冗余Profibus-DP通信协议主站卡的设计与实现

Profibus现场总线的冗余结构优化及稳定性分析摘要：当前工业现场广泛采用profibus现场总线的控制方式，而profibus现场总线的冗余结构通常采用的是双DP线路的冗余方式来保证设备的安全稳定运行，冗余结构的好坏直接关系到设备的稳定性能。

本文结合传统的profibus现场总线的冗余结构，提出了一种新的冗余结构的思路，分析当前结构存在的缺点，同时提出优化后的冗余结构对设备带来的稳定性、可靠性的提高。

为工业现场的控制提供稳定运行的基础。

关键词：现场总线；profibus；稳定性；优化；设计。

Redundancy structure optimization and stability analysis of Profibus field busMA Jun（Jiangxi Datang International Fuzhou Power Generation Co.，LTD，Fuzhou 344000，China）Abstract：The Profibus fieldbus control method is widely used in the industrial field at present. However，the redundancy structure of PROFIBUS field bus usually adopts the redundancy way of double DP lines to ensure the safe and stable operation of the equipment，and the quality of redundancy structure is directly related to the stability performance of the equipment. Combined with the redundant structure of the traditional PROFIBUS field bus，this paper puts forward a new idea of redundant structure，analyzes the shortcomings of the current structure，and puts forward the improvement of reliability and reliability brought by the optimized redundancy structure. It provides a stable basis for the control of industrial site.Key words：field bus；profibus；stability；optimization；design.1 前言随着工业技术的不断发展，工业现场已经逐渐的信息化、方便化、稳定化。

冗余PROFIBUS DP主站的设计与实现研究刘国耀;沈德明;祖利辉;丁茂实【摘要】在对PROFIBUS协议栈深入研究的基础上,介绍了PROFIBUS DP技术的实现原理,以及协议栈在装有实时操作系统的通用处理器平台上的实现方法,以此为基础构建了PROFIBUS系统冗余型主站,通过两个DP协议栈和冗余模块的协作运行实现了与冗余从站的通信.测试表明,该主站工作稳定,能够达到应用要求.【期刊名称】《电力与能源》【年(卷),期】2015(036)005【总页数】4页(P645-648)【关键词】处理器;PROFIBUS DP;系统冗余(SR)【作者】刘国耀;沈德明;祖利辉;丁茂实【作者单位】南京科远自动化集团股份有限公司,南京211102;江苏省热工过程智能控制重点实验室,南京211102;南京科远自动化集团股份有限公司,南京211102;江苏省热工过程智能控制重点实验室,南京211102;南京科远自动化集团股份有限公司,南京211102;江苏省热工过程智能控制重点实验室,南京211102;南京科远自动化集团股份有限公司,南京211102;江苏省热工过程智能控制重点实验室,南京211102【正文语种】中文【中图分类】TM76PRFIBUS DP广泛应用于过程自动化和设备自动化系统的快速数据交互，其通信速率范围从9.6kbps到12Mbps。

在实际应用中，PROFIBUS DP使用量占到PROFIBUS使用量的90%以上［1-2］。

随着PROFIBUS现场总线技术越来越多的应用到电厂过程自动化系统中，自主开发相应的PROFIBUS DPV0主站（1类）通信模件并将其集成到DCS系统中，使得DCS系统具备PROFIBUS现场总线功能，成为日益迫切的需求。

本文重点介绍了PROFIBUS DP技术的实现原理，以及协议栈在装有实时操作系统的通用处理器平台上的实现方法，以此为基础构建了PROFIBUS系统冗余型主站。

unsigned char user_data [MAX_DATA_LEN];//数据区};struct REFERENCE{unsigned char board_select; //CP板卡选择设置unsigned char access; //系统访问设置};2．初始化函数dpn_init(&dpn _ptr)编写上位机程序时，在对CP5611/5613进行访问操作之前必须调用初始化函数。

使用初始化函数之前，必须对该函数做一些初始化操作，其他函数使用前也必须首先对变量初始化：dpn_ptr.reference.board_select=1;//选择CP5611/5613的板卡号，若系统中只有一块板卡，则板卡号默认为1dpn_ptr.reference.access=(DPN_SYS_NOT_CENTRAL)|(DPN_ROLE_NOT_CE NTRAL);//系统中不设置高级任务和高级请求//以上两项一般固定dpn _ptr.length=126; //length＝profibus网络中最大的从站地址int j=0;for( j=0;j<126;j++) //设置设备读写属性{if(“网络中存在该地址”){dpn_er_data[j]=DPN_SLV_WRITE_READ;//如果网络中存在本地址，则将属性设置为DPN_SLV_WRITE_READ，否则为0}elsedpn_er_data[j]=0;}//例如FBPRO-8DI地址为2，应该设置//dpn_er_data[2]=DPN_SLV_WRITE_READ;dpn_init(&dpn _ptr); //调用初始化函数如果有错误，可以参考初始化函数的返回值来解决。

int error=dpn_ptr.error_code；有以下几种：错误代码解释如下：DPN_NO_ERROR：无错误。

返回值是有效的，并且必须进行判断。

PROFIBUS-DP 主站通信程序设计通信程序主要函数假设已经设计好了能完成某种功能的从站，就可以编写主站测试程序来测试从站的性能。

下面承受CP5611 网络接口卡，以FBPRO-8DI 八路数字量输入智能节点为例介绍PROFIBUS-DP 主站通信程序设计，编程环境使用VC++6.0。

本程序能够完成应用程序的初始化、数据读入、数据输出和应用程序的复位等根本操作。

PROFIBUS-DP 主站通信程序设计步骤为：①在VC++6.0 下创立一个应用程序；②将CP5611 网络接口卡供给的DPN_USER.H 和DPLIB.LIB 两个文件拷贝到刚刚建的工程根名目下，并且添加到应用程序中；③在VC++6.0 环境下编写通信程序。

6.4.1通信程序中主要函数介绍1.定义变量dpn_interface dpn_ptr; //使用前必需首先定义dpn_interface 的构造：struct dpn_interface{struct REFERENCE reference; //子构造体unsigned char stat_nr;//站地址unsignedchar length; //返回数据长度unsignedshort int error_code; //错误代码unsignedchar slv_state; //DP 从站状态unsignedchar sys_state; //DP 主站状态unsignedchar sys_event; //大事信息unsigned char user_data [MAX_DATA_LEN];//数据区};struct REFERENCE{unsigned char board_select; //CP 板卡选择设置unsigned char access; //系统访问设置};2.初始化函数dpn_init(&dpn _ptr)编写上位机程序时，在对CP5611/5613 进展访问操作之前必需调用初始化函数。

冗余Profibus-DP通信协议主站卡的设计与实现李哲毓;崔逸群【期刊名称】《自动化与仪表》【年(卷),期】2011(26)3【摘要】在对Profibus总线协议和主站状态机制深入分析的基础上,研发了冗余Profibus-DP通信协议主站卡.利用ASPC2主站协议芯片进行通信系统设计,通过主备冗余逻辑和同步通讯电路进行数据的周期性同步备份,实现了主卡和备卡的无干扰切换以及主站与从站无故障数据通讯.该冗余通信协议卡成功运用在某1000MW火力发电机组辅网控制系统中,实际工作表明,其可靠性和稳定性皆符合运行标准.%Based on the analysis of Profibus protocol and status mechanism, a redundant Profibus-DP communication master card was developed. The communication systems was designed by using the ASPC2 communication protocol chip,and back-up the data at regular intervals through main-standby redundancy logic and synchronous communication circuits.So the master card and slave card can switch over without interference and have a trouble-free data communication in master and slave station.The redundant communication protocol card has successfully used in auxiliary network control system of a 1000MW thermal power generating units. The actual work show that this system is reliable and stable.【总页数】4页(P34-37)【作者】李哲毓;崔逸群【作者单位】西安工业大学,北方信息工程学院,西安,710025;西安热工研究院有限公司,西安,710032【正文语种】中文【中图分类】TP336【相关文献】1.多主站PROFIBUS-DP通信协议实时性能分析 [J], 孙东辉;韦雪洁;赵秀芬;齐继桃2.PROFIBUS-DP主站和从站通讯的设计与实现 [J], 郑小倩;黄明琪3.PROFIBUS-DP主站通信卡的研发 [J], 吕跃刚;王晏晏;徐大平4.基于ARM与FPGA的PROFIBUS-DP智能主站设计与实现 [J], 李丽娜;郝莉5.基于VxWorks+ARM9的PROFIBUS-DP冗余主站的设计 [J], 胡明华;蒋济友;夏继强;满庆丰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

PROFIBUS-DP主站和从站通讯的设计与实现摘要：本文介绍了PROFIBUS现场总线技术的特点并结合SIEMENS公司的S7-300 PLC、通讯模块CP342-5 及ET200M等相关产品组建PROFIBUS-DP网络。

讨论了该网络的组态、STEP 7程序的编制以及现场设备GSD文件的建立方法，并详细讨论了PROFIBUS-DP主从站数据交换的实现方法。

关键词：PROFIBUS-DP网络；通讯；可编程序控制器；网络组态1 引言PROFIBUS是近年来国际上最为流行的现场总线，也是目前数据传输率最快的一种现场总线（传输率可达12Mbit/s），因此在很多领域内得到了广泛的应用。

它由三个兼容部分组成，即PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA和PROFIBUS-FMS。

其中，PROFIBUS-DP在数据传输速率、效率和低连接成本方面特别适用于自动化系统与分散外围设备之间的通信。

使用PROFIBUS-DP可取代24V（DC）或4～20mA信号传输。

PROFIBUS-DP用于现场的快速数据交换时，以中央自动化设备（如PLC/PC或过程控制系统）为主站，通过串行连接与分散的现场设备（如I/O、驱动器和阀门及测量变送器）组成通信网络。

主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息，也可利用PROFIBUS-DP提供扩展的非循环通信服务，用于智能现场设备的参数化、诊断、操作监控和报警处理等，通信方式灵活方便。

2 基于PROFIBUS-DP的主站和从站的通讯2.1 硬件部分在综合分析PROFIBUS-DP网络各种典型配置后，本文构建的PROFIBUS-DP网络如下：以研华工控机（插有SIEMENS公司的CP5613通讯卡）作为上位机及一类主站；以S7-300 PLC作为智能从站，为具典型性两个从站选用不同的配置，从站1的CPU为CPU315-2DP(带集成的DP接口)不需要DP通讯模块，从站2的CPU为CPU314(不带DP接口)需要通讯模块CP342-5 ；以ET200M作为从站1的远程I/O从站（选用IM153-1接口模块），用于采集现场数据。