专利名称：自适应多总线执行机构控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动化控制设备，具体地讲，是一种自适应多总线执行机构 控制器。
背景技术：
现场总线(Filedbus)是在生产现场用于连接智能现场设备的数字式、双向传输、 多分支结构的通信网络，FCS(Filedbus control system，现场总线控制系统)则是基于现 场总线的自动控制系统，即以现场总线作为工厂底层网络，通过网络集成而构成的自动控 制系统网络，按照公开、规范的通信协议在智能设备之间、智能设备与上位机之间实现数据 传输和信息交换，从而实现控制与管理一体化的综合自动控制系统。由于采用现场总线将使控制系统结构简单，系统安装费用减少并且易于维护；用 户可以自由选择不同厂商、不同品牌的现场设备达到最佳的系统集成等一系列的优点，现 场总线技术正越来越受到人们的重视。近十几年来由于现场总线的国际标准尚未建立， 现场总线发展的种类较多，比较常见的有可寻址远程传感器数据通路(HART) (Highway Addressable Remote Transducer，可寻址远程传感器)、PR0FIBUS (Process Field BUS，过 程现场总线)和DeviceNet (设备网络)等类型。由于各种类型的现场总线不能互相兼容，在各种现场总线中电路连接结构和信号 类型也不相同，因此在自动控制过程中必须针对不同种类的总线设计不同结构的接收处 理设备。通常一块主控板只能连接一种现场总线，只能应用于特定工作场合中，如果想要连 接多种现场总线，就需要在主控板上为可能连接的各种现场总线设置相应的电路结构，使 得控制器的结构变得复杂，同时也使得控制器的通用性受到局限，造成了资源的浪费和生 产成本的增加。
实用新型内容针对现有技术的不足，本实用新型的目的是要提供一种自适应多总线执行机构控 制器，以通过各种不同类型的总线进行通信。为此，本实用新型的提供一种自适应多总线执行机构控制器，包括主控板，主控板 设置微处理器，微处理器设置有ftx)fiBus通信端组、DeviceNet通信端组和HART通信端组， ProfiBus通信端组、DeviceNet通信端组和HART通信端组连接在同一主连接器上，主连接 器插装ftOfiBus板卡或DeviceNet板卡或HART板卡。根据本实用新型的一个方面，ProfiBus通信端组由数据端组、地址端组、写控制 端、读控制端、地址总线选通端、信号接收端、信号发送端、中断端、总线类型识别端组、使能 端组成；DeviceNet通信端组由CAN总线发送端、CAN总线接收端、总线类型识别端组、使能 端组成；HART通信端组由信号接收端、信号发送端、总线类型识别端组组成。根据本实用新型的另一个方面，ProfiBus板卡包括第一 P连接器、ProfiBus控制 器和ftOfiBus通信电路，ProfiBus控制器的数据端组、地址端组、写控制端、读控制端、地 址总线选通端、中断端连接到第一 P连接器上，该第一 P连接器与主连接器的端口相匹配，ProfiBus控制器的信号发送端、信号接收端、复位端连接ftOfiBus通信电路，ProfiBus通 信电路的上行端组连接有第二 P连接器。根据本实用新型的再一个方面，DeviceNet板卡包括第一 D连接器和DeviceNet通 信电路，第一 D连接器的CAN总线发送端、CAN总线接收端与DeviceNet通信电路连接，该 第一 D连接器与主连接器的端口相匹配，DeviceNet通信电路的上行端组连接有第二 D连 接器。根据本实用新型的又一个方面，HART板卡包括第一 H连接器、HART控制器和HART 通信电路，HART控制器的数字信号发送端、数字信号接收端与第一 H连接器连接，该第一 H 连接器与主连接器的端口相匹配，HART控制器的模拟信号接收端、模拟信号发送端与HART 通信电路连接，HART通信电路设置有第二 H连接器。所述微处理器设置有控制端组，该控制端组连接有执行机构控制电路，该执行机 构控制电路连接有执行机构。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是该自适应多总线执行机构控制器可 以根据外接总线的类型改变所接插的现场总线板卡的类型，使得该控制器可以通过多个不 同类型的现场总线进行通信，因此在面对不同的现场总线类型时，只需要更换现场总线板 卡，不需要改变整个接收设备的电路连接结构，具有兼容性好、结构简单、成本低等优点，扩 展了控制器的适用场合。
本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从
以下结合附图对实施例的描述中 将变得明显和容易理解，其中图1为本实用新型的自适应多总线执行机构控制器的结构原理图；图2-1为本实用新型的自适应多总线执行机构控制器的主控板上微处理器的结 构示意图；图2-2为本实用新型的自适应多总线执行机构控制器的主控板上主连接器的结 构示意图；图3-1为本实用新型的自适应多总线执行机构控制器的ftOfiBus板卡上第一 P 连接器的结构示意图；图3-2为本实用新型的自适应多总线执行机构控制器的ftOfiBus板卡上 ftOfiBus控制器的结构示意图；图3-3为本实用新型的自适应多总线执行机构控制器的ftOfiBus板卡上 ftOfiBus通信电路的结构示意图；图3-4为本实用新型的自适应多总线执行机构控制器的ftOfiBus板卡上地址设 置电路的结构示意图；图4-1为本实用新型的自适应多总线执行机构控制器的DeviceNet板卡上第一 D 连接器的结构示意图；图4-2为本实用新型的自适应多总线执行机构控制器的DeviceNet板卡上 DeviceNet通信电路的结构示意图；图5-1为本实用新型的自适应多总线执行机构控制器的HART板卡上第一 H连接
4器的结构示意图；图5-2为本实用新型的自适应多总线执行机构控制器的HART板卡上HART控制器 的结构示意图；以及图5-3为本实用新型的自适应多总线执行机构控制器的HART板卡上HART通信电 路的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。本实用新型提供了一种自适应多总线执行机构控制器，包括主控板和现场总线板 卡。如图1所示，主控板上安装有一个微处理器U0，微处理器设置有ftOfiBus通信端组、 DeviceNet通信端组和HART通信端组，Prof iBus通信端组、DeviceNet通信端组和HART通 信端组连接在同一主连接器JT上，主连接器JT可以插装iBus板卡或DeviceNet板卡 或HART板卡，当微处理器UO与外界进行ftOfiBus通信时，主连接器JT插装ft~0fiBUS板 卡；当微处理器UO与外界进行DeviceNet通信时，主连接器JT插装DeviceNet板卡；当微 处理器UO与外界进行HART通信时，主连接器JT插装HART板卡。在本实用新型的一个实施例中，微处理器UO可以选用如图2-1所示的8位 Silicon SOC(System on chip，系统级芯片)微处理器C8051F040，主连接器JT选用如图 2-2所示的48脚连接器。主连接器JT用于根据现场总线类型选择连接相应的现场总线板 卡，不需要通过跳线来实现转换。48脚连接器JT各引脚的信号分配情况如表1所示。表 权利要求1.一种自适应多总线执行机构控制器，包括主控板，所述主控板设置微处理器(UO)， 其特征在于，所述微处理器(UO)设置有过程现场总线(ProfiBus)通信端组、设备网络通信 端组和可寻址远程传感器(HART)通信端组，所述过程现场总线(ProfiBus)通信端组、设 备网络通信端组和可寻址远程传感器(HART)通信端组连接在同一主连接器(JT)上，所述 主连接器(JT)插装过程现场总线(ProfiBus)板卡或设备网络板卡或可寻址远程传感器 (HART)板卡。
2.根据权利要求1所述的自适应多总线执行机构控制器，其特征在于，所述过程现场总线(ProfiBus)通信端组由数据端组(DBO、DBU DB2、DB3、DB4/NS_R、 DB5/NS_G、DB6/MS_R、DB7/MS_G)、地址端组(ABO、AB1、AB2、AB3、AB4、AB5、AB6、AB7)、写控 制端(WR)、读控制端(RD)、地址总线选通端(ALE)、信号接收端(RXDO)、信号发送端(T)(DO)、 中断端(INTO)、总线类型识别端组(P3.0、P3. 1)、使能端(SH/LD)组成；所述设备网络通信端组由控制器局域网(CAN)总线发送端(CANTX)、控制器局域网CAN 总线接收端(CANRX)、总线类型识别端组(P3.0、P3. 1)、使能端(SH/LD)组成；所述可寻址远程传感器(HART)通信端组由信号接收端(RXDO)、信号发送端(T)(DO)、总 线类型识别端组(P3.0、P3. 1)组成。
3.根据权利要求1所述的自适应多总线执行机构控制器，其特征在于，所述过程现场 总线(ProfiBus)板卡包括第一 P连接器(JP)、过程现场总线(ProfiBus)控制器(U2)和 过程现场总线(ProfiBus)通信电路，所述过程现场总线(ProfiBus)控制器(似)的数据端 组(DBO、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7)、地址端组(ABO、AB1、AB2、AB3、AB4、AB5、AB6、 AB7)、写控制端(WR)、读控制端(RD)、地址总线选通端(ALE)、中断端(INTO)连接到所述第 一 P连接器(JP)上，该第一 P连接器(JP)与所述主连接器(JT)的端口相匹配，所述过程 现场总线(ProfiBus)控制器(U2)的信号发送端(RXD)、信号接收端(T)(D)、复位端(RESET) 连接所述过程现场总线(ProfiBus)通信电路，所述过程现场总线(ProfiBus)通信电路的 上行端组连接有第二 P连接器(Jl)。
4.根据权利要求1所述的自适应多总线执行机构控制器，其特征在于，所述设备网络 板卡包括第一 D连接器(JD)和设备网络通信电路，所述第一 D连接器(JD)的控制器局域 网(CAN)总线发送端(CANTX)、CAN总线接收端(CANRX)与所述设备网络通信电路连接，该 第一 D连接器(JD)与所述主连接器(JT)的端口相匹配，所述设备网络通信电路的上行端 组连接有第二 D连接器(JlO)。
5.根据权利要求1所述的自适应多总线执行机构控制器，其特征在于，所述可寻址远 程传感器(HART)板卡包括第一 H连接器(JH)、可寻址远程传感器(HART)控制器(Dl)和可 寻址远程传感器(HART)通信电路，所述可寻址远程传感器(HART)控制器(Dl)的数字信号 发送端(IT)(D)、数字信号接收端(ORXD)与所述第一 H连接器(JH)连接，该第一 H连接器 (JH)与所述主连接器(JT)的端口相匹配，所述可寻址远程传感器(HART)控制器(Dl)的模 拟信号接收端(IRXA)、模拟信号发送端(OXTA)与所述可寻址远程传感器(HART)通信电路 连接，所述可寻址远程传感器(HART)通信电路设置有第二 H连接器(Jhl)。
6.根据权利要求1所述的自适应多总线执行机构控制器，其特征在于，所述微处理器 (UO)设置有控制端组，该控制端组连接有执行机构控制电路(1)，该执行机构控制电路(1) 连接有执行机构(2)。
专利摘要本实用新型公开了一种自适应多总线执行机构控制器，包括主控板，主控板设置微处理器，微处理器设置有ProfiBus通信端组、DeviceNet通信端组和HART通信端组，ProfiBus通信端组、DeviceNet通信端组和HART通信端组连接在同一主连接器上，主连接器插装ProfiBus板卡或DeviceNet板卡或HART板卡。该控制器能够利用多种不同的现场总线进行通信，具有通用性好、成本低以及结构简单等优点。
文档编号G05B19/418GK201820120SQ201020199640
公开日2011年5月4日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者余勇, 夏继强, 耿春明, 谢云山, 魏文雄 申请人:重庆工业自动化仪表研究所