Profibus-DP诊断技术在多路IO中的应用

陈在平 张 宇 倪建云 贾 超

(天津理工大学 a.天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室；b.自动化学院，天津 300384)

Profibus-DP作为开放式现场总线标准之一，被广泛应用于制造业自动化、流程工业自动化及楼宇自动化等自动化领域。DP从站可作为通信接口，使不同制造商所生产的设备不进行特别调整即可接入DP网络[1]。而传输多路IO量数据就是DP从站的一种基本且常用的功能。DP从站的硬件设计已经非常成熟，主要由单片机、协议芯片和隔离驱动电路构成。其中，单片机要满足1KB以上RAM，8KB以上ROM的要求，如STM32系列及STC90系列单片机等；协议芯片主要有SPC3、VPC3及VPC3+C等；隔离驱动电路可由HCPL7101、HCPL0601和485驱动芯片(如SN75ALS176D)搭建，也可选取驱动、隔离一体芯片，如ADM2486等。笔者应用DP的诊断技术，可将各个从站的故障信息及时反馈到主控制器上，以便快速定位到故障站点并排除故障，方便了维护，该方法对于缩短故障排除时间和提高设备的稳定性有很大帮助，能够整体提高生产效率[2]。

由于DP从站的设计方案已十分典型，笔者不过多说明，主要介绍Profibus诊断技术在DP从站的IO量数据传输中的应用，图1为获取诊断信息的硬件电路。

图1 获取诊断信息的硬件电路

认为当inpower端与GND短路时即为故障，LM311D为比较器，3脚接收inpower的电平信号，2脚是略高于0的低电平，正常情况下7脚输出低电平。当故障(即inpower与GND短路)出现时，3脚为0V，要低于2脚电压，比较器翻转，7脚输出高电平，由Test端输送给单片机的IO端口，即诊断信号出现。

2 软件设计

由于在标准DP协议中扩展了诊断部分，因此从站程序设计主要由主程序软件设计和诊断程序软件设计两部分组成。……