[發明專利]確定現場總線網絡中故障的位置的裝置和方法

在審

• 申請號: 201310057426.6
• 申請日: 2013-02-22
• 公開（公告）號: CN104009856A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 胡勇強;范順杰;介鳴
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/26;H04L12/40
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李慧

技術領域

本發明涉及現場總線技術領域，具體涉及確定現場總線網絡中故障的位置的裝置和方法。

背景技術

由于現場總線網絡具有較強的環境適應性和互可操作性等特點，被普遍應用在工控領域。其中，應用廣泛的基于RS-485的現場總線包括過程現場總線-分散外圍設備（PROFIBUS-Decentralized?Periphery，DP），基礎現場總線&控制與通信鏈路系統（Foundation?Fieldbus?&?Control?&?Communication?Link，CC-Link）等。基于RS-485的現場總線利用雙絞線或者同軸電纜作為傳輸電纜進行信號傳輸，傳輸使用的波特率越高，相應的傳輸距離就越短。對于采用了高波特率的傳輸來說，如果在傳輸電纜的兩端未增加終端電阻，現場總線數據信號將在傳輸電纜的末端被反射，從而淹沒部分現場總線數據信號并嚴重影響現場總線的通信質量，這種現象也被稱為回波反射。因此，需要在傳輸電纜的兩端增加終端電阻，用來降低回波反射對現場總線數據信號的影響。

在實際應用中，現場總線網絡中的故障主要包括終端電阻故障和傳輸電纜故障。例如終端電阻在傳輸電纜的兩端或一端未被正確配置，或者傳輸電纜斷開等等。為了維護現場總線網絡，需要及時準確地確定故障的位置。

在現有的故障檢測方法中，現場總線設備所具備的自診斷功能可以通過診斷信息確定故障點的位置。但是，自診斷功能通常只在短距離傳輸中使用，當傳輸距離較長時，自診斷功能會受到回波反射的影響嚴重，無法準確地確定故障點的位置。為了在現場總線網絡中準確地確定故障點的位置，通常需要采用專用的硬件診斷設備。在使用某些硬件診斷設備時，還需要切斷整個現場總線網絡的電源。但是，采用專用的硬件診斷設備會提高系統成本，并且在工控領域中，隨時將整個現場總線網絡斷電是很難實現的。

可見，根據現有技術，在確定現場總線網絡中的故障的位置時，缺少一種能夠快速準確地確定故障點并且不會提高系統成本的檢測方法和裝置。

發明內容

本發明實施例提供了一種確定現場總線網絡中故障的位置的裝置和方法，能夠快速準確地確定現場總線網絡中的故障的位置，并且不提高系統成本。

本發明實施例提供如下技術方案。

本發明實施例提供的確定現場總線網絡中故障的位置的裝置包括：

切換模塊，用于當檢測到現場總線網絡中發生故障時，將所述現場總線網絡當前所用的波特率切換到預定波特率，所述預定波特率低于所述現場總線網絡當前所用的波特率；

探測模塊，用于利用所述預定波特率，探測所述現場總線網絡中正常工作的從站；

確定模塊，用于確定所述正常工作的從站中位于最遠端的從站的外側為故障的位置。

在本發明的一種實施方式中，所述預定波特率為所述現場總線網絡中允許使用的最低波特率。

在本發明的一種實施方式中，所述現場總線網絡中包括中繼器；所述探測模塊用于經過所述中繼器，利用所述預定波特率，探測所述現場總線網絡中正常工作的從站。

在本發明的一種實施方式中，所述現場總線網絡為基于RS-485的現場總線網絡。

本發明實施例提供的確定現場總線網絡中故障的位置的方法包括：

當檢測到現場總線網絡中發生故障時，將所述現場總線網絡當前所用的波特率切換到預定波特率，所述預定波特率低于所述現場總線網絡當前所用的波特率；

利用所述預定波特率，探測所述現場總線網絡中正常工作的從站；

確定所述正常工作的從站中位于最遠端的從站的外側為故障的位置。

在本發明的一種實施方式中，所述預定波特率為所述現場總線網絡中允許使用的最低波特率。

在本發明的一種實施方式中，所述現場總線網絡中包括中繼器；所述探測所述現場總線網絡中正常工作的從站包括：經過所述中繼器，探測所述現場總線網絡中正常工作的從站。

在本發明的一種實施方式中，所述現場總線網絡為基于RS-485的現場總線網絡。

可以看出，在本發明實施例中，當檢測到現場總線網絡的發生故障時，降低了現場總線網絡所用的波特率，從而減少了回波反射對現場總線數據信號的影響，保證了現場總線網絡中正常工作的從站能夠全部被探測到，進而快速準確地確定現場總線網絡中故障的位置。由于無需采用硬件診斷設備就可以快速準確地確定現場總線網絡中故障的位置，因此避免了提高系統成本，并且使現場總線網絡的研發更加容易。

附圖說明