CN105137946B - 一种profibus pa 协议仪表的通信检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种PROFIBUS PA协议仪表的通信检测方法及系统，应用于自动化仪表通信检测领域，本发明通过产生PROFBUS PA协议的通信信号，并使通信信号按照PROFIBUS PA行规要求进行读从设备主变量命令，在规定的时间内，如果从站PA仪表响应此命令并向回发对应格式的通信信息，则认为PA仪表通信功能正常，否则为不正常。本发明简化了PA仪表通信功能调试过程，让非专业人员也可以通过简单的指示功能判断PA仪表是否通信正常。
Description
技术领域
本发明涉及工业自动化控制领域，特别是专门针对PROFIBUS PA协议仪表的主站信号进行模拟，适用于在不使用DP/PA耦合器和专业的PROFIBUS上位机软件的情况下验证PROFIBUS PA协议仪表是否能够正常通信，更加具体地来说，涉及一种PROFIBUS PA协议仪表的通信检测方法及系统。
背景技术
PROFIBUS PA总线物理层符合IEC61158-2协议，IEC61158-2标准要求物理层传输信号为曼彻斯特电流编码，即总线数据的每一传输位1或0都用上升沿或下降沿表示。根绝典型的PROFIBUS PA协议仪表的应用拓扑结构，必须经过专用软件PDM进行组态，且必须经过DP/PA耦合器才能引入应用环境网络，这对于现场不具备上述专业设备，又不具有PROFIBUS PA专业技术人员的情况下，就无法有效的判断PROFIBUS PA仪表本身是否具有正常通信能力。
因此，出于方便现场人员判断PA仪表是否通信正常的角度考量，有必要设计一种更加方便且简单的方法来及时准确判断PA仪表的通信功能是否具备。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种PROFIBUS PA协议仪表的通信检测方法及系统，用于解决现有技术中必须通过专业设备和专业技术人员才能判断PROFIBUS PA仪表本身是否具有正常通信能力的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供以下技术方案：
方案一
一种PROFIBUS PA协议仪表的通信检测方法，包括：当检测到模拟检测命令时，主站模拟装置按照PROFIBUS PA协议生成一供从站PA仪表识别的电信号，并将该电信号发送至总线上，其中，所述主站模拟装置和从站PA仪表分别连接于总线上；所述从站PA仪表响应所述电信号并返回一对应的通信信号；判断在预设时间内是否收到所述从站PA仪表返回的通信信号，若是，则进入测试成功指示处理机制；若否，则进入测试失败指示处理机制。
作为上述PROFIBUS PA协议仪表的通信检测方法的优选方案，在判断在预设时间内是否收到所述从站PA仪表返回的通信信号时，若否，则还包括：再重新多次发送所述电信号至总线上，并判断在规定的连续次数内是否收到所述从站PA仪表返回的对应重新多次发送所述电信号的通信信号，若否，则进入测试失败指示处理机制；若是，则进入测试成功指示处理机制。
作为上述PROFIBUS PA协议仪表的通信检测方法的优选方案，所述按照PROFIBUSPA协议生成一供从站PA仪表识别的电信号的方法包括：生成一曼彻斯特电流信号；输出所述曼彻斯特电流信号至串联在总线上的检流电阻上以产生一压差信号，其中，所述压差信号为供从站PA仪表识别的电信号。
方案二
另外，本发明还提供了一种PROFIBUS PA协议仪表的通信检测系统，包括：主站模拟装置，用于当检测到模拟检测命令时，按照PROFIBUS PA协议生成一供从站PA仪表识别的电信号，并将该电信号发送至总线上；以及用于判断在预设时间内是否收到所述从站PA仪表返回的通信信号，若是，则进入测试成功指示处理机制；若否，则进入测试失败指示处理机制；从站PA仪表，用于响应所述电信号并返回一对应的通信信号；其中，所述主站模拟装置和从站PA仪表分别连接于总线上。
作为上述PROFIBUS PA协议仪表的通信检测系统的优选方案，所述主站模拟装置还用于在判断在预设时间内是否收到所述从站PA仪表返回的通信信号时，若否，则再重新多次发送所述电信号至总线上，并判断在规定的连续次数内是否收到所述从站PA仪表返回的对应重新多次发送所述电信号的通信信号，若否，则进入测试失败指示处理机制；若是，则进入测试成功指示处理机制。
作为上述PROFIBUS PA协议仪表的通信检测系统的优选方案，用于按照PROFIBUSPA协议生成一供从站PA仪表识别的电信号的所述主站模拟装置中，还包括：电信号发送单元，用于生成一曼彻斯特电流信号并将其输出至串联在总线上的检流电阻上以产生一压差信号，其中，所述压差信号为供从站PA仪表识别的电信号。
综上来看，本发明至少具有以下有益效果：
发明通过产生PROFBUS PA协议的通信信号，并使通信信号按照PROFIBUS PA行规要求进行读从设备主变量命令，在规定的时间内，如果从站PA仪表响应此命令并向回发对应格式的通信信息，则认为PA仪表通信功能正常，否则为不正常。本发明简化了PA仪表通信功能调试过程，让非专业人员也可以通过简单的指示功能判断PA仪表是否通信正常。
附图说明
图1显示为本发明提供的一种PROFIBUS PA协议仪表的通信检测方法的一种实施方式实现流程图。
图2显示为本发明提供的一种PROFIBUS PA协议仪表的通信检测方法的另一种实施方式的实现流程图。
图3显示为本发明提供的一种PROFIBUS PA协议仪表的通信检测系统的一种实施方式原理图。
图4显示为所述PROFIBUS PA协议仪表的通信检测系统中主站模拟装置的一种实施方式原理图。
附图标号说明
10 主站模拟装置
101 电信号发送单元
102 控制器
103 PA仪表返回信号接收单元
104 DC-DC电路单元
105 显示器
20 从站PA仪表
30 总线
40 检流电阻
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
目前，在现场应用PROFIBUS PA协议仪表在检测通信功能时必须用专业的PDM软件作为主站，以及DP/PA耦合器装置作为连接DP和PA网络的硬件媒介，同时要求操作人员必须具有较强的PROFIBUS PA专业领域知识。由此，给现场操作带来了一定的不便，考虑到这个问题，在本发明的实施例中提供了一种PROFIBUS PA协议仪表的通信检测方法，该方法可以在没有专业软件和操作人员的情况下，实现对PROFIBUS PA协议仪表的通信功能检测。如图1所示，给出了所述方法的实现流程图，以下将对该方法的具体步骤进行详细说明：
步骤S10，开始。
步骤S20，按下检测按钮以启动模拟检测过程。
在具体实施中，可以通过触发物理按钮或者虚拟按钮的方式来启动模拟检测过程，以此来给主站模拟装置(下文将详细说明)发送一模拟检测命令。
步骤S30，当检测到模拟检测命令时，主站模拟装置按照PROFIBUS PA协议生成一供从站PA仪表识别的电信号。
在具体实施中，该电信号为曼彻斯特电流信号，主站模拟装置将曼彻斯特电流信号输出至串联在总线上的检流电阻上以产生一压差信号，其中，所述压差信号能够被从站PA仪表所识别。
步骤S40，PA仪表识别到压差信号后，响应该包含模拟检测命令的压差信号并对主站模拟装置进行回应。
步骤S50，主站模拟装置将判断在预设时间内是否检测到PROFIBUS PA仪表的接收信号：
步骤S501，若是，则进入测试成功指示处理机制；
步骤S502，若否，则进入测试失败指示处理机制。
在具体实施中，进入测试成功指示处理机制可以采用声音指示或者亮灯指示等方式；而进入测试失败指示处理机制则也可以采用与测试成功不同的声音指示或者亮灯指示等方式。
至步骤S60，结束。
在具体实施中，考虑到如果采用单次测量，有可能收到意外情况或者信号传输路径的问题而导致信号临时终端或者无法传输等情况，还可以在上述步骤S50中作进一步的拓展，例如，在预设时间内主站模拟装置没有检测到PROFIBUS PA仪表的接收信号，那么则不直接进入测试失败指示处理机制，而是执行以下步骤：
步骤S503，再重新多次发送所述电信号至总线上；
步骤S504，判断在规定的连续次数内是否收到所述从站PA仪表返回的对应重新多次发送所述电信号的通信信号：
若是，执行步骤S501；
若否，执行步骤S505，则进入测试失败指示处理机制。
在具体实施中，步骤S503至S505可以弥补不是PA仪表通信故障所引起的情况，提供了实际操作的可靠性。同时，本实施中所涉及的进入测试失败指示处理机制或进入测试成功指示处理机制都可以采用上述例举的方式来实现。
例如，在模拟检测命令发出20毫秒内没有检测到从站PA仪表返回的信号，则再次发送模拟检测命令，一般连续发送三次，若连续三次发送后从站PA仪表都无返回信号则判断从站通信功能异常，否则通信正常，并驱动对应指示灯。
另外，本发明还提供了一种PROFIBUS PA协议仪表的通信检测系统，如图3所示，所述通信检测系统包括主站模拟装置10和从站PA仪表20，主站模拟装置10用于当检测到模拟检测命令时，按照PROFIBUS PA协议生成一供从站PA仪表20识别的电信号，并将该电信号发送至总线30上；以及用于判断在预设时间内是否收到所述从站PA仪表20返回的通信信号，若是，则进入测试成功指示处理机制；若否，则进入测试失败指示处理机制；从站PA仪表20用于响应所述电信号并返回一对应的通信信号；其中，所述主站模拟装置10和从站PA仪表20分别连接于总线30上。
在具体实施中，所述主站模拟装置10还用于在判断在预设时间内是否收到所述从站PA仪表20返回的通信信号时，若否，则再重新多次发送所述电信号至总线30上，并判断在规定的连续次数内是否收到所述从站PA仪表20返回的对应重新多次发送所述电信号的通信信号，若否，则进入测试失败指示处理机制；若是，则进入测试成功指示处理机制。
在具体实施中，用于按照PROFIBUS PA协议生成一供从站PA仪表20识别的电信号的所述主站模拟装置10中，还包括：电信号发送单元101，用于生成一曼彻斯特电流信号并将其输出至串联在总线30上的检流电阻40上以产生一压差信号，其中，所述压差信号为供从站PA仪表20识别的电信号。
需要理解的是，在从站PA仪表20返回的通信信号还可以通过一PA仪表返回信号接收单元103来进行接收，而且在主站模拟装置10中用于判断是否收到所述从站PA仪表20返回的通信信号是利用控制器102来实现的，例如CPU或者MCU等控制器102来实现。
在具体实施中，请结合图4，为了保证控制器102能够较好地接收到PA仪表返回的通信信号，可以设置DC-DC电路单元104来将在PA总线30上的模拟信号进行转换，以供控制器102识别。
另外，上述具体实施中对于进入测试失败指示处理机制或进入测试成功指示处理机制的实现，还可以采用显示器105的方式来予以实现，控制器102根据判断结果来进入何种处理机制时，可以通过一与控制器102相连接的显示器105来予以指示实现。
综上所述，发明通过产生PROFBUS PA协议的通信信号，并使通信信号按照PROFIBUS PA行规要求进行读从设备主变量命令，在规定的时间内，如果从站PA仪表20响应此命令并向回发对应格式的通信信息，则认为PA仪表通信功能正常，否则为不正常。本发明简化了PA仪表通信功能调试过程，让非专业人员也可以通过简单的指示功能判断PA仪表是否通信正常。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (3)
1.一种PROFIBUS PA协议仪表的通信检测方法，其特征在于，包括：
当检测到模拟检测命令时，主站模拟装置按照PROFIBUS PA协议生成一供从站PA仪表识别的电信号，并将该电信号发送至总线上，其中，所述主站模拟装置和从站PA仪表分别连接于总线上，所述按照PROFIBUS PA协议生成一供从站PA仪表识别的电信号的方法包括：生成一曼彻斯特电流信号；输出所述曼彻斯特电流信号至串联在总线上的检流电阻上以产生一压差信号，其中，所述压差信号为供从站PA仪表识别的电信号；
所述从站PA仪表响应所述电信号并返回一对应的通信信号；
判断在预设时间内是否收到所述从站PA仪表返回的通信信号，若是，则进入测试成功指示处理机制；若否，则进入测试失败指示处理机制。
2.根据权利要求1所述的PROFIBUS PA协议仪表的通信检测方法，其特征在于，在判断在预设时间内是否收到所述从站PA仪表返回的通信信号时，若否，则还包括：
再重新多次发送所述电信号至总线上，并判断在规定的连续次数内是否收到所述从站PA仪表返回的对应重新多次发送所述电信号的通信信号，若否，则进入测试失败指示处理机制；若是，则进入测试成功指示处理机制。
3.一种PROFIBUS PA协议仪表的通信检测系统，其特征在于：
主站模拟装置，用于当检测到模拟检测命令时，按照PROFIBUS PA协议生成一供从站PA仪表识别的电信号，并将该电信号发送至总线上；以及用于判断在预设时间内是否收到所述从站PA仪表返回的通信信号，若是，则进入测试成功指示处理机制；若否，则进入测试失败指示处理机制；
从站PA仪表，用于响应所述电信号并返回一对应的通信信号；
其中，所述主站模拟装置和从站PA仪表分别连接于总线上，所述主站模拟装置还包括：电信号发送单元，用于生成一曼彻斯特电流信号并将其输出至串联在总线上的检流电阻上以产生一压差信号，其中，所述压差信号为供从站PA仪表识别的电信号；
其中，所述主站模拟装置还用于在判断在预设时间内是否收到所述从站PA仪表返回的通信信号时，若否，则再重新多次发送所述电信号至总线上，并判断在规定的连续次数内是否收到所述从站PA仪表返回的对应重新多次发送所述电信号的通信信号，若否，则进入测试失败指示处理机制；若是，则进入测试成功指示处理机制。
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