專利名稱：無極性現(xiàn)場總線系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種現(xiàn)場總線技術(shù)，特別涉及一種無極性現(xiàn)場總線系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法。 屬于現(xiàn)場總線系統(tǒng)領(lǐng)域，用于自控系統(tǒng)中。
背景技術(shù)：
現(xiàn)場總線是指安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動裝置之間的 數(shù)字式、串行、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線?，F(xiàn)場總線技術(shù)將專用微處理器置入傳統(tǒng)的測量控制儀 表，使它們各自具有了數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通訊能力，采用可進(jìn)行簡單連接的雙絞線等作為總 線，把多個(gè)測量控制儀表連接成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并按公開、規(guī)范的通信協(xié)議，在位于現(xiàn)場的多個(gè) 微機(jī)化測量控制設(shè)備之間及現(xiàn)場儀表與遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換， 形成各種適應(yīng)實(shí)際需要的自動控制系統(tǒng)。現(xiàn)場總線由眾多用戶組成，這些用戶通過一根共 用的導(dǎo)線彼此通信，為這些用戶分別分配一個(gè)各自的用戶地址，所述用戶地址唯一地識別 了總線系統(tǒng)中的相應(yīng)用戶。目前工業(yè)應(yīng)用中的現(xiàn)場總線技術(shù)有很多，比如RS485總線、CAN 總線、PR0FIBUS總線、Lonworks總線等，這些現(xiàn)場總線系統(tǒng)一般可以應(yīng)用在各個(gè)工業(yè)自動 控制領(lǐng)域，完成相應(yīng)的自動控制功能，實(shí)現(xiàn)基于現(xiàn)場總線的自動控制系統(tǒng)。RS485總線是早期應(yīng)用比較廣泛的一類總線形式，其結(jié)構(gòu)相對簡單、采用差分信號 負(fù)邏輯，+2V +6V表示“0”，-6V -2V表示“1”。RS485現(xiàn)在多采用的是兩線制接線方 式，這種接線方式為總線式拓樸結(jié)構(gòu)在同一總線上最多可以掛接32個(gè)節(jié)點(diǎn)。在RS485通 信網(wǎng)絡(luò)中一般采用的是主從通信方式，即一個(gè)主站帶多個(gè)從站。很多情況下，連接RS-485 通信鏈路時(shí)只是簡單地用一對雙絞線將各個(gè)接口的“A”、“B”端連接起來。而忽略了信號 地的連接，這種連接方法在許多場合是能正常工作的，但卻埋下了很大的隱患(1)共模干 擾問題，RS-485接口采用差分方式傳輸信號方式，并不需要相對于某個(gè)參照點(diǎn)來檢測信號， 系統(tǒng)只需檢測兩線之間的電位差就可以了。但往往忽視了收發(fā)器有一定的共模電壓范圍， RS-485收發(fā)器共模電壓范圍為_7 +12V，只有滿足上述條件，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)才能正常工作。當(dāng) 網(wǎng)絡(luò)線路中共模電壓超出此范圍時(shí)就會影響通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口。(2)EMI問題， 發(fā)送驅(qū)動器輸出信號中的共模部分需要一個(gè)返回通路，如沒有一個(gè)低阻的返回通道(信號 地)，就會以輻射的形式返回源端，整個(gè)總線就會像一個(gè)巨大的天線向外輻射電磁波。因此， 采用RS485總線結(jié)構(gòu)簡單，但在應(yīng)用中易造成自控系統(tǒng)的不穩(wěn)定，并且內(nèi)部無短路檢測等 保障性措施，從而影響自控系統(tǒng)的正常工作。而對于CAN總線、PR0FIBUS總線、L0NW0RKS總線這種大型總線系統(tǒng)，在總線結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)上比較復(fù)雜、應(yīng)用成本昂貴、準(zhǔn)備周期較長，并且總線電纜是有極性的，使得布線施工不 方便，這對實(shí)際需要現(xiàn)場總線的中小型自控系統(tǒng)的應(yīng)用造成了很大的不便。鑒于技術(shù)、經(jīng)濟(jì) 的原因，這些現(xiàn)場總線在實(shí)際的自控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用中受到了一定限制。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有總線系統(tǒng)在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的不足，提供一種結(jié)構(gòu)相對簡單合理的、無極性設(shè)計(jì)的、布線施工比較方便的、內(nèi)部帶有短路檢測的無極性現(xiàn)場總線系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法。本發(fā)明提出的無極性現(xiàn)場總線系統(tǒng)，采用如下技術(shù)方案無極性現(xiàn)場總線系統(tǒng)包括主站DDC控制器通訊接口模塊和從站節(jié)點(diǎn)控制器通訊 接口模塊。主站DDC控制器通訊接口模塊由數(shù)據(jù)發(fā)碼電路、總線保護(hù)電路、EMC抗干擾電路、 回碼檢測電路和總線過流檢測電路組成；其中數(shù)據(jù)發(fā)碼電路的輸出端與總線保護(hù)電路的輸 入端相連，總線保護(hù)電路的輸出端與EMC抗干擾電路的輸入端相連，EMC抗干擾電路的第 一輸出端與第一條無極性電纜相連；EMC抗干擾電路的第二輸出端與第二條無極性電纜相 連；總線過流檢測電路的第一輸出端與數(shù)據(jù)發(fā)碼電路的過流信號接收端相連；上述數(shù)據(jù)發(fā) 碼電路的第一數(shù)據(jù)輸入端、第二數(shù)據(jù)輸入端用于與主站數(shù)據(jù)輸出端相連；回碼檢測電路的 數(shù)據(jù)輸出端用于與主站數(shù)據(jù)輸入端相連；總線過流檢測電路的第二輸出端用于與主站過流 信號接收端相連；從站節(jié)點(diǎn)控制器通訊接口模塊由無極性轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)接收電路、數(shù)據(jù)發(fā) 送電路組成；其中無極性轉(zhuǎn)換電路的輸出端與數(shù)據(jù)接收電路的輸入端相連；數(shù)據(jù)發(fā)送電路 的輸出端與無極性轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連；數(shù)據(jù)接收電路的輸出端用于與從站串行通信接 收端相連；數(shù)據(jù)發(fā)送電路的輸入端用于與從站串行通信發(fā)送端相連接；無極性轉(zhuǎn)換電路的 第一輸入/輸出雙向端通過上述第一條無極性電纜分別與回碼電路的第一輸入端、總線過 流檢測電路的第一輸入端相連；上述無極性轉(zhuǎn)換電路的第二輸入/輸出雙向端通過上述第 二條無極性電纜分別與回碼電路的第二輸入端、總線過流檢測電路的第二輸入端相連。上述的無極性的現(xiàn)場總線系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于包括以下過程(1).無極性現(xiàn)場總線系統(tǒng)主站數(shù)據(jù)發(fā)送過程如下(a)主站DDC控制器發(fā)送的數(shù)據(jù)通過軟件處理拆分為碼元，由數(shù)據(jù)發(fā)碼電路第一 數(shù)據(jù)輸入端、第二數(shù)據(jù)輸入端接收主站數(shù)據(jù)碼元信號，根據(jù)所拆分的碼元輸出相應(yīng)大小的 電壓進(jìn)入數(shù)據(jù)發(fā)碼電路；(b)電壓信號經(jīng)過總線保護(hù)電路、EMC抗干擾電路在EMC抗干擾電路的第一輸出口 和第二輸出口分別輸出到無極性電纜；(c)電壓信號經(jīng)過無極性電纜進(jìn)入無極性轉(zhuǎn)換電路的輸入/輸出雙向端，經(jīng)過無 極性轉(zhuǎn)換電路對電壓信號進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)接收電路，再送入從站節(jié)點(diǎn)控制 器；(d)從站節(jié)點(diǎn)控制器將電平變化的數(shù)據(jù)波形組合成通訊數(shù)據(jù)，每當(dāng)接收完一幀數(shù) 據(jù)包后，從站節(jié)點(diǎn)控制器分析這些來自主站的DDC控制器中的通訊命令，如果是符合自身 地址，就給予響應(yīng)，否則不予理睬，從而完成一次數(shù)據(jù)從主站向從站的發(fā)送；(e)每幀來自主站的發(fā)碼數(shù)據(jù)后必須緊跟著從站節(jié)點(diǎn)控制器的應(yīng)答通訊數(shù)據(jù)，這 些應(yīng)答的通訊數(shù)據(jù)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)以電流調(diào)制的形式產(chǎn)生在總線回路中，而主站DDC控制 器電路中有回碼電流檢測線路，會根據(jù)電流的大小還原成對應(yīng)的通訊數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)了主 從站之間的通訊；(2).無極性現(xiàn)場總線系統(tǒng)從站數(shù)據(jù)發(fā)送過程如下(a)從站控制器串行通信發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)發(fā)送電路，進(jìn)入無極性轉(zhuǎn)換 電路，再通過無極性轉(zhuǎn)換電路輸入/輸出雙向端，經(jīng)由無極性電纜分別進(jìn)入回碼檢測電路 的輸入端、總線過流檢測電路的輸入端；
(b)回碼檢測電路將接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，送入主站數(shù)據(jù)輸入端，總線過流檢測 電路將接收的數(shù)據(jù)分別用于數(shù)據(jù)發(fā)碼電路和主站控制器的過流保護(hù)，完成一次數(shù)據(jù)從從站 向主站的發(fā)送。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明中提出的無極性現(xiàn)場總線系統(tǒng)具有以下一些優(yōu)點(diǎn)1.現(xiàn)場總線系統(tǒng)是兩總線布線，采用手拉手鏈接，無極性設(shè)計(jì)，施工接線簡單，不 需要屏蔽線，對布線要求低，降低了工程造價(jià)。2.現(xiàn)場總線系統(tǒng)上的信號幅值在0-24V之間變化，因此抗干擾能力很強(qiáng)，不需要 屏蔽線，只用普通雙絞線就能滿足工程需要。3.現(xiàn)場總線系統(tǒng)具有開路、短路檢測功能，短路時(shí)可以切斷總線，不會出現(xiàn)器件損 壞的情況，如果配接專用短路隔離器，可以實(shí)現(xiàn)分區(qū)保護(hù)，提高了系統(tǒng)的可靠性。
圖1 現(xiàn)場總線系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖。圖2 現(xiàn)場總線系統(tǒng)電路原理圖。圖3 現(xiàn)場總線系統(tǒng)電路原理圖中局部放大圖。圖4 現(xiàn)場總線系統(tǒng)電路原理圖中局部放大圖。圖5 現(xiàn)場總線系統(tǒng)電路原理圖中局部放大圖。圖6 現(xiàn)場總線系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號名稱A為主站DDC控制器通訊接口 ；B為從站節(jié)點(diǎn)控制器通訊接口 ； L1A、LlB為發(fā)碼電路第一輸入端和第二輸入端；LO為發(fā)碼電路輸出端；MI、MO為總線保護(hù) 電路輸入和輸出端；NI為EMC抗干擾電路輸入端；NOA、NOB為EMC抗干擾電路第一輸出端 和第二輸出端；PA、PB為回碼檢測電路的第一輸入端和第二輸入端；LlC為回碼檢測電路的 數(shù)據(jù)輸出端；IA、IB為總線過流檢測電路的第一輸入端和第二輸入端；OA、VPS為總線過流 檢測電路的第一輸出端和第二輸出端；OB為數(shù)據(jù)發(fā)碼電路的過流信號接收端；CB、CA為無 極性轉(zhuǎn)換電路的第一輸入/輸出雙向端和第二輸入/輸出雙向端；RA為無極性轉(zhuǎn)換電路的 輸出端；RB為無極性轉(zhuǎn)換電路的輸入端；RR為數(shù)據(jù)接收電路輸入端；TT為數(shù)據(jù)發(fā)送電路輸 出端；RXD為數(shù)據(jù)接收電路的輸出端；TXD為數(shù)據(jù)發(fā)送電路輸入端；1為回碼檢測和總線過 流檢測電路；2為數(shù)據(jù)發(fā)碼電路；3為總線保護(hù)電路；4為EMC抗干擾電路；5為無極性轉(zhuǎn)換 電路；6為數(shù)據(jù)接收電路；7為數(shù)據(jù)發(fā)送電路；8為現(xiàn)場總線；9為從站節(jié)點(diǎn)劃分的由一個(gè)DDC 控制器控制的層。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體圖示對本發(fā)明提出的現(xiàn)場總線系統(tǒng)的具體實(shí)施步驟做進(jìn)一步描述。圖1為無極性現(xiàn)場總線系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖，包括主站DDC控制器通訊接口模塊和從 站節(jié)點(diǎn)控制器通訊接口模塊。其中DDC控制器通訊接口模塊由數(shù)據(jù)發(fā)碼電路、總線保護(hù)電 路、EMC抗干擾電路、回碼檢測電路和總線過流檢測電路組成；其中數(shù)據(jù)發(fā)碼電路的輸出端 LO與總線保護(hù)電路的輸入端MI相連，總線保護(hù)電路的輸出端MO與EMC抗干擾電路的輸入 端NI相連，EMC抗干擾電路的第一輸出端NOA與第一條無極性電纜相連；EMC抗干擾電路的 第二輸出端NOB與第二條無極性電纜相連；總線過流檢測電路的第一輸出端OA與數(shù)據(jù)發(fā)碼電路的過流信號接收端OB相連；上述數(shù)據(jù)發(fā)碼電路的第一數(shù)據(jù)輸入端L1A、第二數(shù)據(jù)輸入 端LlB用于與主站數(shù)據(jù)輸出端相連；回碼檢測電路的數(shù)據(jù)輸出端LlC用于與主站數(shù)據(jù)輸入 端相連；總線過流檢測電路的第二輸出端VPS用于與主站過流信號接收端相連；圖1中的從站節(jié)點(diǎn)控制器通訊接口模塊由無極性轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)接收電路、數(shù)據(jù) 發(fā)送電路組成；其中無極性轉(zhuǎn)換電路的輸出端RA與數(shù)據(jù)接收電路的輸入端RR相連；數(shù)據(jù) 發(fā)送電路的輸出端TT與無極性轉(zhuǎn)換電路的輸入端RB相連；數(shù)據(jù)接收電路的輸出端RXD用 于與從站串行通信接收端相連；數(shù)據(jù)發(fā)送電路的輸入端TXD用于與從站串行通信發(fā)送端相 連接；無極性轉(zhuǎn)換電路的第一輸入/輸出雙向端CB通過上述第一條無極性電纜分別與回碼 電路的第一輸入端PA、總線過流檢測電路的第一輸入端IA相連；上述無極性轉(zhuǎn)換電路的第 二輸入/輸出雙向端CA通過上述第二條無極性電纜分別與回碼電路的第二輸入端PB、總線 過流檢測電路的第二輸入端IB相連。數(shù)據(jù)發(fā)碼電路通過第一數(shù)據(jù)輸入端、第二數(shù)據(jù)輸入端接收主站DDC控制器發(fā)送數(shù) 據(jù)的拆碼信號，根據(jù)所拆分的碼元輸出相應(yīng)大小的電壓進(jìn)入數(shù)據(jù)發(fā)碼電路；電壓信號經(jīng)過 總線保護(hù)電路、EMC抗干擾電路在EMC抗干擾電路的第一輸出口和第二輸出口分別輸出電 壓信號；上述電壓信號經(jīng)過無極性電纜進(jìn)入無極性轉(zhuǎn)換電路的輸入/輸出雙向端；經(jīng)過無 極性轉(zhuǎn)換電路對電壓信號進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)接收電路，再送入從站節(jié)點(diǎn)控制 器；從站串行通信發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)發(fā)送電路，進(jìn)入無極性轉(zhuǎn)換電路，再通 過無極性轉(zhuǎn)換電路輸入/輸出雙向端，經(jīng)由無極性電纜分別進(jìn)入回碼檢測電路的輸入端、 總線過流檢測電路的輸入端；回碼檢測電路將接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，送入主站數(shù)據(jù)輸入 端；總線過流檢測電路將接收的數(shù)據(jù)分別用于數(shù)據(jù)發(fā)碼電路和主站控制器的過流保護(hù)。圖2所示為現(xiàn)場總線系統(tǒng)的電路原理圖，其中1為回碼檢測/總線過流檢測電路； 2為數(shù)據(jù)發(fā)碼電路；3為總線保護(hù)電路；4為EMC抗干擾電路；5為無極性轉(zhuǎn)換電路；6為數(shù)據(jù) 接收電路；7為數(shù)據(jù)發(fā)送電路。圖3是回碼檢測和總線過流檢測電路局部放大圖，圖4為數(shù) 據(jù)發(fā)碼電路、總線保護(hù)電路和EMC抗干擾電路的局部放大圖，圖5為無極性轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù) 接收電路和數(shù)據(jù)發(fā)送電路的局部放大圖。圖6所示為采用現(xiàn)場總線構(gòu)成自控系統(tǒng)時(shí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖，形成的自控系統(tǒng) 在組成結(jié)構(gòu)上包括監(jiān)控管理主機(jī)、通訊轉(zhuǎn)接網(wǎng)關(guān)、主站DDC控制器、主站通訊接口、從站節(jié) 點(diǎn)控制器、從站通訊接口、現(xiàn)場總線。各個(gè)從站節(jié)點(diǎn)控制器根據(jù)區(qū)域劃分為不同層次，每層 中的從站節(jié)點(diǎn)控制器對應(yīng)一個(gè)DDC控制器，各層中的從站節(jié)點(diǎn)控制器通過現(xiàn)場總線與對應(yīng) 的DDC控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，然后每層對應(yīng)的DDC控制器采用RS485總線將所接收的數(shù) 據(jù)傳送到通訊連接網(wǎng)關(guān)，通訊連接網(wǎng)關(guān)通過計(jì)算機(jī)串口與監(jiān)控管理主機(jī)進(jìn)行通信。在DDC 控制器中留有和其他智能設(shè)備的通訊接口，考慮到兼容性，采用通用的RS-485接口 ；DDC控 制器是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，肩負(fù)著數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、調(diào)節(jié)控制等功能，一個(gè)大型的自 控系統(tǒng)中會有多個(gè)DDC控制器，它們都處在同一個(gè)通訊數(shù)據(jù)層，通過通訊連接網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通 信和數(shù)據(jù)的交換。所述現(xiàn)場總線源自于美國諾帝菲爾、霍尼韋爾火災(zāi)報(bào)警通訊總線的技術(shù)，并做了 重大改進(jìn)；原來應(yīng)用于消防技術(shù)的總線是一個(gè)數(shù)據(jù)單向傳輸?shù)目偩€技術(shù)，缺乏信息的反饋通道，這在自控系統(tǒng)工程應(yīng)用中很不方便。為了實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場總線的雙向數(shù)據(jù)通訊，增加了數(shù)據(jù) 應(yīng)答檢測電路和相應(yīng)的軟件控制流程，從站節(jié)點(diǎn)等終端的基帶信號經(jīng)過電流環(huán)電路的調(diào)制 后，可以實(shí)時(shí)地把自身的狀態(tài)信息反饋給上一級控制器，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的雙向通訊功能。 所述用現(xiàn)場總線，其從站控制器的地址可從O號-255號進(jìn)行編址，主站DDC控制器的地址 可從O號-31號進(jìn)行編址，這些地址編號都可以由用戶通過面板設(shè)置和修改。 所述現(xiàn)場總線系統(tǒng)通訊協(xié)議發(fā)送格式采用如下形式引導(dǎo)碼+地址碼+長度碼+ 數(shù)據(jù)內(nèi)容+校驗(yàn)；引導(dǎo)碼占用1字節(jié)，DDC控制器發(fā)送F0，終端發(fā)送AO ；地址碼占用1字節(jié)， FF為廣播命令，所有終端接收后都要處理應(yīng)答；長度碼占用1字節(jié)，數(shù)據(jù)內(nèi)容長度+1 ；數(shù)據(jù) 內(nèi)容為多字節(jié)，根據(jù)命令定義；校驗(yàn)碼為1字節(jié)，除校驗(yàn)碼以外所有字節(jié)的單字節(jié)累加和即 為校驗(yàn)碼；所述現(xiàn)場總線系統(tǒng)通訊速率不低于4800bps、信號傳輸采用電流環(huán)、基帶信號傳 輸。
權(quán)利要求
一種無極性的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，包括主站DDC控制器通訊接口模塊和從站節(jié)點(diǎn)控制器通訊接口模塊，其特征在于上述DDC控制器通訊接口模塊由數(shù)據(jù)發(fā)碼電路、總線保護(hù)電路、EMC抗干擾電路、回碼檢測電路和總線過流檢測電路組成；其中數(shù)據(jù)發(fā)碼電路的輸出端(LO)與總線保護(hù)電路的輸入端(MI)相連，總線保護(hù)電路的輸出端(MO)與EMC抗干擾電路的輸入端(NI)相連，EMC抗干擾電路的第一輸出端(NOA)與第一條無極性電纜相連；EMC抗干擾電路的第二輸出端(NOB)與第二條無極性電纜相連；總線過流檢測電路的第一輸出端(OA)與數(shù)據(jù)發(fā)碼電路的過流信號接收端(OB)相連；上述數(shù)據(jù)發(fā)碼電路的第一數(shù)據(jù)輸入端(L1A)、第二數(shù)據(jù)輸入端(L1B)用于與主站數(shù)據(jù)輸出端相連；回碼檢測電路的數(shù)據(jù)輸出端(L1C)用于與主站DDC控制器數(shù)據(jù)輸入端相連；總線過流檢測電路的第二輸出端(VPS)用于與主站DDC控制器過流信號接收端相連；上述從站節(jié)點(diǎn)控制器通訊接口模塊由無極性轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)接收電路、數(shù)據(jù)發(fā)送電路組成；其中無極性轉(zhuǎn)換電路的輸出端(RA)與數(shù)據(jù)接收電路的輸入端(RR)相連；數(shù)據(jù)發(fā)送電路的輸出端(TT)與無極性轉(zhuǎn)換電路的輸入端(RB)相連；數(shù)據(jù)接收電路的輸出端(RXD)用于與從站串行通信接收端相連；數(shù)據(jù)發(fā)送電路的輸入端(TXD)用于與從站串行通信發(fā)送端相連接；上述無極性轉(zhuǎn)換電路的第一輸入/輸出雙向端(CB)通過上述第一條無極性電纜分別與回碼電路的第一輸入端(PA)、總線過流檢測電路的第一輸入端(IA)相連；上述無極性轉(zhuǎn)換電路的第二輸入/輸出雙向端(CA)通過上述第二條無極性電纜分別與回碼電路的第二輸入端(PB)、總線過流檢測電路的第二輸入端(IB)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無極性的現(xiàn)場總線系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于包括以下過程(1).無極性現(xiàn)場總線系統(tǒng)主站數(shù)據(jù)發(fā)送過程如下(a)主站DDC控制器發(fā)送的數(shù)據(jù)通過軟件處理拆分為碼元，由數(shù)據(jù)發(fā)碼電路第一數(shù)據(jù) 輸入端、第二數(shù)據(jù)輸入端接收主站數(shù)據(jù)碼元信號，根據(jù)所拆分的碼元輸出相應(yīng)大小的電壓 進(jìn)入數(shù)據(jù)發(fā)碼電路；(b)電壓信號經(jīng)過總線保護(hù)電路、EMC抗干擾電路在EMC抗干擾電路的第一輸出口和第 二輸出口分別輸出到無極性電纜；(c)電壓信號經(jīng)過無極性電纜進(jìn)入無極性轉(zhuǎn)換電路的輸入/輸出雙向端，經(jīng)過無極性 轉(zhuǎn)換電路對電壓信號進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)接收電路，再送入從站節(jié)點(diǎn)控制器；(d)從站節(jié)點(diǎn)控制器將電平變化的數(shù)據(jù)波形組合成通訊數(shù)據(jù)，每當(dāng)接收完一幀數(shù)據(jù)包 后，從站節(jié)點(diǎn)控制器分析這些來自主站DDC控制器中的通訊命令，如果是符合自身地址，就 給予響應(yīng)，否則不予理睬，從而完成一次數(shù)據(jù)從主站向從站的發(fā)送；(e)每幀來自主站DDC控制器的發(fā)碼數(shù)據(jù)后必須緊跟著從站節(jié)點(diǎn)控制器的應(yīng)答通訊數(shù) 據(jù)，這些應(yīng)答的通訊數(shù)據(jù)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)以電流調(diào)制的形式產(chǎn)生在總線回路中，而主站DDC 控制器電路中有回碼電流檢測線路，會根據(jù)電流的大小還原成對應(yīng)的通訊數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn) 了主從站之間的通訊；(2).無極性現(xiàn)場總線系統(tǒng)從站數(shù)據(jù)發(fā)送過程如下(a)從站控制器串行通信發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)發(fā)送電路，進(jìn)入無極性轉(zhuǎn)換電路，再通過無極性轉(zhuǎn)換電路輸入/輸出雙向端，經(jīng)由無極性電纜分別進(jìn)入回碼檢測電路的輸入端、總線過流檢測電路的輸入端；(b)回碼檢測電路將接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，送入主站數(shù)據(jù)輸入端，總線過流檢測電路 將接收的數(shù)據(jù)分別用于數(shù)據(jù)發(fā)碼電路和主站控制器的過流保護(hù)，完成一次數(shù)據(jù)從從站向主 站的發(fā)送。
全文摘要
一種無極性現(xiàn)場總線系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法，屬于現(xiàn)場總線領(lǐng)域。所述現(xiàn)場總線系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上包括主站DDC控制器通訊接口模塊和從站節(jié)點(diǎn)控制器通訊接口模塊；主站DDC控制器通訊接口模塊由數(shù)據(jù)發(fā)碼電路、總線保護(hù)電路、EMC抗干擾電路、回碼檢測電路和總線過流檢測電路組成；從站節(jié)點(diǎn)控制器通訊接口模塊由數(shù)據(jù)接收電路、數(shù)據(jù)發(fā)送電路和無極性轉(zhuǎn)換電路組成。該現(xiàn)場總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對簡單合理的、兩總線是無極性設(shè)計(jì)、布線施工比較方便。
文檔編號G05B19/418GK101813935SQ20101012542
公開日2010年8月25日 申請日期2010年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月17日
發(fā)明者劉鑫濤, 張臣, 徐迎輝, 徐鍵, 毛凌, 韓舜 申請人:南京航空航天大學(xué);南京越美電氣有限公司