阀岛指的是包含更多电子控制阀及其控制回路的控制单元，就像气动控制管道的海洋中有一个岛一样。岛的使用可以减少供气单元的数量并便于集中控制。岛的发展测试了具有多针控制接口的阀岛，具有总线通讯功能的阀岛和模块化阀岛。岛布线与总线通讯简单，调试维护方便，易于集成，已成为阀岛发展的常用趋势。Profibus是工业现场广泛使用的公交车，具有以下特点：高通信速度，完整的支撑装置，阀岛的首选。块化功能要求阀岛由多个模块组成，可通过简单的配置轻松添加和移除。阀岛设备的模块化发展的当前趋势中，解决模块之间的互连问题也是有问题的。统结构和功能可扩展阀端子由主控单元，主控制器，从控制器和阀组组成，而从属单元仅集成从控制器和阀组。设备和从设备通过CAN总线进行通信。些设备可以一起安装或分布。
控制器负责阀岛主设备与Profibus主站之间的通信，主设备与从设备之间的CAN总线通信以及终端运行状态的显示。
销商。控制器主要负责控制阀门，检测阀门状态，通过CAN总线从主控制器接收控制器，并返回每个阀门的状态。于篇幅限制，本文主要讨论主控制器的设计。岛装置的结构如图1所示。始化和系统配置完成后，主控制器的工作主要分为两个过程。一个过程是从Profibus主站接收指令，并根据预定义的通信协议将它们分成多个CAN帧_ _，然后将它们发送到从控制器。二个过程包括接收每个从控制器发送的CAN消息，并根据Profibus通信帧中的组合通信协议将其发送到Profibus主站。外，主控制器还通过LED支持CAN总线和Profibus总线的通信故障，以及通过拨号设置从站地址的功能。
件设计主阀岛控制器的主电路由三个主要部分组成：电源电路，单片机，外围电路和通信接口电路。信接口电路还包括Profibus接口电路和CAN接口电路。源电路设计主阀岛控制器的主电源有两个通道，如图2所示。阀岛控制器的输入电压转换为 5V电源通过TLE6365智能电源管理芯片实现外设和MCU电路。LMl 117-2.5控制芯片将 5V电压转换为2.5V电压，为微控制器内核供电。送的第二种方法是隔离使用B2405LS隔离变压器的其它进料到地图的通信芯片的电源以从卡的另一功率与Profibus通讯电源减少干扰CAN ，并确保通信的安全性。MCU和外围电路设计主阀岛控制器的核心采用英飞凌生产的16位单芯片XCl64CS，它有两个带有32个消息对象的CAN节点，CAN帧是根据CAN2发送和接收。0B规范可以支持基于CAN总线的模块扩展。XCl64CS还提供灵活的外部总线控制，支持VPC3读写，地址空间高达16 MB。以为外部存储器分配大约12 MB的空间地址，除了该空间的一部分被内部存储器占用或保留。XCl64CS有四个外部存储器芯片选择信号。
线也可以通过外部总线控制单元（EBC）配置为16位或8位数据宽度。据总线和总线地址被多路复用或独立使用，并且可以调整读和写周期。时间长度。为了维护MCU销，外部总线被配置为在该conception.Le芯片选择信号CSO 8位多路复用总线用于选择VPC3，和地址信号和信号数据由74HC573锁定。控制器使用基于AT25 128 SPI总线的存储器芯片存储控制参数，并使用拨号开关设置设备地址。控制器及其外围电路如图3所示.Profibus和CAN接口电路的设计本设计中使用的Profibus通信协议芯片是VPC3 C. VPC3与并行数据和地址总线以及微控制器交换数据。硬件设计中，需要为VPC3配置单独的48 MB有源晶体振荡器，将VPC3中断输出引脚连接到MCU的外部中断输入，连接控制引脚复位并选择芯片并将串行输出信号从VPC3连接到RS485。ADM2486总线驱动。Profibus接口电路相比，CAN总线接口电路更简单，只需要使用IL41050 CAN收发器。Profibus通信接口电路如图4所示。件设计使用VPC3芯片是软件设计的关键和最难点，因此在引入之前介绍了VPC3芯片工作原理的软件设计。设计中使用的VPC3 c集成了所有Profibus DP协议并独立处理，大大降低了MCU的压力和软件编写的难度。VPC3 c集成了4 KB的双端口RAM字节，允许用户通过地址总线直接访问内部RAM或VPC3参数锁定，从而简化了流程。Profibus在vPC3内部存储器操作中的复杂通信。VPc3内存分为三个部分：内部参数锁，组织参数内存和数据缓冲区。部参数锁定从单元00H开始，包括中断检查寄存器，状态寄存器等。些寄存器定义了芯片的工作模式，中断输出的极性，读芯片的工作状态和波特率。织参数存储器从16H单元开始，总共包含42个字节。将常用参数存储在从机模式中，例如从机地址，ID号，数据输出和输入缓冲区的长度，以及段的基址。据缓冲区从40H单元和大量数据开始，例如输入和输出数据，诊断数据，配置数据等，必须在操作中处理。站的数据存储在该区域中。程序设计在程序设计中，首先在XCl64CS初始化文件中完成外部总线配置，根据8位数据总线宽度，总线多路复用模式配置外部总线，然后根据VPC3，VPC3的要求配置总线同步。储器定义了地址000000H的外部存储区。后，初始化芯片VPC3，并在初始化功能中依次完成以下参数：首先，硬件引脚由控制引脚复位，第二步是设置内部参数锁定，如中断检查寄存器和模式寄存器，第三步是编写组织。
数存储器定义诸如从地址，ID号，缓冲区长度和基址之类的参数。后，启用了VPC3。旦初始化完成VPC3，程序进入主循环和事件变量检查以确定是否接收的Profibus数据，PROFIBUS接收复位请求时，定时器中断发生并且相应函数调用待对待中断服务程序中的分配。程序的主要流程图如图5所示。断服务程序的设计软件设计总共使用三个中断：定时器中断，CAN接收中断和VPC3启动的外部中断。CAN信息帧在定时器中断和信息发送到由现场总线发送写在data.The时间戳可以由计时器来设定，但必须小于设定VPC3监视时间。中断模式下接收CAN信息一旦进入CAN中断，事件事件标志变量的相应位就会改变，主程序确定CAN总线是否已接收到数据并执行相应的处理。询Event变量。VPC3支持Profibus DP指定的数据交换，设置参数，配置和其他服务。使用这些服务中的一个或多个时，VPC3使能中断请求寄存器中的相应位。发微控制器的外部部分。断。设计MCU的外部中断功能时，通过查询VPC中断请求寄存器确定要处理的服务3.对于常用服务（例如数据交换），仅修改变量中断服务程序中的事件标志。函数被执行，并且对于不经常发生且具有短处理时间的服务（例如配置控制），它们直接在中断服务例程中。VPC3触发的外部中断服务的功能流程如图5所示。
试结果为了测试阀岛主站的Profibus通讯，使用带有CP5611卡的PC作为主站和测试程序基于WinCC。WINCC测试程序中，设计了8个子设备的测试界面：每个子设备有24个阀门，每个阀门可以使用界面上的按钮单独控制。试程序的界面如图6所示。CAN总线侧，使用Kvaser制造的CAN总线监视器进行测试。测试过程中，主阀岛控制器运行稳定，CAN和Profibus通讯帧可正常发送，状态显示，地址和参数设置等功能也实现了。论基于Profibus DP的分配器岛主控制器不仅提供阀岛设备和Profibus总线之间的通信，而且还为阀岛从设备的扩展提供了廉价的解决方案。提供总线和阀岛的模块化。力支持。外，恒温阀芯该控制器还可以独立用作Profibus和CAN总线兼容网关，提供广泛的应用前景。
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