[实用新型]用于自诊断传感器的现场总线模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于自诊断传感器的基于Profibus-DP现场总线的输入模块，可将各通道传感器的有效信号状态及自诊断状态通过Profibus-DP现场总线同时传送给主站。

背景技术

目前很多工业控制系统都还是基于集散控制系统(DCS)，随着技术的发展，这些控制系统可能会由集散控制系统(DCS)改进为现场总线控制系统(FCS)。很多控制系统中使用了大量的自诊断传感器，这些自诊断传感器的输出信号包含宽度为200us、方向与有效电平相反、间隔周期为4ms的自诊断脉冲，系统通过传感器信号中自诊断脉冲的有无可以判断传感器的好坏，其波形图如图1所示。这些传感器本身都没有现场总线接口，如果这些控制系统要改进为现场总线控制系统(FCS)，必然需要一些现场总线模块来实现传感器信号的采集。目前市场上已有大多数现有的现场总线模块只有通讯部分电路及接口部分电路组成，没有对传感器的自诊断状态进行判断的功能。

实用新型内容

实用新型的目的就是为了克服现有的现场总线模块不能对自诊断传感器的诊断状态进行判断的缺陷，提供一种用于自诊断传感器的基于Profibus-DP现场总线的输入模块，该模块不仅能像现有的现场总线模块一样检测传感器的有效信号状态，又能检测传感器的自诊断状态，最终将传感器的有效信号状态及自诊断状态通过Profibus-DP现场总线传送给主站。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于自诊断传感器的现场总线模块，包括接口部分和通讯部分，通讯部分主要由协议芯片、设备识别码及从站地址设置电路、RS485接口电路组成，其特征在于：在接口部分和通讯部分之间设置一个由微控制器组成的逻辑控制部分，微控制器输入端与接口部分中的高速光耦相连，微控制器输出端与通讯部分中的协议芯片相连。

在上述技术方案的基础上，可以有进一步的技术方案：接口部分中设有缓冲器及指示灯，缓冲器与微控制器相连。

本实用新型中的微控制器负责整个系统的逻辑控制，微控制器通过高速光耦采集自诊断传感器的信号状态。微控制器通过Profibus-DP协议芯片将自诊断传感器的有效信号状态及自诊断状态实时传送给主站。

微控制器判断自诊断传感器的有效电平状态的方案是：微控制器首先定义一个初始化值为1的全局变量StateCount，微控制器每隔1ms采集一次自诊断传感器的信号状态。如果信号状态为高电平，判断StateCount的值，如果StateCount≥2则认为自诊断传感器的有效电平状态为高，如果StateCount＜2则将StateCount的值加1；如果信号状态为低电平，判断StateCount的值，如果StateCount＝0则认为自诊断传感器的有效电平状态为低，如果StateCount≠0则将StateCount的值减1。采用这种方案既可以保证正确判断有效电平状态又可以防止自诊断脉冲的干扰。微控制器判断自诊断传感器的自诊断状态的方案是：微控制器每隔90us采集一次自诊断传感器的信号状态并判断相邻两次采集到的信号状态是否发生变化，如果连续8ms内自诊断传感器的信号状态都未发生变化则认为自诊断传感器损坏，否则认为自诊断传感器工作正常。

本实用新型的有益效果是：本模块不仅能像市场上现有的现场总线模块一样检测传感器的有效信号状态，又能检测传感器的自诊断状态，弥补了市场上现有现场总线模块的不足。自诊断传感器的有效信号状态及自诊断状态是分为两个相互独立的信号传送给主站的，主站可以根据需要决定是否使用传感器的自诊断状态信号，这一特性可以保证本模块能像市场上现有的现场总线模块一样用于普通传感器的信号采集。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图说明：

图1是自诊断传感器输出波形图。

图2是本实用新型的电路原理框图。

具体实施方式

如图2所示，本实用新型提供的一种用于自诊断传感器的现场总线模块，依次由接口部分、逻辑控制部分和通讯部分组成。接口部分主要包含高速光耦，它与微控制器的输入端相连，接口部分中设有缓冲器及指示灯，缓冲器与微控制器相连。逻辑控制部分主要包含微控制器以及相连的时钟电路。通讯部分主要由协议芯片、设备识别码及从站地址设置电路、RS485接口电路组成，微控制器输出端与通讯部分中的协议芯片相连。