[發明專利]EtherCAT協議與Profibus-DP協議通信轉換的網關及其通信方法

有效

• 申請號: 201110242445.7
• 申請日: 2011-08-23
• 公開（公告）號: CN102291337A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 鹿海霞;鄔東曉;王丹麟;謝李丹
• 申請（專利權）人: 國電南京自動化股份有限公司
• 主分類號: H04L12/66
• 分類號: H04L12/66;H04L29/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;許婉靜

技術領域

????本發明涉及一種基于微處理器的實時工業以太網EtherCAT協議與Profibus-DP協議進行數據通信轉換的網關及其通信方法，屬于工業自動化控制領域。

背景技術

????隨著實時工業以太網技術的日益廣泛推廣，用于辦公及信息自動化的以太網技術開始逐漸向下延伸，直接應用于現場設備的自動化控制。

????EtherCAT(Ethernet?for?Control?and?Automation?Technology)是一種用于工業自動化的實時、高速以太網通信協議。它具有傳輸容量大、傳輸速度快、時鐘同步性高、實現成本低、開放性好等特點。它已經作為標準化的技術，是國際標準IEC/PAS62407以及ISO1574-4的一部分。EtherCAT使用全雙工100Mb/s以太網，系統由一個通信主站和若干從站通信節點組成。主站使用標準的以太網控制器，協議和驅動程序由軟件實現。從站通信節點使用轉發器處理技術。

???Profibus（Process?Field?Bus)總線是一種比較有影響的現場總線技術，它符合歐洲標準EN50170。Profibus-DP（Decentralized?Periphery）協議是經過優化的高速通信連接，專為自動控制系統和設備級分散I/O之間通信設計。EtherCAT實時工業以太網協議與Profibus-DP協議是兩種不同的通信協議，因此當自動化系統中同時存在EtherCAT工業以太網協議和Profibus-DP協議時，不能直接進行互聯通信，需要設計一種網關來解決這個問題。

發明內容

???本發明所要解決的技術問題是，實現EtherCAT實時工業以太網協議與Profibus-DP協議的直接互聯通信。

???為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

???一種EtherCAT協議與Profibus-DP協議通信轉換的網關，其特征在于：包括EtherCAT協議收發器（PHY）、EtherCAT協議控制器、ARM中央控制器、公共數據存儲芯片，Profibus-DP主站通信模塊。所述的ARM中央控制器分別與EtherCAT協議控制器和公共數據存儲芯片雙向連接；所述的EtherCAT協議控制器通過EtherCAT協議收發器與EtherCAT工業以太網雙向連接；所述的Profibus-DP主站通信模塊與公共數據存儲芯片和Profibus總線雙向連接。

所述的ARM中央控制器可以是以下三種之一：

a.?ARM7嵌入式處理器，包含32位的RISC處理器的ARM7處理器內核；

b．ARM9嵌入式處理器，包含32位的RISC處理器的ARM9處理器內核；

c．其他ARM系列嵌入式處理器。

所述ARM中央控制器分別與ARM中央控制器外圍電路6、配置信息存儲器7、數據存儲器8、程序存儲器9、顯示10相連。

???一種EtherCAT協議與Profibus-DP協議通信轉換的網關的通信方法，其特征在于：包括EtherCAT協議數據轉換成Profibus-DP協議數據的方法和Profibus-DP協議數據轉換成EtherCAT協議數據的方法，具體包括以下步驟：

???EtherCAT協議數據轉換成Profibus-DP協議數據：EtherCAT協議收發器將接收的EtherCAT數據發送至EtherCAT協議控制器；EtherCAT協議控制器根據EtherCAT協議規定，接收EtherCAT數據幀；ARM中央控制器讀取EtherCAT協議控制器中的數據，經過邏輯運算處理，生成Profibus-DP協議數據，然后將數據寫入公共數據存儲芯片；Profibus-DP主站通信模塊讀取ARM中央控制器寫入公共數據存儲芯片中的數據，根據Profibus-DP協議的規定，經過編碼生成Profibus-DP數據幀，發送到Profibus總線。