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现场总线是随着数字通信、计算机、自动控制、网络、智能仪表和模块化集成等多种技术发展而出现的一门新兴技术,它是用于现场仪表与控制器之间的一种全分散、全数字、智能、双向、互连、多变量、多接点的串行通信技术,基于现场总线技术的现场总线控制系统(FCS)已经成为自动控制发展的趋势。PROFIBUS- DP现场总线主要用于现场设备之间的通信,有较高的实时性。PROFIBUS-DP现场总线智能节点能将DCS所用的标准信号连接到FCS系统上,实现FCS与DCS的无缝集成,因此PROFIBUS- DP现场总线智能节点的应用具有广阔的发展前景。本文在研究PROFIBUS-DP现场总线基本理论和从站工作状态机制的基础上,提出了PROFIBUS-DP智能节点的软硬件设计方法和该节点设备数据库文件的编写方法,并且搭建了以CP5611为主站,以智能节点为从站的硬件测试平台。该节点的硬件设计主要包括数据采集电路和PROFIBUS-DP通信接口电路。本文采用AT89S52单片机和西门子的SPC3协议芯片来完成现场总线通信接口的设计,数据采集部分将4～20mA的模拟信号转换为1～5V,并通过线性光电隔离器对信号进行隔离,经12位串行A/D转换器对现场信号进行数字化处理后,把数据采集到单片机的内存中。该节点的软件设计主要包括SPC3的初始化程序、SPC3的中断处理程序和数据采集程序,重点是SPC3的初始化程序和中断处理程序,初始化程序主要对SPC3内部64字节的寄存器进行配置,从而设置SPC3的工作方式以及确定输入、输出、诊断等缓冲器的大小和基址指针;中断程序完成新报文的处理。由上述子程序配合具体的应用程序完成了模块化的PROFIBUS-DP智能从站的设计。本文运用STEP7、WINCC和SIMATIC NET等组态软件对DP主站和从站进行软硬件组态,通过简单的单主站和单从站的PROFIBUS-DP现场总线控制系统,对开发的智能节点进行了实验验证。