CN110515332A - 一种工业总线异常排查装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种工业总线异常排查装置及方法，其中装置包括手持端和设备端连接器，所述手持端包括手持端设备和电池，所述手持端设备包括液晶显示器、总线模式选择开关、测试启动按钮、测试终止按钮、进度提示指示灯和手持端通讯天线，所述设备端连接器包括设备端通讯天线，所述手持端和所述设备端连接器之间可通过所述手持端通讯天线和所述设备端通讯天线进行无线信号通讯。在本申请实施例中，结构简单，手持端和设备端连接器可以通过无线信号通讯，设备端连接器中有受控于手持端的选通开关，可将从设备投切至现场总线或接线端测试，用于检测各种不同的现场总线中的故障设备，操作方便，提高检修的效率。

Description

一种工业总线异常排查装置及方法

技术领域

本申请涉及总线异常排查技术领域，尤其涉及一种工业总线异常排查装置及方法。

背景技术

目前，工业现场的电子设备间通讯方式往往采用现场总线。通常的现场总线可见CAN、ProfiBUS、Modbus RTU/TCP、BACNET、I2C、SPI、USART等。

因现场总线结构多为主从结构，从设备并列与总线中，处于对等状态，当从设备出现故障，需要逐一排查，人力、时间浪费较多。为此，我们提出一种工业总线异常排查装置及方法。

发明内容

本申请的多个方面提供一种工业总线异常排查装置及方法，以解决现有技术中需要逐一排查，人力、时间浪费较多的问题。

本申请一方面提供一种工业总线异常排查装置，包括手持端和设备端连接器，所述手持端包括手持端设备和电池，所述手持端设备包括液晶显示器、总线模式选择开关、测试启动按钮、测试终止按钮、进度提示指示灯和手持端通讯天线，所述设备端连接器包括设备端通讯天线，所述手持端和所述设备端连接器之间可通过所述手持端通讯天线和所述设备端通讯天线进行无线信号通讯。

进一步的，所述电池为可充电电池或一次性碱性电池。

进一步的，所述手持端通讯天线和所述设备端通讯天线之间的通讯协议为ZigBee或LORA。

进一步的，手持端内部设置有单片机系统、协议电平转换电路和协议选择开关，根据选择的协议，由所述单片机系统产生与之相应的扫描或轮询唤醒指令，通过所述电平转换电路，产生测试代码。

本申请另一方面提供一种工业总线异常排查方法，假设现场有Modbus/RTU工业总线，现场使用五台从设备，主设备为PLC，通讯出现异常，需要检测总线或设备异常，具体使用步骤如下：

S1、排查总线异常，将检查器手持端接入总线，选择modbus端，开启测试，测试系统将产生01-FF号设备的扫描轮询应答指令；

S2、手持端的单片机根据面板选择的modbus协议，产生轮询指令，以每五秒为间隔向总线发出查询指令，并接收反馈，此时，设备会响应应答信号或无响应；

S3、根据modbus标准的crc方式对响应信号进行校验，通过的设备判定为无异常，不能通过crc的设备为异常设备，或总线近设备端异常；

S4、假设，五台设备中，四台通过检测，一台为异常，进一步说明，如何排查；

S5、安装好设备端连接器，将投切开关切换至接线端，摘离此从机，重新排查网络异常；

S6、从两种情况讨论，一种可能是摘机后所有设备都不应答，或部分不应答，另一种可能是网络无影响，此时，判定第一种情况为此处的总线短路异常；

S7、若网络无影响，不改变投切，将引线接驳至设备端连接器的接线端子，重新扫描设备，两种情况，正常应答或无应答，正常应答，则原因是近设备端总线或接线端故障，重新连接设备；若无应答，评定为设备通讯故障，检测设备。

在本申请实施例中，由于采用上述技术方案，本发明结构简单，手持端和设备端连接器可以通过无线信号通讯，设备端连接器中有受控于手持端的选通开关，可将从设备投切至现场总线或接线端测试，用于检测各种不同的现场总线中的故障设备，操作方便，提高检修的效率。

手持端和设备端连接器采用无线信号通讯，没有线缆及其部署等费用，降低总体成本：缩短了有线网络的布线时间和调试链路时间等，使得使用过程的前期准备时间更短；适用于有物体阻挡或空间狭窄等布线困难的场合，对于场地适用性更好；当原有结构不能完全满足使用需要时，可快速的添加或移除移动设备，使得扩展性好；更易维护。

手持端和设备端连接器之间可通过手持端通讯天线和设备端通讯天线进行无线信号通讯，通讯协议为ZigBee或LORA。ZigBee网络或LORA网络均为可远距离传输数据，且具有低功耗的特性的无线网络传输，较传统的2.4G无线电网络具有更低功耗的特点，适用移动排查异常的电池供电设备使用。并且具备：a.延时时间短，激活休眠和建立通讯时间约15ms；b.网络容量大，对等网路可容纳200余设备接入；c.可靠性高，具有消息碰撞策略，避免传统数字无线网络的串扰；d.安全性高，消息内容采用CRC校验策略，保证通讯完整性，同时对信息进行非对称AES-128加密，使得链路数据无法外部破解等优点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请提供的一种工业总线异常排查装置的主视图；

图2为本申请提供的一种工业总线异常排查装置的后视图；

图3为本申请提供的一种工业总线异常排查装置设备端连接器的结构示意图

图中：1-手持端；2-设备端连接器；3-手持端设备；4-电池；5-液晶显示器；6-手持端通讯天线；7-测试启动按钮；8-测试终止按钮；9-总线模式选择开关；10-进度提示指示灯；11-设备端通讯天线；12-从设备

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

如图1至图3所示，本申请提供一种工业总线异常排查装置，包括手持端1和设备端连接器2，手持端1包括手持端设备3和电池4，手持端设备3包括液晶显示器5、总线模式选择开关9、测试启动按钮7、测试终止按钮8、进度提示指示灯10和手持端通讯天线6，设备端连接器2包括设备端通讯天线11，手持端1和设备端连接器2之间可通过手持端通讯天线6和设备端通讯天线11进行无线信号通讯，通讯协议为ZigBee或LORA。

电池4为可充电电池4或一次性碱性电池4。

设备端连接器2中有受控于手持端1的选通开关，可将从设备12投切至现场总线或接线端测试。

手持端1内部由单片机系统、协议电平转换电路和协议选择开关组成。根据选择的协议，由单片机系统产生与之相应的扫描或轮询唤醒指令，通过电平转换电路，产生测试代码。

本申请另一方面提供一种工业总线异常排查方法，假设现场有Modbus/RTU工业总线，现场使用五台从设备12，主设备为PLC，通讯出现异常，需要检测总线或设备异常，具体使用步骤如下：

S1、排查总线异常，将检查器手持端1接入总线，选择modbus端，开启测试，测试系统将产生01-FF号设备的扫描轮询应答指令，通讯指令为标准Modbus本领域技术人员可实现；

S2、手持端1的单片机根据面板选择的modbus协议，产生轮询指令，以每5秒为间隔向总线泵出查询指令，并接收反馈，此时，设备会响应应答信号或无响应；

S3、根据modbus标准的crc方式对响应信号进行校验，通过的设备判定为无异常，不能通过crc的设备为异常设备，或总线近设备端异常；

S4、假设，五台设备中，四台通过检测，一台为异常，进一步说明，如何排查；

S5、安装好设备端连接器2，将投切开关切换至接线端，摘离此从机，重新排查网络异常；

S6、从两种情况讨论，一种可能是摘机后所有设备都不应答，或部分不应答，另一种可能是网络无影响，此时，判定第一种情况为此处的总线短路异常；

S7、若网络无影响，不改变投切，将引线接驳至设备端连接器2的接线端子，重新扫描设备，两种情况，正常应答或无应答，正常应答，则原因是近设备端总线或接线端故障，重新连接设备；若无应答，评定为设备通讯故障，检测设备。

在本申请实施例中，由于采用上述技术方案，本发明结构简单，手持端1和设备端连接器2可以通过无线信号通讯，设备端连接器2中有受控于手持端1的选通开关，可将从设备12投切至现场总线或接线端测试，用于检测各种不同的现场总线中的故障设备，操作方便，提高检修的效率。

手持端1和设备端连接器2采用无线信号通讯，没有线缆及其部署等费用，降低总体成本：缩短了有线网络的布线时间和调试链路时间等，使得使用过程的前期准备时间更短；适用于有物体阻挡或空间狭窄等布线困难的场合，对于场地适用性更好；当原有结构不能完全满足使用需要时，可快速的添加或移除移动设备，使得扩展性好；更易维护。

手持端1和设备端连接器2之间可通过手持端通讯天线6和设备端通讯天线11进行无线信号通讯，通讯协议为ZigBee或LORA。ZigBee网络或LORA网络均为可远距离传输数据，且具有低功耗的特性的无线网络传输，较传统的2.4G无线电网络具有更低功耗的特点，适用移动排查异常的电池4供电设备使用。并且具备：a.延时时间短，激活休眠和建立通讯时间约15ms；b.网络容量大，对等网路可容纳200余设备接入；c.可靠性高，具有消息碰撞策略，避免传统数字无线网络的串扰；d.安全性高，消息内容采用CRC校验策略，保证通讯完整性，同时对信息进行非对称AES-128加密，使得链路数据无法外部破解等优点。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种工业总线异常排查装置，其特征在于，包括手持端和设备端连接器，所述手持端包括手持端设备和电池，所述手持端设备包括液晶显示器、总线模式选择开关、测试启动按钮、测试终止按钮、进度提示指示灯和手持端通讯天线，所述设备端连接器包括设备端通讯天线，所述手持端和所述设备端连接器之间可通过所述手持端通讯天线和所述设备端通讯天线进行无线信号通讯。

2.根据权利要求1所述的工业总线异常排查装置，其特征在于，所述电池为可充电电池或一次性碱性电池。

3.根据权利要求1或2所述的工业总线异常排查装置，其特征在于，所述手持端通讯天线和所述设备端通讯天线之间的通讯协议为ZigBee或LORA。

4.根据权利要求3所述的工业总线异常排查装置，其特征在于，手持端内部设置有单片机系统、协议电平转换电路和协议选择开关，根据选择的协议，由所述单片机系统产生与之相应的扫描或轮询唤醒指令，通过所述电平转换电路，产生测试代码。

5.一种工业总线异常排查方法，其特征在于，假设现场有Modbus/RTU工业总线，现场使用五台从设备，主设备为PLC，通讯出现异常，需要检测总线或设备异常，具体使用步骤如下：

S1、排查总线异常，将检查器手持端接入总线，选择modbus端，开启测试，测试系统将产生01-FF号设备的扫描轮询应答指令；

S2、手持端的单片机根据面板选择的modbus协议，产生轮询指令，以每五秒为间隔向总线发出查询指令，并接收反馈，此时，设备会响应应答信号或无响应；

S3、根据modbus标准的crc方式对响应信号进行校验，通过的设备判定为无异常，不能通过crc的设备为异常设备，或总线近设备端异常；

S4、假设，五台设备中，四台通过检测，一台为异常，进一步说明，如何排查；

S5、安装好设备端连接器，将投切开关切换至接线端，摘离此从机，重新排查网络异常；

S6、从两种情况讨论，一种可能是摘机后所有设备都不应答，或部分不应答，另一种可能是网络无影响，此时，判定第一种情况为此处的总线短路异常；

S7、若网络无影响，不改变投切，将引线接驳至设备端连接器的接线端子，重新扫描设备，两种情况，正常应答或无应答，正常应答，则原因是近设备端总线或接线端故障，重新连接设备；若无应答，评定为设备通讯故障，检测设备。