一种具有Profibus现场总线的电动执行机构控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电动执行机构控制技术领域，特别涉及一种具有Profibus DP冗余现场总线的电动执行机构控制器。
【背景技术】
[0002]电动执行机构是自动化领域三大主要仪表之一，广泛应用于电力、冶金、石化等行业的生产过程自动调节。随着现场总线和工业以太网在工业控制领域的应用，网络化、总线化、智能化成为以电动执行机构为代表的自动化仪表的发展趋势。电动执行机构控制器是电动执行机构的核心组成部分，完成电动执行机构的各项控制功能。
[0003]在实际工业生产中，Profibus DP现场总线控制系统的各个部分都可能发生不同种类的故障，对现场总线控制系统而言，系统可靠性成为一个关键的设计目标。原有的单通道Profibus DP总线协议本身不能完全保证可靠性。通过对已公开专利分析，相关专利存在以下几方面的缺陷:
[0004]I)原有的通讯接口大部分采用的是单通道的Profibus总线，无法提供完整的可靠性；
[0005]2)现有的冗余Profibus总线，使用的是用于实时控制和驱动执行机构的主控制器芯片，这会降低执行机构的实时性，并且导致执行机构的不稳定；
[0006]3)现有的冗余Profibus总线的切换机制不完整。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型要解决的技术问题是:为了克服现有Profibus DP现场总线控制系统可靠性和适用性差的不足，本实用新型提供一种具有Profibus DP冗余现场总线的电动执行机构控制器。
[0008]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种具有Profibus现场总线的电动执行机构控制器，包括电动执行机构本体和Prof ibus DP冗余通信接口，所述电动执行机构本体包括本体主控芯片、驱动模块、电源模块和电机，所述本体主控芯片通过驱动模块驱动电机，所述电机通过减速器向外输出机械传动；所述Profibus DP冗余通信接口包括总线仲裁芯片、两块DPC31芯片、双口 RAM和RS485驱动电路，两块DPC31芯片通过双口RAM的冗余通道分别与总线总裁芯片连接，所述总线仲裁芯片与电动执行机构本体的本体主控芯片之间通过CAN总线交换数据。
[0009]所述总线仲裁芯片监控DPC31芯片运行，两块DPC31芯片与Profibus DP网络之间通过RS485驱动电路实现电气隔离和RS485驱动。
[0010]所述电机为交流异步电机。
[0011]本实用新型的有益效果是，本实用新型的一种具有Profibus DP冗余现场总线的电动执行机构控制器，采用单独的总线仲裁芯片仲裁总线网络数据通讯，监视Profibus DP冗余网络的运行情况，将冗余网络的通讯数据整合成地电动执行机构本体需要的数据格式，最大化提高了冗余Profibus DP冗余网络的高可靠性和适用性，从而使得冗余通信接口保证了电动执行机构的高可靠性，进一步提高了 Profibus DP现场总线控制系统的可用性。本实用新型可应用于各类阀门电动执行机构的控制，包括调节型、开关型、角行程和多回转等阀门电动执行机构，兼容原有Profibus DP协议；两路冗余链路可共存于同一 ProfibusDP网络，也可分别接入两个Profibus DP网络，对于原有Profibus DP控制系统而言，可基本不用改动系统布线，维护原有投资。
【附图说明】
[0012]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0013]图1是本实用新型的电动执行机构控制器的原理框图。
[0014]图2是本实用新型的电动执行机构控制器中Profibus DP冗余通信接口上电启动示意图。
【具体实施方式】
[0015]现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
[0016]如图1所示，本实用新型的一种具有Profibus现场总线的电动执行机构控制器，包括电动执行机构本体和Profibus DP冗余通信接口，所述电动执行机构本体包括本体主控芯片、驱动模块、电源模块和交流异步电机，所述本体主控芯片通过驱动模块驱动交流异步电机，所述交流异步电机通过减速器向外输出机械传动；所述Profibus DP冗余通信接口包括总线仲裁芯片、两块DPC31芯片、双口 RAM和RS485驱动电路，两块DPC31芯片通过双口 RAM的冗余通道分别与总线总裁芯片连接，所述总线仲裁芯片与电动执行机构本体的本体主控芯片之间通过CAN总线交换数据。
[0017]所述总线仲裁芯片监控DPC31芯片运行，两块DPC31芯片与Profibus DP网络之间通过RS485驱动电路实现电气隔离和RS485驱动。两块DPC31芯片中任意一块出现故障，将通过总线仲裁芯片或Profibus DP网络主站命令进行工作状态切换。
[0018]本实用新型采用单独的总线仲裁芯片仲裁总线网络数据通讯，监视Profibus DP冗余网络的运行情况，将冗余网络的通讯数据整合成地电动执行机构本体需要的数据格式，最大化提高了冗余Profibus DP冗余网络的高可靠性和适用性，从而使得冗余通信接口保证了电动执行机构的高可靠性，进一步提高了 Profibus DP现场总线控制系统的可用性。
[0019]电源模块用于提供控制电路的电源，交流异步电机的转轴通过减速器向外输出机械传动。本实施例中，减速器连接的外部设备为阀门，减速器带动阀门开闭，交流异步电机通过驱动模块驱动，驱动模块接受本体主控芯片的控制。电动执行机构本体还安装有扭矩开关和位置传感器，扭矩开关用于检测输出给阀门的扭矩；位置传感器检测行程，即阀门的开度；电动执行机构本体还包括故障检测和报警输出。操作人员还可以通过遥控器、按钮和液晶屏与就地操作人员完成交互功能。
[0020]在正常上电时，总线仲裁芯片分别对两块DPC31芯片进行初始化，接下来总线仲裁芯片开始仲裁总线状态运行，协调总线工作状态，两块DPC31芯片将分别处于以下两种状态之一:
[0021]S_Primary:DPC31芯片与Profibus