[發(fā)明專利]PROFIBUS總線智能診斷記錄儀及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510079195.8
• 申請日: 2015-02-13
• 公開（公告）號: CN104615128B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李曉博;高海東;劉茜;王春利
• 申請（專利權(quán)）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所61215
• 代理人: 何會俠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電廠現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種PROFIBUS總線智能診斷記錄儀及方法。

背景技術(shù)

PROFIBUS協(xié)議(IEC61158)提出了一套國際化的、開放的、不依賴生產(chǎn)廠家的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。PROFIBUS于1989年正式成為現(xiàn)場總線的國際標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)總線結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)任務(wù)的不同，PROFIBSU-DP和PROFIBUS-PA在控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。PROFIBUS-DP用于現(xiàn)場層的高速數(shù)據(jù)傳送。主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息，除周期性用戶數(shù)據(jù)傳輸外，PROFIBUS-DP還提供智能化設(shè)備所需的非周期性數(shù)據(jù)以進(jìn)行組態(tài)、診斷和報警處理。PROFIBUS-DP采用RS-485標(biāo)準(zhǔn)，通訊介質(zhì)可以是雙絞線、雙線電纜或光纜。PROFIBUS-PA適用于PROFIBUS的過程自動化，PROFIBUS-PA可用來替代4-20mA的模擬技術(shù)。

由于PROFIBUS具有快速、高效、低成本、分布式以及易于安裝等諸多優(yōu)點，其在電力系統(tǒng)，特別是電廠控制系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。在工程中快速的安裝和部署PROFIBUS總線變得非常重要。快速的部署PROFIBUS總線、安裝從站設(shè)備可以縮短電廠的建設(shè)工期，節(jié)省大量的成本，但是PROFIBUS總線在應(yīng)用中有非常高的技術(shù)要求，施工中主站與從站的通信故障經(jīng)常發(fā)生，而且排除起來非常的困難，故而開發(fā)一種智能診斷PROFIBUS總線運行狀態(tài)和通信故障的儀器，能夠提高PROFIBUS控制系統(tǒng)在電廠的施工進(jìn)度，節(jié)省投資。

現(xiàn)有技術(shù)的主要局限：

(1)PROFIBUS總線控制系統(tǒng)在安裝和施工過程中，為了建立主站和從站之間穩(wěn)定的通信，往往需要花費大量的時間來對主站的各種通信參數(shù)、從站的數(shù)據(jù)、地址等進(jìn)行配置和調(diào)試，甚至拖延施工進(jìn)度和調(diào)試進(jìn)度，增加用戶的投入。

(2)現(xiàn)有PROFIBUS總線主站設(shè)備不具備對從站的非循環(huán)數(shù)據(jù)的訪問能力，需要在總線中接入二類主站才能完成對從站非循環(huán)數(shù)據(jù)的讀寫、以此來達(dá)到對從站進(jìn)行配置、調(diào)試和診斷，這種工作機制在工程施工和設(shè)備調(diào)試過程中非常不方便，不能夠在工程師站直接通過控制系統(tǒng)來完成，需要到就地PROFIBUS總線上接入二類主站卡來完成。

(3)傳統(tǒng)的4-20mA的硬接線技術(shù)，當(dāng)與設(shè)備通信故障的情況下只需要對接線的通斷進(jìn)行測量，可以很快的定位和排除故障，而PROFIBUS總線通過DP/PA電纜串接所有的從站，對于通信故障的定位和診斷需要專業(yè)技術(shù)人員花費大量時間來調(diào)試。

(4)由于PROFIBUS總線對技術(shù)要求比較高，需要大量的技術(shù)投入和積累，PROFIBUS總線控制系統(tǒng)在調(diào)試完成后，用戶需要花費高昂的成本對總線和設(shè)備進(jìn)行維護(hù)檢修，設(shè)備運行過程中出現(xiàn)故障往往會造成系統(tǒng)停機、設(shè)備拒動等不良后果，給用戶帶來巨大的損失。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種PROFIBUS總線智能診斷記錄儀及方法，該記錄儀結(jié)構(gòu)簡單，能夠記錄并分析PROFIBUS總線的數(shù)據(jù)幀，并對PROFIBUS總線的運行狀態(tài)、通信故障、從站設(shè)備進(jìn)行智能診斷。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

PROFIBUS總線智能診斷記錄儀，包括外部接線接口E1、電源模塊E2、以太網(wǎng)接口模塊E3、485收發(fā)模塊E4、微處理器E5、FLASH存儲器E6、系統(tǒng)內(nèi)存E7以及板級總線；所述板級總線包括26條地址總線A0～A25、16條數(shù)據(jù)總線D0～D15以及兩條地線GND和485GND；

所述外部接線接口E1包括+5V電源接線柱，地線GND接線柱,485+接線柱和485-接線柱，485+接線柱和485-接線柱提供外部485輸入信號的接線接口；

所述電源模塊E2通過外部接線接口E1引入外部+5V直流電源，并向以太網(wǎng)接口模塊E3、485收發(fā)模塊E4、微處理器E5、FLASH存儲器E6和系統(tǒng)內(nèi)存E7提供+5V,+3.3V電源輸出，以太網(wǎng)接口模塊E3、485收發(fā)模塊E4、微處理器E5、FLASH存儲器E6、系統(tǒng)內(nèi)存E7根據(jù)本模塊電源要求選擇接入的供電電壓；

所述以太網(wǎng)接口模塊E3采用DMA9000，其管腳SD0～SD15依次接入板級總線的數(shù)據(jù)總線D0～D15，管腳RESET連接微處理器E5管腳120，管腳CMD連接微處理器E5管腳135，管腳INT連接微處理器E5管腳69；