專利名稱：自適應多總線執行機構控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自動化控制設備，具體地講，是一種自適應多總線執行機構 控制器。
背景技術：
現場總線(Filedbus)是在生產現場用于連接智能現場設備的數字式、雙向傳輸、 多分支結構的通信網絡，FCS(Filedbus control system，現場總線控制系統)則是基于現 場總線的自動控制系統，即以現場總線作為工廠底層網絡，通過網絡集成而構成的自動控 制系統網絡，按照公開、規范的通信協議在智能設備之間、智能設備與上位機之間實現數據 傳輸和信息交換，從而實現控制與管理一體化的綜合自動控制系統。由于采用現場總線將使控制系統結構簡單，系統安裝費用減少并且易于維護；用 戶可以自由選擇不同廠商、不同品牌的現場設備達到最佳的系統集成等一系列的優點，現 場總線技術正越來越受到人們的重視。近十幾年來由于現場總線的國際標準尚未建立， 現場總線發展的種類較多，比較常見的有可尋址遠程傳感器數據通路(HART) (Highway Addressable Remote Transducer，可尋址遠程傳感器)、PR0FIBUS (Process Field BUS，過 程現場總線)和DeviceNet (設備網絡)等類型。由于各種類型的現場總線不能互相兼容，在各種現場總線中電路連接結構和信號 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計不同結構的接收處 理設備。通常一塊主控板只能連接一種現場總線，只能應用于特定工作場合中，如果想要連 接多種現場總線，就需要在主控板上為可能連接的各種現場總線設置相應的電路結構，使 得控制器的結構變得復雜，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 產成本的增加。
實用新型內容針對現有技術的不足，本實用新型的目的是要提供一種自適應多總線執行機構控 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多總線執行機構控制器，包括主控板，主控板 設置微處理器，微處理器設置有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。根據本實用新型的一個方面，ProfiBus通信端組由數據端組、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、信號發送端、總線類型識別端組組成。根據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控制器的數據端組、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控制器的信號發送端、信號接收端、復位端連接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控制器的數字信號發送端、數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、模擬信號發送端與HART 通信電路連接，HART通信電路設置有第二 H連接器。所述微處理器設置有控制端組，該控制端組連接有執行機構控制電路，該執行機 構控制電路連接有執行機構。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是該自適應多總線執行機構控制器可 以根據外接總線的類型改變所接插的現場總線板卡的類型，使得該控制器可以通過多個不 同類型的現場總線進行通信，因此在面對不同的現場總線類型時，只需要更換現場總線板 卡，不需要改變整個接收設備的電路連接結構，具有兼容性好、結構簡單、成本低等優點，擴 展了控制器的適用場合。
本實用新型上述的和/或附加的方面和優點從
以下結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多總線執行機構控制器的結構原理圖；圖2-1為本實用新型的自適應多總線執行機構控制器的主控板上微處理器的結 構示意圖；圖2-2為本實用新型的自適應多總線執行機構控制器的主控板上主連接器的結 構示意圖；圖3-1為本實用新型的自適應多總線執行機構控制器的ftOfiBus板卡上第一 P 連接器的結構示意圖；圖3-2為本實用新型的自適應多總線執行機構控制器的ftOfiBus板卡上 ftOfiBus控制器的結構示意圖；圖3-3為本實用新型的自適應多總線執行機構控制器的ftOfiBus板卡上 ftOfiBus通信電路的結構示意圖；圖3-4為本實用新型的自適應多總線執行機構控制器的ftOfiBus板卡上地址設 置電路的結構示意圖；圖4-1為本實用新型的自適應多總線執行機構控制器的DeviceNet板卡上第一 D 連接器的結構示意圖；圖4-2為本實用新型的自適應多總線執行機構控制器的DeviceNet板卡上 DeviceNet通信電路的結構示意圖；圖5-1為本實用新型的自適應多總線執行機構控制器的HART板卡上第一 H連接
4器的結構示意圖；圖5-2為本實用新型的自適應多總線執行機構控制器的HART板卡上HART控制器 的結構示意圖；以及圖5-3為本實用新型的自適應多總線執行機構控制器的HART板卡上HART通信電 路的結構示意圖。
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多總線執行機構控制器，包括主控板和現場總線板 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用于根據現場總線類型選擇連接相應的現場總線板 卡，不需要通過跳線來實現轉換。48腳連接器JT各引腳的信號分配情況如表1所示。表 權利要求1.一種自適應多總線執行機構控制器，包括主控板，所述主控板設置微處理器(UO)， 其特征在于，所述微處理器(UO)設置有過程現場總線(ProfiBus)通信端組、設備網絡通信 端組和可尋址遠程傳感器(HART)通信端組，所述過程現場總線(ProfiBus)通信端組、設 備網絡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)插裝過程現場總線(ProfiBus)板卡或設備網絡板卡或可尋址遠程傳感器 (HART)板卡。
2.根據權利要求1所述的自適應多總線執行機構控制器，其特征在于，所述過程現場總線(ProfiBus)通信端組由數據端組(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；所述設備網絡通信端組由控制器局域網(CAN)總線發送端(CANTX)、控制器局域網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)、信號發送端(T)(DO)、總 線類型識別端組(P3.0、P3. 1)組成。
3.根據權利要求1所述的自適應多總線執行機構控制器，其特征在于，所述過程現場 總線(ProfiBus)板卡包括第一 P連接器(JP)、過程現場總線(ProfiBus)控制器(U2)和 過程現場總線(ProfiBus)通信電路，所述過程現場總線(ProfiBus)控制器(似)的數據端 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 現場總線(ProfiBus)控制器(U2)的信號發送端(RXD)、信號接收端(T)(D)、復位端(RESET) 連接所述過程現場總線(ProfiBus)通信電路，所述過程現場總線(ProfiBus)通信電路的 上行端組連接有第二 P連接器(Jl)。
4.根據權利要求1所述的自適應多總線執行機構控制器，其特征在于，所述設備網絡 板卡包括第一 D連接器(JD)和設備網絡通信電路，所述第一 D連接器(JD)的控制器局域 網(CAN)總線發送端(CANTX)、CAN總線接收端(CANRX)與所述設備網絡通信電路連接，該 第一 D連接器(JD)與所述主連接器(JT)的端口相匹配，所述設備網絡通信電路的上行端 組連接有第二 D連接器(JlO)。
5.根據權利要求1所述的自適應多總線執行機構控制器，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)的數字信號 發送端(IT)(D)、數字信號接收端(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)通信電路設置有第二 H連接器(Jhl)。
6.根據權利要求1所述的自適應多總線執行機構控制器，其特征在于，所述微處理器 (UO)設置有控制端組，該控制端組連接有執行機構控制電路(1)，該執行機構控制電路(1) 連接有執行機構(2)。
專利摘要本實用新型公開了一種自適應多總線執行機構控制器，包括主控板，主控板設置微處理器，微處理器設置有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場總線進行通信，具有通用性好、成本低以及結構簡單等優點。
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 優先權日2010年5月21日
發明者余勇, 夏繼強, 耿春明, 謝云山, 魏文雄 申請人:重慶工業自動化儀表研究所