基于Profibus_DP 的阀岛主控制器设计

        阀岛，是指集成了较多电控阀门及其控制电路的控制单元，犹如一个岛屿存在于气动控制管线的海洋中。阀岛的使用可以减少气源装置的数量，且便于集中控制。阀岛的发展先后经历了带多针控制接口的阀岛、带总线通讯功能的阀岛以及模块化的阀岛等阶段。带总线通讯功能的阀岛布线简单，方便调试维修，便于集成，成为阀岛发展的主流趋势。而Profibus总线作为工业现场广泛使用的总线，具有通讯速率高，配套设施完善等特点，是阀岛适用总线的首选。模块化功能要求一个阀岛设备可以由若干模块组成，这些模块经过简单的设置就可以方便的添加和移除。在阀岛设备模块化发展的趋势下，怎样将解决各模块间的互联也是一个必须面对的问题。

系统结构和功能


        可扩展的阀岛装置由一个主设备和若干从设备组成，其中主设备由主控制器、从控制器和阀门组组成，而从设备则只集成了从控制器和阀门组。主设备和从设备之间通过CAN总线进行通信，各设备既可以安装到一起，也可以分散安装。主控制器负责阀岛主设备和Profibus主站的通讯、主设备和从设备之间的CAN总线通讯以及阀岛的工作状态的显示。从控制器则主要负责阀门的控制、阀门状态的检测、通过CAN总线接收主控制器的指令并返回各阀门的状态。限于篇幅，本文主要介绍主控制器的设计。阀岛装置的结构如图1所示。

        在系统初始化和组态完成后，主控制器的工作主要分为两个过程。第一个过程是接收Profibus主站的指令，并将指令按照预先制定的通讯协议拆分成若干CAN通讯帧发送给各从控制器。第二个过程是接收各个从控制器反馈的CAN消息，并将其按照通讯协议组合成Profibus的通讯帧发送给Profibus主站。此外，主控制器还支持通过指示灯显示CAN总线和Profibus总线的通信故障， 通过拨码转盘设置从站地址等功能。