[发明专利]PROFIBUS总线智能诊断记录仪及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电厂现场总线控制系统技术领域，具体涉及一种PROFIBUS总线智能诊断记录仪及方法。

背景技术

PROFIBUS协议(IEC61158)提出了一套国际化的、开放的、不依赖生产厂家的现场总线标准。PROFIBUS于1989年正式成为现场总线的国际标准。根据总线结构与实现任务的不同，PROFIBSU-DP和PROFIBUS-PA在控制系统中广泛应用。PROFIBUS-DP用于现场层的高速数据传送。主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息，除周期性用户数据传输外，PROFIBUS-DP还提供智能化设备所需的非周期性数据以进行组态、诊断和报警处理。PROFIBUS-DP采用RS-485标准，通讯介质可以是双绞线、双线电缆或光缆。PROFIBUS-PA适用于PROFIBUS的过程自动化，PROFIBUS-PA可用来替代4-20mA的模拟技术。

由于PROFIBUS具有快速、高效、低成本、分布式以及易于安装等诸多优点，其在电力系统，特别是电厂控制系统中的应用越来越广泛。在工程中快速的安装和部署PROFIBUS总线变得非常重要。快速的部署PROFIBUS总线、安装从站设备可以缩短电厂的建设工期，节省大量的成本，但是PROFIBUS总线在应用中有非常高的技术要求，施工中主站与从站的通信故障经常发生，而且排除起来非常的困难，故而开发一种智能诊断PROFIBUS总线运行状态和通信故障的仪器，能够提高PROFIBUS控制系统在电厂的施工进度，节省投资。

现有技术的主要局限：

(1)PROFIBUS总线控制系统在安装和施工过程中，为了建立主站和从站之间稳定的通信，往往需要花费大量的时间来对主站的各种通信参数、从站的数据、地址等进行配置和调试，甚至拖延施工进度和调试进度，增加用户的投入。

(2)现有PROFIBUS总线主站设备不具备对从站的非循环数据的访问能力，需要在总线中接入二类主站才能完成对从站非循环数据的读写、以此来达到对从站进行配置、调试和诊断，这种工作机制在工程施工和设备调试过程中非常不方便，不能够在工程师站直接通过控制系统来完成，需要到就地PROFIBUS总线上接入二类主站卡来完成。

(3)传统的4-20mA的硬接线技术，当与设备通信故障的情况下只需要对接线的通断进行测量，可以很快的定位和排除故障，而PROFIBUS总线通过DP/PA电缆串接所有的从站，对于通信故障的定位和诊断需要专业技术人员花费大量时间来调试。

(4)由于PROFIBUS总线对技术要求比较高，需要大量的技术投入和积累，PROFIBUS总线控制系统在调试完成后，用户需要花费高昂的成本对总线和设备进行维护检修，设备运行过程中出现故障往往会造成系统停机、设备拒动等不良后果，给用户带来巨大的损失。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种PROFIBUS总线智能诊断记录仪及方法，该记录仪结构简单，能够记录并分析PROFIBUS总线的数据帧，并对PROFIBUS总线的运行状态、通信故障、从站设备进行智能诊断。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

PROFIBUS总线智能诊断记录仪，包括外部接线接口E1、电源模块E2、以太网接口模块E3、485收发模块E4、微处理器E5、FLASH存储器E6、系统内存E7以及板级总线；所述板级总线包括26条地址总线A0～A25、16条数据总线D0～D15以及两条地线GND和485GND；

所述外部接线接口E1包括+5V电源接线柱，地线GND接线柱,485+接线柱和485-接线柱，485+接线柱和485-接线柱提供外部485输入信号的接线接口；

所述电源模块E2通过外部接线接口E1引入外部+5V直流电源，并向以太网接口模块E3、485收发模块E4、微处理器E5、FLASH存储器E6和系统内存E7提供+5V,+3.3V电源输出，以太网接口模块E3、485收发模块E4、微处理器E5、FLASH存储器E6、系统内存E7根据本模块电源要求选择接入的供电电压；

所述以太网接口模块E3采用DMA9000，其管脚SD0～SD15依次接入板级总线的数据总线D0～D15，管脚RESET连接微处理器E5管脚120，管脚CMD连接微处理器E5管脚135，管脚INT连接微处理器E5管脚69；