HART)通信電路 連接，所述可尋址遠程傳感器(HART)通信電路設(shè)置有第二 H連接器(Jhl)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)多總線執(zhí)行機構(gòu)控制器，其特征在于，所述微處理器 (UO)設(shè)置有控制端組，該控制端組連接有執(zhí)行機構(gòu)控制電路(1)，該執(zhí)行機構(gòu)控制電路(1) 連接有執(zhí)行機構(gòu)(2)。
專利摘要本實用新型公開了一種自適應(yīng)多總線執(zhí)行機構(gòu)控制器，包括主控板，主控板設(shè)置微處理器，微處理器設(shè)置有ProfiBus通信端組、DeviceNet通信端組和HART通信端組，ProfiBus通信端組、DeviceNet通信端組和HART通信端組連接在同一主連接器上，主連接器插裝ProfiBus板卡或DeviceNet板卡或HART板卡。該控制器能夠利用多種不同的現(xiàn)場總線進行通信，具有通用性好、成本低以及結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。
文檔編號G05B19/418GK201820120SQ201020199640
公開日2011年5月4日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者余勇, 夏繼強, 耿春明, 謝云山, 魏文雄 申請人:重慶工業(yè)自動化儀表研究所