技術領域

本實用新型涉及一種現場總線節點控制器，特別是基于INC現場總線的節點控制器的設計。

背景技術

現有的許多用于工業現場信號采集和控制的節點控制器，不帶有網絡或現場總線接口，當現場的信號數量或規格發生變化時，已經安裝好的節點控制器就要拆除，重新安裝和調試，造成許多時間和材料的浪費。

發明內容

本實用新型目的就是解決現有節點控制器的上述不足之處，提供一種基于INC現場總線的節點控制器。

INC現場總線可以根據現場控制信號的數量和規格的變化，在保留已經安裝的節點控制器的基礎上，增加節點控制器的數量，重新組成一個復雜的現場總線控制系統。

本實用新型提供的基于INC現場總線的節點控制器，主要包括CPU處理器【1】、參數存儲器【2】、INC現場總線接口【3】、節點地址開關【4】、輸入通道【5】、輸出通道【6】和電源轉換器【7】；其中，CPU處理器【1】分別與參數存儲器【2】和INC現場總線接口【3】雙向連接，CPU處理器【1】同時還分別連接節點地址開關【4】、輸入通道【5】、輸出通道【6】和電源轉換器【7】。

INC現場總線接口【3】用于總線擴展，通過它可以將多個節點連接在一條串行總線上。節點地址開關【4】用于設置節點總線地址，以此區分一條總線上的不同節點控制器。

本發明的優點和有益效果：

第一：具有一定的可擴展性。在INC現場總線上可以同時連接最多256個節點，每個節點控制器上有8路輸入和8路輸出通道。

第二：具有一定的通用性。本節點控制器采用模塊化設計，輸入和輸出通道可以根據現場控制信號的要求而更換，通過合理選擇、搭配輸入輸出通道的類型，實現不同規格的數字量、模擬量信號的輸入和輸出。

附圖說明

圖1是節點控制器的結構圖；

圖2是節點主單元的電氣原理圖；

圖3是節點輸入單元的電氣原理圖；

圖4是節點輸出單元的電氣原理圖。

具體實施方式

實施例1

如圖1所示，基于INC現場總線的節點控制器，主要包括CPU處理器【1】、參數存儲器【2】、INC現場總線接口【3】、節點地址開關【4】、輸入通道【5】、輸出通道【6】和電源轉換器【7】；CPU處理器【1】分別與參數存儲器【2】和INC現場總線接口【3】雙向連接，CPU處理器【1】同時還分別連接節點地址開關【4】、輸入通道【5】、輸出通道【6】和電源轉換器【7】。

CPU處理器【1】是本發明節點控制器的中央控制器，它內部包含32位ARM微處理器、程序處理器、數據處理器等部分，它所存儲的程序控制本發明裝置中的其它模塊的工作和數據傳輸。

參數存儲器【2】用于存儲節點控制器的各種設置參數，例如輸入通道的采樣頻率和濾波延時，輸出通道的類型和頻率等。

INC現場總線接口【3】用于總線擴展，通過它可以將多個節點連接在一條串行總線上。

節點地址開關【4】用于設置節點總線地址，以此區分一條總線上的不同節點控制器。

輸入通道【5】用于采集外部輸入信號，可以根據現場需要選擇開關量和模擬量輸入模塊，將各種現場信號轉換成CPU處理器能夠識別的3.3V電壓信號。

輸出通道【6】用于輸出控制信號，可以根據現場需要選擇開關量和模擬量輸出模塊。CPU處理器輸出的3.3V信號通過輸出通道可以控制繼電器、可控硅和晶體管的通斷。

電源轉換器【7】為上述各個模塊提供工作電源，它將外部輸入的DC24V電壓轉換成5V和3.3V電壓。

如圖2、圖3、圖4所示，是本實用新型的一個完整的設計實例。

在圖2的電氣原理圖中，主要包括CPU處理器、參數存儲器、INC現場總線接口、節點地址開關和電源轉換器。

在本實施例中，CPU處理器U1選用的是STM32F103RC，它內部有256K的FLASH處理器，48K的RAM處理器，4路16位通用定時器，2路看門狗定時器，1個實時時鐘，4路UART串口和51路可配置的普通輸入輸出通道。

參數存儲器U3選用的是X5323，它內部含有32K的串行FLASH存儲器，通過SPI總線與處理器U1之間完成數據的傳輸。

INC現場總線驅動器U8選用的是VP3082，它具有很好的驅動能力和抗干擾性能，支持256個節點的遠距離數據傳輸。