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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于VPC3的PROFIBUS-DP模塊設(shè)計(jì)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本課題是設(shè)計(jì)一個(gè)基于VPC3的PROFIBUS-DP模塊通信卡——實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制的電動執(zhí)行器和PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)之間的接口功能；使電動執(zhí)行器具有遠(yuǎn)程控制的網(wǎng)絡(luò)功能。
- 詳細(xì)介紹：
- 使用荷蘭生產(chǎn)的一種PROFIBUS通信專用芯片VPC3來設(shè)計(jì)一個(gè)模擬量/PROFIUBS DP通訊卡以實(shí)現(xiàn)將4～20mA的閥位反饋信號（輸入信號）進(jìn)行校準(zhǔn)和量程變換后轉(zhuǎn)換為DP輸入通道數(shù)據(jù)，還將來自其它DP設(shè)備的輸出數(shù)據(jù)經(jīng)過校準(zhǔn)和量程變換后轉(zhuǎn)換為0～5V的控制輸出信號（輸出信號）。PROFIBUS-DP模塊從從站獲得閥位反饋信號經(jīng)總線傳到主站，通過監(jiān)控PC機(jī)觀察是否達(dá)到設(shè)置要求，如果達(dá)不到則通過智能執(zhí)行器進(jìn)行校準(zhǔn)，以達(dá)到設(shè)置要求。該設(shè)計(jì)采用新型的專用通信協(xié)議芯片VPC3，VPC3既支持3V又支持5V，并且能減少對協(xié)議的掌握，不用考慮電源轉(zhuǎn)換問題，具有低通濾波、過壓保護(hù)及熱電偶斷路和短路檢測功能?？梢杂脕韺囟?、濕度、供電系統(tǒng)的監(jiān)視，還可以用于污水處理的方面。
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作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的和基本思路：設(shè)計(jì)PROFIBUS-DP通信卡，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制電動執(zhí)行器并具有網(wǎng)絡(luò)接口功能，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。PROFIBUS-DP智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供兩個(gè)16位的輸入/輸出通道。輸入通道用于采集從從站發(fā)出的4～20mA的閥位反饋信號，經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，并傳到DP總線上，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)范圍為0-1000，經(jīng)總線傳輸?shù)街髡荆儆奢敵鐾ǖ澜o予控制輸出信號。創(chuàng)新點(diǎn)：使用協(xié)議芯片VPC3編程，減少對協(xié)議的掌握，增強(qiáng)電路的抗干擾性，支持5V和3V，支持多個(gè)協(xié)議版本。 技術(shù)關(guān)鍵： 1）弄清各部分電路的關(guān)系 2）弄清楚各部分之間的電源和地的關(guān)系 3）實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)和服務(wù)訪問點(diǎn) 4）硬件的抗干擾性也是設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)考慮的問題 技術(shù)指標(biāo)： 輸入信號：4～20mA的閥位反饋信號 輸出信號：1～5V的控制信號 總線信號：最大12Mbit/s 總線電源：5V 電流消耗(靜態(tài))： ≤0.3A A/D精度：16位
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 目前，智能化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化代表著當(dāng)今自動化控制技術(shù)發(fā)展的主流方向，現(xiàn)場總線PROFIBUS是促使自動化系統(tǒng)與儀器儀表順應(yīng)這一發(fā)展方向的重要技術(shù)。以前的設(shè)計(jì)是單一的使用單片機(jī)但要考慮大量的協(xié)議問題且傳輸速率小于12Mb/s，或是用SPC3，SPC3只支持5V，要考慮電源轉(zhuǎn)換問題，VPC3是在SPC3基礎(chǔ)上改善的，支持3V和5V，減少對協(xié)議的掌握，不考慮電源轉(zhuǎn)換問題，傳輸速率大于12Mb/s，具有低通濾波、過壓保護(hù)及熱電偶斷路和短路檢測功能。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 面談
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品 、圖片
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 設(shè)備描述文件導(dǎo)入,設(shè)備地址設(shè)定。優(yōu)勢：與以往他人設(shè)計(jì)相比該設(shè)計(jì)采用新型的專用的通信協(xié)議芯片VPC3而非傳統(tǒng)的SPC3或者是單一的對通信協(xié)議進(jìn)行編寫，電路設(shè)計(jì)簡單，同時(shí)也減少了設(shè)計(jì)人員對大量協(xié)議的掌握的要求，也大大的降低了功耗跟設(shè)計(jì)成本。使用范圍及推廣前景：可以用來對溫度、濕度、供電系統(tǒng)的監(jiān)視，還可以用于污水處理的方面。迎合時(shí)代發(fā)展要求，滿足巨大缺口需求，一卡多功能，成本低，效益高。
同類課題研究水平概述
- PROFIBUS－DP作為—種國際標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線，以其靈活性、可靠性等優(yōu)點(diǎn)，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，是一種高性能的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)。但不是所有的控制設(shè)備都能接入到Profibus總線中，必須通過智能從站接口裝置實(shí)現(xiàn)，通過智能從站的開發(fā)，可以把非總線的電子設(shè)備接入到總線網(wǎng)絡(luò)中。 目前，我國對于PROFIBUS－DP的應(yīng)用和研究主要以國外大公司的成套設(shè)備為主，而自主研究開發(fā)通信接口的卻比較少 。雖有公司針對PROIFBUS-DP協(xié)議轉(zhuǎn)換問題已開發(fā)出相應(yīng)網(wǎng)關(guān)類產(chǎn)品，但價(jià)格昂貴，與實(shí)際應(yīng)用有一定距離，因此深入研究該技術(shù)對該技術(shù)的國產(chǎn)化有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。國內(nèi)提供 PROFIBUS- DP 總線產(chǎn)品OEM 開發(fā)的廠家主要為北京鼎實(shí)創(chuàng)新科技有限公司，它是PROFIBUS 在國內(nèi)的技術(shù)資格中心，負(fù)責(zé)國內(nèi)PROFIBUS 產(chǎn)品的測試認(rèn)證工作、提供DP-RS232、DP-RS485等產(chǎn)品，其他的國內(nèi)生產(chǎn)者有各大高校和國家的研究機(jī)構(gòu)，如：浙江大學(xué)、中科院、解放軍工程電子學(xué)院等。 國外的生產(chǎn)Profibus的企業(yè)相對較多一些，如法國的FIP，英國的ERA，德國西門子公司Siemens的ProfiBus，挪威的FINT，美國的DeviceNet與ControlNet等等。但是以西門子公司提供的profibus產(chǎn)品為主。這些現(xiàn)場總線大都用于過程自動化、醫(yī)藥領(lǐng)域、加工制造、交通運(yùn)輸、國防、航天、農(nóng)業(yè)和樓宇等領(lǐng)域，大概不到十種的總線占有８０％左右的市場。 隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，對現(xiàn)場生產(chǎn)過程的控制也提出了越來越高的要求。智能化、數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化和分散化代表著當(dāng)今自動化控制技術(shù)發(fā)展的主流方向，而現(xiàn)場總線PROFIBUS正是促使自動化系統(tǒng)與儀器儀表順應(yīng)這一發(fā)展方向的重要技術(shù)?，F(xiàn)場總線技術(shù)是一個(gè)協(xié)議開放的、系統(tǒng)可維護(hù)性強(qiáng)的、具有較強(qiáng)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息集成能力的技術(shù)。并且近年來該技術(shù)也成為國內(nèi)工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)研究的熱點(diǎn)，所以該技術(shù)的研究擁有很廣闊的發(fā)展前景。
