[發(fā)明專利]一種RS485智能環(huán)路

無效

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• 申請日: 2012-05-21
• 公開（公告）號: CN102710483A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設計）人: 周明;王可中
• 申請（專利權）人: 周明;王可中
• 主分類號: H04L12/437
• 分類號: H04L12/437
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發(fā)明涉及電路控制，特別涉及一種應用于工業(yè)現場控制的RS485智能環(huán)路。

背景技術：

隨著現場工業(yè)設備智能化數字化的發(fā)展，這幾年現場設備開始出現采用總線通訊控制替代傳統(tǒng)的硬接線控制的趨勢，而且為提高總線通訊的可靠性，現場設備的總線通訊也在從單網向環(huán)網發(fā)展。在現場總線中，RS485因為價格低廉、性能穩(wěn)定和成熟度高等特點得到了廣泛的應用。

RS485總線是一種串行總線，采用差分信號在A、B兩根線上傳輸；一般采用雙絞線進行差分傳輸，所以有極強的抗共模干擾的能力，總線收發(fā)器靈敏度很高，可以檢測到低至200mV電壓，因此總線長度可以達到千米以上。RS-485總線網絡拓撲一般采用終端匹配的總線型結構。即采用一條總線將各個節(jié)點串接起來，不支持環(huán)形或星型網絡。如果需要使用星型結構，就必須使用485中繼器或者485集線器才可以。RS-485/422總線一般最大支持32個節(jié)點，如果使用特制的485芯片，可以達到128個或者256個節(jié)點，最大的可以支持到400個節(jié)點。

雖然RS485的總線不能形成一個閉環(huán)，但是可以把總線的兩端集中在一起，對于總線上的任何節(jié)點，可以通過總線的兩端分別進行訪問。

以下通過兩個當前的方案列舉來指出現有技術的具體不足：

如圖1所示，它是一種RS485總線型的網絡，主機通過一路A、B線連接所有的RS485節(jié)點102。當A、B線的任何一點出現故障時，主機控制器101將只能訪問到故障點前的部分節(jié)點。

如圖2所示，它是一種RS485的環(huán)形網絡，主機通過一路A、B線連接所有RS485節(jié)點202，同時總線的終端返回到主機控制器201的RS485收發(fā)器203。由于RS485是一種半雙工的網絡，控制器上的兩路RS485信號是需要由某種開關機制進行切換的。這種連接方式下，當環(huán)路中的任何一點出現故障時，控制器可以通過開關切換總線，從另外一端訪問總線上的節(jié)點，當出現多點故障時，中間的節(jié)點將不可訪問。這種方式下，單點故障時，故障點兩邊的節(jié)點不能同時訪問。

發(fā)明內容：

鑒于上述技術問題，本發(fā)明提供了一種應用于工業(yè)現場控制的RS485智能環(huán)路。這種環(huán)路形的控制線路的結構采用兩個RS485接口同時工作，并且線路上的每個節(jié)點都包括四種訪問狀態(tài)：雙端口狀態(tài)、端口1狀態(tài)、端口2狀態(tài)、掛起狀態(tài)。由于該環(huán)路設置有掛起節(jié)點動態(tài)檢測和恢復，以及環(huán)路故障檢測和動態(tài)恢復。使得其已經大量應用于工業(yè)現場，提高了工業(yè)現場RS485設備的持續(xù)運行能力，增加了工業(yè)現場RS485總線的快速診斷能力。

本發(fā)明的具體技術方案如下：

一種RS485智能環(huán)路，包括主機控制器和若干個RS485節(jié)點；其特征在于，所述主機控制器內設有兩個RS485收發(fā)器，兩個RS485收發(fā)器之間通過連接A、B兩根差分信號線來形成一環(huán)形控制網絡；所述每個RS485節(jié)點設有一分別連接A、B兩根差分信號線的RS485收發(fā)器。

上述方案中，所述主機控制器中的兩個RS485收發(fā)器任意時刻都是同時工作的。

上述方案中，所述主機控制器中任意一個RS485收發(fā)器端口處于常規(guī)發(fā)送、接收狀態(tài)時，稱為常規(guī)端口，另外一個必處于監(jiān)控接收狀態(tài)，稱為監(jiān)控端口；當常規(guī)端口進行節(jié)點遍歷循環(huán)時，監(jiān)控端口如果沒有收到有效數據，則表示環(huán)路故障；否則表示環(huán)路正常。

上述方案中，所述當某個RS485節(jié)點不能從主機的某個收發(fā)器端口訪問時，兩個收發(fā)器端口進行切換狀態(tài)，常規(guī)端口切換為監(jiān)控端口，監(jiān)控端口切換位常規(guī)端口，從切換后的常規(guī)端口繼續(xù)嘗試訪問。

上述方案中，所述每個RS485節(jié)點都有相對應的主機收發(fā)器端口，包括四種狀態(tài)：雙端口、端口1、端口2、掛起；所述雙端口狀態(tài)表示環(huán)路處于正常運行狀態(tài)，該節(jié)點可以從主機的任何一個端口訪問；所述端口1和端口2表示環(huán)路有故障，主機只能通過指定的端口訪問該節(jié)點；所述掛起狀態(tài)表示環(huán)路有多于一處的故障，該節(jié)點不能通過主機的任何端口訪問到。

上述方案中，所述當某個RS485節(jié)點進入掛起狀態(tài)后，按照預設的時間/節(jié)點掃描循環(huán)次數后，重新嘗試對掛起的節(jié)點進行掃描檢測；這樣可以在環(huán)路故障被修復時，避免節(jié)點不能重新被掃描；當環(huán)路狀態(tài)恢復到正常環(huán)路狀態(tài)時，環(huán)路中的所有節(jié)點恢復雙端口狀態(tài)。

本發(fā)明所述的RS485智能環(huán)路，能夠很好的解決當前RS485總線型網絡中故障發(fā)生后導致網絡失效的問題，對于RS485總線通訊的可靠性具有很好的提升作用。

附圖說明：

以下結合附圖和具體實施方式來進一步說明本發(fā)明。