PROFIBUS—DP水质监测中冗余网络的FPGA逻辑设计.pdf

电气传动2012年第42卷第9期
ELECTRIC DRIVE 2012 Vol 42 No 9
PROEIBUS-DP水质监测中冗余网络的
FPGA逻辑设计
衷卫声,李一君
(南昌大学环境与化学工程学院,江西南昌330031)
摘要: PROFIBUS-DP广泛应用于工业控制系统当中。在水质在线监泗中, PROFIBUS因为其传输速率
较快而被运用,为保证数据通信正常传输,通常采用双网数据通信,当一条总线出现问题时,可以利用冗余总
线切换设计。在切换设计中运用了FPGA,使得数据可以正常及时的传输,利用FPGA实现了双网逻辑切换,
保证数据可以正常传输,不会因为一方总线故障而丢失信息。仿实验证明可以达到预定目标,具有可行性。
关键词: PROFIBUS-DP;冗余双网;现场可编程逻辑门阵列;水质监测
中图分类号:TP302
文献标识码:A
Redundant Network of PROFIBUS-DP Water Quality
Monitoring in the FPGA Logic Design
ZHONG Wei-sheng, LI Yi-jun
Department of Enuironmental and Chemical Engineering, Nanchang
University, Nanchang 330031, Jiangzi, China)
Abstract: PROFIBUS-DP is widely used in industrial control systems. In the water quality monitoring sys
tem, the PROFIBUS transmission rate is fast,so it is used. In order to ensure normal data communications
transmission, usually dual-network data communication is used. When one bus is failure, the redundant bus
witch design can be used. FPGA is used in the switch design. It can make the data transmission in time, and
the use of FPGA logic to achieve the dual-network switch, to ensure the normal transmission of data can not be
lost because of the failure of one of the buses. The simulation proves it can be the desired goals and is feasible
Key words: PROFIBUS-DP; redundant dual-network; field programable gate array(FPGA); water quality
monitorin
PROFIBUS是一种国际化、开放式、不依赖用于传感器和执行器的高速数据传输23
于生产商的现场总线标准,而且是一种高速(数据
在水质监测系统中,由于水质信息的重要性
传输速率为9.6kbit/s~12Mbit/s)的、经济的设对 PROFIBUS-DP总线还要求其具有冗余功
备级别网络,因为被广泛应用于工业自动化,在水能,即双总线的工作模式,有备份的 PROFIBUS
质监测系统中,基于上述原因,采用 PROFIBUS DP总线确保通信功能的重要性。冗余是系统资
用于水质监测现场设备的高速数据传输。
源备份的意思,当主设备出现故障,不能正常工作
PROFIBUS-DP是一种高速且优化的通信方时,可以切换到从设备,用来保证系统的运行不受
案,在水质监测中,用于实现的是现场控制系统于到影响,在水质监测中,有3种冗余技术:主站元
分布式I/O及其他现场设备之间的通信,总线周余、从站冗余和总线冗余。在系统中,当PRO
期一般小于10ms。主站即上位机,通过标准的 FIBUS-DP总线网络出现故障时,可以转换到从
专用电缆与分散的现场设备(远程IO、驱动器、 PROFIBUS-DP总线运行,避免因为总线故障从
阀门、智能传感器和下层网络等)进行通信,对整而影响通信,保证通信功能正常。
个DP网络进行管理和控制。 PROFIBUS-DP
在总线的切换逻辑设计中,采用了FPGA来
基金项目:国家自然科学基金(60736021);江西省科技攻关项目(20051B0400900)
江西省科技支撑计划(2011BBG70012一2)
作者简介:衷卫(1967一),男,硕土,副教授,Email:ws079ljx@163.com