[發(fā)明專利]光電終端板

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010603740.6
• 申請(qǐng)日: 2010-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102566522A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史哲烽;高雪麗;董金偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海自動(dòng)化儀表股份有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種分散控制技術(shù)，特別涉及一種分散控制系統(tǒng)機(jī)柜間RS-485總線的通訊器。

背景技術(shù)

分散控制系統(tǒng)（DCS）廣泛地應(yīng)用于電力、冶金、石油化工等各個(gè)行業(yè)。在這些行業(yè)的應(yīng)用中，隨著控制對(duì)象日趨規(guī)?；同F(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜化，DCS系統(tǒng)RS-485總線通訊易受到影響，信號(hào)衰減及信號(hào)干擾使得DCS系統(tǒng)RS-485總線信號(hào)在系統(tǒng)帶卡件比較多時(shí)會(huì)出現(xiàn)通訊故障。光電終端板可以把RS-485總線信號(hào)放大，同時(shí)提高帶負(fù)載能力，使得DCS系統(tǒng)在滿負(fù)荷的情況下能正常通訊，光電終端板改善了DCS通訊系統(tǒng)。而一般的中繼器只是把RS-485總線信號(hào)加強(qiáng)了，沒(méi)有考慮到總線帶負(fù)載能力的問(wèn)題，而且體積也比較大，價(jià)格比較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)在光電終端板帶載能力差的問(wèn)題，提出了一種光電終端板，在改善DCS系統(tǒng)的通訊能力的同時(shí)，提高系統(tǒng)帶負(fù)載能力，從而擴(kuò)大系統(tǒng)容量。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種光電終端板，包括485芯片、可編程邏輯器件和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，RS-485總線信號(hào)經(jīng)過(guò)第一個(gè)485芯片將信號(hào)放大，同時(shí)信號(hào)經(jīng)過(guò)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和可編程邏輯器件進(jìn)行邏輯控制，輸出邏輯信號(hào)打開(kāi)第二個(gè)485芯片通道，數(shù)據(jù)通過(guò)第二個(gè)485芯片放大輸出到系統(tǒng)。

所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。

所述總線數(shù)據(jù)幀的起始信號(hào)經(jīng)過(guò)可編程邏輯器件取反后輸出到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出觸發(fā)信號(hào)到可編程邏輯器件。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明光電終端板，當(dāng)DCS系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)，在不同機(jī)柜間，增加本發(fā)明光電終端板，能使DCS系統(tǒng)在遠(yuǎn)距離滿負(fù)荷情況下通訊正常，減少了功耗，提高系統(tǒng)帶負(fù)載能力，從而擴(kuò)大系統(tǒng)容量。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)原理框圖；

圖2為本發(fā)明光電終端板原理框圖；

圖3為本發(fā)明光電終端板邏輯控制框圖；

圖4為本發(fā)明光電終端板應(yīng)用流程圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示現(xiàn)有技術(shù)原理框圖，傳統(tǒng)的光電終端板是將485芯片的收、發(fā)控制端A和B通過(guò)一個(gè)反相器C連接在一起，而信號(hào)的高電平是通過(guò)上拉電阻實(shí)現(xiàn)的。上拉電阻的阻值比較大，要實(shí)現(xiàn)上拉的功效，勢(shì)必功耗大。

如圖2所示本發(fā)明光電終端板原理框圖，RS-485總線信號(hào)（以下統(tǒng)稱總線信號(hào)）的收、發(fā)控制端是由可重復(fù)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器E和可編程邏輯器件D（CPLD）共同控制的。當(dāng)總線信號(hào)從485芯片A進(jìn)入光電終端板時(shí)，信號(hào)經(jīng)485芯片A放大后經(jīng)引腳1輸出給CPLD，經(jīng)過(guò)CPLD的邏輯處理后輸出給485芯片B，485芯片B將信號(hào)放大后經(jīng)6，7引腳輸出到系統(tǒng)；當(dāng)總線信號(hào)從485芯片B進(jìn)入光電終端板時(shí)，信號(hào)經(jīng)485芯片B放大后經(jīng)引腳1輸出給CPLD，經(jīng)過(guò)CPLD的邏輯處理后輸出給485芯片A，485芯片A將信號(hào)放大后經(jīng)6，7引腳輸出到系統(tǒng)，這樣就實(shí)現(xiàn)了485總線信號(hào)的放大。

485芯片的控制端是通過(guò)CPLD完成的，由圖3可知，圖中虛線內(nèi)為CPLD內(nèi)部邏輯。沒(méi)有數(shù)據(jù)通訊時(shí)CPLD的引腳1、引腳2、引腳3和引腳4為高電平，引腳5、引腳6、引腳7和引腳8為低電平。當(dāng)總線上有數(shù)據(jù)幀進(jìn)入485芯片A時(shí)，數(shù)據(jù)幀的起始信號(hào)經(jīng)引腳1進(jìn)入邏輯器件1，邏輯器件1的輸出信號(hào)經(jīng)CPLD的引腳6進(jìn)入單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器E，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器E接收來(lái)自CPLD的觸發(fā)信號(hào)，輸出信號(hào)經(jīng)CPLD的引腳5輸入邏輯器件2，邏輯器件4接收來(lái)自邏輯器件2和邏輯器件5的信號(hào)，經(jīng)反向器在引腳7輸出控制信號(hào)，開(kāi)啟485芯片B的使能控制端。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器E采用可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，觸發(fā)時(shí)間可以根據(jù)數(shù)據(jù)通訊的波特率和系統(tǒng)通訊協(xié)議通過(guò)硬件電路設(shè)置，當(dāng)起始信號(hào)結(jié)束后，485芯片B使能控制端仍是打開(kāi)的，數(shù)據(jù)可以通過(guò)，當(dāng)一幀數(shù)據(jù)通訊結(jié)束，使能控制端關(guān)閉。當(dāng)總線上有數(shù)據(jù)幀進(jìn)入485芯片B時(shí)，數(shù)據(jù)幀的起始信號(hào)進(jìn)入邏輯器件1，邏輯器件1的輸出端將信號(hào)經(jīng)CPLD的引腳6輸出到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器E接收來(lái)自CPLD的觸發(fā)信號(hào)，輸出信號(hào)經(jīng)CPLD的引腳5輸入邏輯器件3，邏輯器件5接收來(lái)自邏輯器件3和邏輯器件4的信號(hào)，輸出信號(hào)經(jīng)反向器在CPLD的引腳8輸出控制信號(hào)，開(kāi)啟485芯片A的使能控制端。這樣就完成了485芯片的邏輯控制。

圖4為光電終端板在DCS系統(tǒng)中的應(yīng)用，由圖可以看出，光電終端板是RS-485總線信號(hào)的延伸和加強(qiáng)。DCS系統(tǒng)總線信號(hào)是由DPU經(jīng)過(guò)IO卡件到電源端子板，光電終端板將總線信號(hào)延伸，通過(guò)電纜傳輸。