CN201698216U - 一种现场总线式模块实时配置接口电路 - Google Patents

一种现场总线式模块实时配置接口电路 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种现场总线式模块实时配置接口电路。由通信控制与协议转换功能模块(1)、n个智能节点功能模块(2)和模块互联器(3)构成，其中1≤n≤31；各功能模块具有一个双列直插孔接口，其接口电路包括扩展的RS485通信接口、配置级联控制信号及电源信号；模块互联器(3)具有一个双列直插针与各功能模块相连，一对双列弯连接器用于实现级联；通信控制与协议转换功能模块(1)通过RS232接口与PC相连。本实用新型对系统中的各功能模块进行配置和组态，构成所需要的过程控制系统，或者选择不同的测控模块来适应过程控制系统，适应不同的功能和控制性能指标要求。

Description

一种现场总线式模块实时配置接口电路 
技术领域
本实用新型涉及一种现场总线网络中智能节点的实时配置如现场总线式智能传感器与智能仪表、智能阀门、智能开关及其它执行装置等现场控制模块构成的智能节点功能模块，可根据控制功能、控制性能指标的不同来动态配置现场总线控制系统的接口电路。 
背景技术
在工业过程控制中，依据被测量以及测控性能要求的不同，可能使用多种不同总线式过程控制模块。当前的过程控制一般采用手动跳线方法对系统中的各功能模块进行配置，构成所需要的过程控制系统，给系统配置带来不便。 
发明内容
本实用新型提供一种基于单片机、适用于不同现场总线过程控制模块的配置接口电路。 
本实用新型是这样实现的： 
(1)由通信控制与协议转换功能模块、n个智能节点功能模块(1≤n≤31)和模块互联器构成。 
(2)各智能节点功能模块具有一个双列直插孔接口，包括扩展的RS485通信接口、配置级联控制信号及电源信号，其控制信号由单片机发出。利用RS485接口总线实现模块间的数据交换，利用扩展的级联配置允许输入信号CF_nEI和级联配置允许输出信号CF_nEO实现链式配置管理。 
(3)模块互联器具有一个双列直插针与各功能模块相连，有一对双列弯连接器用于实现级联。接口包括RS485通信接口，配置级联控制信号，通过其级联将各智能节点功能模块的级联配置允许输入信号CF_nEI连接到前一级智能节点功能模块的CF_nEO信号。 
(4)通信控制与协议转换功能模块通过RS232接口与PC相连，利用PC运行的图形化软件选择配置参数组成配置报文发送到通信控制与协议转换功能模块，通信控制与协议转换功能模块进行协议转换，转换成智能节点功能模块配置报文，再根据链式配置管理发送到智能节点功能模块进行在线配置。 
本实用新型现场总线式实时配置接口电路通过软件及网络操作方法来对系统中的各智能节点功能模块进行配置和组态，构成所需要的过程控制系统， 或者选择不同的测控模块来适应过程控制系统，适应不同的功能和控制性能指标要求。 
附图说明
图1为本实用新型实时配置总线连接示意图接口电路。 
图中标记：1-通信控制与协议转换功能模块；2-智能节点功能模块；3-模块互联器。 
图2为本实用新型模块接口电路。 
图3为本实用新型模块互联器接口电路。 
具体实施方式
实施例： 
如图1所示，通信控制与协议转换功能模块1接口电路与所连接的智能节点功能模块2接口电路通过模块互联器3连接，模块互联器3两端有一对双列弯连接器实现级联，构成一个PROFIBUS协议现场总线从站。每个智能节点功能模块2的类型、地址、数据长度、控制参数、采样周期、通道应用情况可由PC通过RS232进行配置。配置信息由PC送到通信控制与协议转换功能模块1，再由通信控制与协议转换功能模块1经过适当处理后，组织成每个智能节点功能模块2的配置报文，发送到连接在总线上的各智能节点功能模块2，全部智能节点功能模块2配置完成后，通信控制与协议转换功能模块1向智能节点功能模块2发出结束配置的命令报文。如果PC对PROFIBUS协议现场总线从站已进行一次成功配置，则将配置信息保存在通信控制与协议转换功能模块1的FLASH存储器中下次上电可以直接由通信控制与协议转换功能模块1完成配置。各智能节点功能模块2可根据级联配置允许输出信号CF_nEO和级联配置允许输入信号CF_nEI的状态确定配置状态，具体定义如下： 
(1)CF_nEO＝1，CF_nEI＝1表示当前不是处于配置状态。 
(2)CF_nEO＝0，CF_nEI＝1表示当前进入配置准备阶段。 
(3)CF_nEO＝1，CF_nEI＝0表示当前进入配置操作阶段，并向RS485总线发送配置应答报文。如果配制成功，则除了向RS485总线发送一个成功配置的应答报文外，还要输出CF_nE0＝0，使自己退出配置状态，并允许与其级联的下一智能节点功能单元进入配置状态。 
(4)CF_nEO＝0，CF_nEI＝0表示配制成功，退出配置操作阶段，并允许与其级联的下一智能节点功能单元进入配置状态。 
①系统上电后，全部智能节点功能模块2和通信控制与协议转换功能模块1的CF_nEO＝1，CF_nEI＝1表示当前不是处于配置状态。 
通信控制与协议转换功能模块1检测FLASH存储器中是否有配置文件。如果PC已经对系统进行过一次配置，则配置信息将被保存在FLASH存储器中。系统上电复位后，检查该存储器第一、第二字节，如果是55H，AAH，则该区域有配置报文，直接将配置报文读出，对智能节点功能模块进行配置。 
②配置过程从发送配置开始命令报文开始。通信控制与协议转换功能模块1检测到该模块FLASH存储器中有配置文件，首先读出配置开始命令报文，输出级联配置允许输出信号CF_nEO＝0，将该命令报文通过广播地址00H发送到RS485总线，总线上所有的智能节点功能模块都接收该命令报文，进入配置准备阶段。 
③从FLASH存储器读出配置报文(或接收RS232接口送来的配置报文)进行配置。通信控制与协议转换功能模块1将配置报文发送到RS485总线，总线上CF_nEI＝0，CF_nEO＝1的智能节点功能单元(总线设备)接收配置报文进行配置操作，并向RS485总线发送配置应答报文。如果配制成功(地址可用，配置信息中的单元类型、信号类型与实际功能单元一致，被寻址的功能单元可以按照配置信息工作)，则除了向总线发送一个成功配置的应答报文外，还要输出CF_nEO＝0，使自己退出配置状态，并允许与其级联的下一智能节点功能模块进入配置状态。 
④通信控制与协议转换功能模块1将全部智能节点功能模块配置完，通过广播地址00H发出结束配置的命令报文。 
⑤如果系统还没有进行过配置，则FLASH存储器中不会有配置文件，配置过程须由PC或手持式配置器发起。 
如果通信控制与协议转换功能模块1收到PC的配置开始报文，说明系统在进行配置操作，利用PC送来的配置报文进行配置。通信控制与协议转换功能模块1将自身的级联配置允许输出信号CF_nEO设置为CF_nEO＝0，并将配置开始命令报文通过广播地址转发到RS485总线，配置过程开始，接着将收到的配置报文转发到RS485总线，接收总线上的智能节点功能模块返回的应答报文，并转发给PC。通信控制与协议转换功能模块1除了将收到的配置报文(包括配置开始命令，配置报文，配置结束命令)转发到RS485总线，还按顺序将它存入FLASH存储器。 

Claims (1)

1.一种现场总线式模块实时配置接口电路，其特征在于：
(1)由通信控制与协议转换功能模块、n个智能节点功能模块和模块互联器构成，其中1≤n≤31；
(2)各智能节点功能模块具有一个双列直插孔接口，包括扩展的RS485通信接口、配置级联控制信号及电源信号，其控制信号由单片机发出；利用RS485接口总线实现模块间的数据交换，利用扩展的级联配置允许输入信号CF_nEI和级联配置允许输出信号CF_nEO实现链式配置管理；
(3)模块互联器具有一个双列直插针与各功能模块相连，有一对双列弯连接器用于实现级联；接口包括RS485通信接口，配置级联控制信号，通过其级联将各智能节点功能模块的级联配置允许输入信号CF_nEI连接到前一级智能节点功能模块的CF_nEO信号；
(4)通信控制与协议转换功能模块通过RS232接口与PC相连，利用PC运行的图形化软件选择配置参数组成配置报文发送到通信控制与协议转换功能模块，通信控制与协议转换功能模块进行协议转换，转换成智能节点功能模块配置报文，再根据链式配置管理发送到智能节点功能模块进行在线配置。 
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