CN104683116A - 一种矿用rs-485隔离中继器 - Google Patents

一种矿用rs-485隔离中继器 Download PDF

Info

Publication number
CN104683116A
CN104683116A CN201510126478.3A CN201510126478A CN104683116A CN 104683116 A CN104683116 A CN 104683116A CN 201510126478 A CN201510126478 A CN 201510126478A CN 104683116 A CN104683116 A CN 104683116A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
signal port
repeater
power supply
mining
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510126478.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104683116B (zh
Inventor
吴淼
刘希高
刘志民
吕一鸣
周游
张金涛
罗婉婉
李旭
郝建生
马昭
王学成
王传武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Mining and Technology CUMT
China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Original Assignee
China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Mining and Technology Beijing CUMTB filed Critical China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Priority to CN201510126478.3A priority Critical patent/CN104683116B/zh
Publication of CN104683116A publication Critical patent/CN104683116A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104683116B publication Critical patent/CN104683116B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Dc Digital Transmission (AREA)

Abstract

本发明公开了一种矿用RS-485隔离中继器，其特征在于，包括信号1端、信号2端、自动收发转换电路及隔离电源，所述信号1端的发送端和信号2端接收端连接，信号1端的接收端和信号2端发送端连接，自动收发转换电路1连接信号1端的发送端和收发控制端，自动收发转换电路2连接信号2端的发送端和收发控制端，隔离电源为信号1端及信号2端提供隔离电源。该中继器电路设计符合煤矿安全生产技术规范和要求，可用于煤矿井下RS-485通信。

Description

一种矿用RS-485隔离中继器
技术领域
本发明涉及一种工业通信技术领域，尤其涉及一种适用于煤矿井下的RS-485通信的隔离中继器。
背景技术
RS-485总线是一种用于设备互联网的、经济型的、传统的工业总线信号传输方式。RS-485总线是测控领域广泛采用的一种现场总线形式，由于采用了平衡发送和差分接收的方式，可以有效地克服共模干扰，并具有较高的数据传输速率和传输距离。
随着煤矿监控系统的发展，由RS-485通信接口所组成的监控网络，已被广泛的应用于煤矿电力、安全等监控系统中。由于井下环境的特殊性，一般设备输出的RS-485信号不能满足煤矿井下的要求，因此需要对内部提供的信号与对外输出的信号进行隔离，即采用RS-485隔离中继器。
目前，传统的RS-485隔离中继器一般采用光耦隔离方式，该隔离中继器主要包括非隔离485芯片、高速光耦以及隔离电源，隔离电源为光耦两侧提供隔离电源，发送、接收以及收发控制信号通过高速光耦实现隔离，从而实现了通信隔离。该方式主要缺点有电路结构复杂、速率受限制等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：克服现有技术中存在的RS-485隔离中继器存在的问题，提供一种简单实用的RS-485隔离中继器，可广泛应用于煤矿井下的RS-485信号隔离场合。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种矿用RS-485隔离中继器，其特征在于，包括信号1端、信号2端、自动收发转换电路及隔离电源，所述信号1端的发送端和信号2端接收端连接，信号1端的接收端和信号2端发送端连接，自动收发转换电路1连接信号1端的发送端和收发控制端，自动收发转换电路2连接信号2端的发送端和收发控制端，隔离电源为信号1端及信号2端提供隔离电源。该中继器电路设计符合煤矿安全生产技术规范和要求，可用于煤矿井下RS-485通信。
本发明矿用RS-485隔离中继器与现有技术相比，具有如下有益效果：
1.本发明具有模块化、小体积、低功耗的特点；
2.本发明消除了与光耦相关的不确定的电流传送比率、非线性传送特性以及随时间漂移和随温度漂移问题；
3.本发明在进行设计时充分考虑煤矿本质安全要求，满足煤矿井下特殊环境对电气设备的要求，能够用于煤矿井下的RS-485信号隔离场合。
附图说明
图1为本发明结构框图；
图2为本发明信号1端及自动收发转换电路1电路图；
图3为本发明信号2端及自动收发转换电路2电路图；
图4为本发明隔离电源电路图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白与理解，以下结合附图和实施例对本发明做进一步说明。本实施例不得用于解释对本发明保护范围的限制。
参看图1
本实施例所述的矿用RS-485隔离中继器，包括信号1端、信号2端、自动收发转换电路及隔离电源，所述信号1端的发送端和信号2端接收端连接，信号1端的接收端和信号2端发送端连接，自动收发转换电路1连接信号1端的发送端和收发控制端，自动收发转换电路2连接信号2端的发送端和收发控制端，隔离电源为信号1端及信号2端提供隔离电源。该中继器电路设计符合煤矿安全生产技术规范和要求，可用于煤矿井下RS-485通信。
参看图2
该电路包括信号1端及自动收发转换电路1，信号1端包括浪涌保护电路、防反射电阻及基于SP485构成的RS-485通信电路，自动收发转换电路1包括反相器74HC1G04、电阻、电容及二极管等。
参看图3
该电路包括信号2端及自动收发转换电路2，信号2端包括浪涌保护电路、防反射电阻及基于ADM3483构成的RS-485通信电路，自动收发转换电路2包括反相器74HC1G04、电阻、电容及二极管等。
参看图4
所述隔离电源电路采用广东金升阳公司生产的B0505S-1W隔离电源模块， 该电源输入输出均为5V隔离电源，对电源输入端及输出端进行滤波处理。
中继器工作原理如下：
中继器分为空闲和数据传输两种状态，数据传输格式通常是起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。空闲时发送口为高电平，当有数据时总线由高电平跳至低电平，这个低电平就作为起始位。
(1)空闲状态
当中继器上电启动运行或总线上没有数据传送时，中继器工作在空闲状态，RS-485收发器U1、U2均为接收数据状态，收发控制端DI2、RO2均为高电平。
(2)数据右传
当RS-485收发器U1检测到连接其A1、B1引脚总线上的差动信号有数据向左传送时，它通过RS-485收发器U1的RO引脚以RS-232的方式逐位接收数据，并通过RS-485收发器U2的TXD引脚以RS-232的方式逐位输出数据。
当差分信号变为低电平(起始位)时，DI2变为低电平，DI2除了作为数据外又经过施密特触发器的整形、反向后作为U2的控制信号，由于控制信号此时为高电平，表示发送允许，故U2将低电平信号通过A2、B2差分输出。
起始位结束后，后面的数据位可能为高位，也可能为低位，分以下两种情况说明：
1)如果是低位，根据前面分析可知，可输出低电平。
2)如果是高位，高电平信号可以被U1接收，但不能通过U2，因为此时DI2为高电平，则U2的收发控制信号为低电平，故U2处于接收状态。此时由于电阻的上拉作用，U2的A2、B2差分总线上还是呈现为高电平信号。
(3)数据左传
当RS-485收发器U2检测到连接其A2、B2引脚总线上的差动信号有数据向左传送时，它通过RS-485收发器U2的RXD引脚以RS-232的方式逐位接收数据，并通过RS-485收发器U1的DI引脚以RS-232的方式逐位输出数据。
当差分信号变为低电平(起始位)时，RO2变为低电平，RO2除了作为数据外又经过施密特触发器的整形、反向后作为U1的控制端，由于控制信号此时为高电平，表示发送允许，故U1将低电平信号通过A1、B1差分输出。
起始位结束后，后面的数据位可能为高位，也可能为低位，分以下两种情况说明：
1)如果是低位，根据前面分析可知，可输出低电平。
2)如果是高位，高电平信号可以被U2接收，但不能通过U1，因为此时RO2为高电平，则U1的收发控制信号为低电平，故U1处于接收状态。此时由于电阻的上拉作用，U1的A1、B1差分总线上还是呈现为高电平信号。
自动收发转换电路作用如下：
当自动收发转换电路的输入信号为低电平时，RC延时电路经过二极管放电，经过极短放电延时，输出控制信号为高电平；当输入信号为高电平时，RC延时电路充电，经过与RC乘积有关时间充电延时，输出控制信号为低电平。因此发送器在发送高电平的时候，在短延时内不再是处于高阻状态，仍有驱动电流存在，这样在一定程度上可以增加接口的抗干扰能力。

Claims (2)

1.一种矿用RS-485隔离中继器，其特征在于，包括信号1端、信号2端、自动收发转换电路及隔离电源，所述信号1端的发送端和信号2端接收端连接，信号1端的接收端和信号2端发送端连接，自动收发转换电路1连接信号1端的发送端和收发控制端，自动收发转换电路2连接信号2端的发送端和收发控制端，隔离电源为信号1端及信号2端提供隔离电源。
2.根据权利要求1所述的矿用RS-485隔离中继器，其特征在于，所述信号1端采用非隔离的485芯片，所述信号2端采用隔离485芯片ADM2483。
CN201510126478.3A 2015-03-23 2015-03-23 一种矿用rs‑485隔离中继器 Expired - Fee Related CN104683116B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510126478.3A CN104683116B (zh) 2015-03-23 2015-03-23 一种矿用rs‑485隔离中继器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510126478.3A CN104683116B (zh) 2015-03-23 2015-03-23 一种矿用rs‑485隔离中继器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104683116A true CN104683116A (zh) 2015-06-03
CN104683116B CN104683116B (zh) 2018-04-17

Family

ID=53317750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510126478.3A Expired - Fee Related CN104683116B (zh) 2015-03-23 2015-03-23 一种矿用rs‑485隔离中继器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104683116B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU198111U9 (ru) * 2020-03-10 2020-12-16 Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Производственное объединение "Старт" имени М.В. Проценко" (АО "ФНПЦ ПО "Старт" им. М.В. Проценко") Повторитель сигналов для интерфейса RS-485 с коррекцией длительности битов и минимальной задержкой передачи

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101800647A (zh) * 2009-12-29 2010-08-11 上海维宏电子科技有限公司 基于rs-485总线的光电隔离中继器
CN102904789A (zh) * 2012-08-30 2013-01-30 深圳市英威腾电气股份有限公司 Rs485隔离通讯电路及其控制方法
CN203933593U (zh) * 2014-06-20 2014-11-05 深圳市英威腾电气股份有限公司 半双工rs-485隔离通讯电路

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101800647A (zh) * 2009-12-29 2010-08-11 上海维宏电子科技有限公司 基于rs-485总线的光电隔离中继器
CN102904789A (zh) * 2012-08-30 2013-01-30 深圳市英威腾电气股份有限公司 Rs485隔离通讯电路及其控制方法
CN203933593U (zh) * 2014-06-20 2014-11-05 深圳市英威腾电气股份有限公司 半双工rs-485隔离通讯电路

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘建龙: ""基于AT89C51的RS485中继器设计"", 《现代电子技术》 *
尹征琦: ""具有隔离性能的RS485中继器及其设计"", 《电气自动化》 *
崔文晓: ""RS-485通讯信号中继器的设计"通讯信号中继器的设计", 《中州煤炭》 *
杨生元: ""波特率自适应RS485隔离中继器设计"", 《工矿自动化》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU198111U9 (ru) * 2020-03-10 2020-12-16 Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Производственное объединение "Старт" имени М.В. Проценко" (АО "ФНПЦ ПО "Старт" им. М.В. Проценко") Повторитель сигналов для интерфейса RS-485 с коррекцией длительности битов и минимальной задержкой передачи

Also Published As

Publication number Publication date
CN104683116B (zh) 2018-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102868424B (zh) 一种自动收发控制rs485通信电路
CN105141491B (zh) 一种实现自发自收的rs485通讯电路及方法
CN203933593U (zh) 半双工rs-485隔离通讯电路
CN103716118A (zh) 一种自适应多速率的数据发送和接收方法及装置
CN105471420A (zh) 一种差分i2c总线通信接口电路
CN101813935A (zh) 无极性现场总线系统及实现方法
CN105159194A (zh) Rs-485串口接收发送数据切换电路及切换方法
CN205142203U (zh) Rs485自动收发电路
CN103944707A (zh) 全双工与半双工转换器及转换方法
CN203847102U (zh) Can总线与485总线节点电路
CN107908584B (zh) 一种多路rs-485通信网络
CN205005065U (zh) 一种rs485通讯电路
CN204442400U (zh) 一种矿用rs-485隔离中继器
CN103227636A (zh) 一种用于多控制器互连的高隔离直接并接半双工通信接口模块
CN204206152U (zh) 一种差分i2c总线通信接口电路
CN104683116A (zh) 一种矿用rs-485隔离中继器
CN103268301A (zh) 一种自动流的半双工uart接口电路
CN202904571U (zh) 一种具有电气隔离功能的can总线接口电路
CN202904869U (zh) 一种带有中继功能的rs485总线接口
CN204312134U (zh) 一种矿用监控装置
CN103873330A (zh) 一种rs422—can总线转换器
CN203193608U (zh) 一种用于多控制器互连的高隔离直接并接半双工通信接口模块
CN107634972B (zh) 核电站安全级系统与非安全级系统的单向通讯系统和板卡
CN101662405A (zh) Can总线的通信电路
CN103606257A (zh) 一种无线急停控制电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180417

Termination date: 20190323

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee