CN202798661U - 一种工控总线结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提出一种工控总线结构，包括发送端和与发送端电连接的接收端，所述发送端包括同相缓冲门和分别连接同相缓门的同相缓冲驱动门、反相缓冲驱动门，所述接收端包括光电隔离耦合组件和与光电隔离耦合组件连接的接收缓冲电路，所述同相缓冲驱动门和反相缓冲驱动门分别与光电隔离耦合组件连接。本实用新型的有益效果为：本实用新型通讯的双方采用光电隔离，无任何电气通路和共地，消除了通信双方的电源干扰；本新型传输采用共模推挽电路型驱动方式，接收端阻抗接近于零欧姆，减少了共模的干扰；在使用的时候，本新型采用累加积分鉴别方式，提高了可靠识别信号的能力；本新型的通信速率可以根据环境的情况动态进行调整，应用范围广泛。

Description

一种工控总线结构
技术领域
本实用新型属于工业控制技术设备领域，尤其是涉及一种工控总线结构。
背景技术
在工业控制系统中，高可靠、高抗干扰的通信总线是十分重要的。目前，多数总线采用共模传输的422/485通信方式，而通信的信息格式多采用异步串口通信格式， 而这种通信存在着一些难以克服的问题。
首先，采用422/485通信虽然克服了共模的干扰，但存在着设备之间的电器联接，对于较大的电源干扰或高压冲击无法实现抗干扰和保护；其次，这种通讯方式必须要求有异步串口通信硬件的支持在很多工业处理器中，特别是廉价处理机串口通信资源十分紧缺；再次，在异步串口通信中，虽然通信双方不需要时钟同步，但通信双方必须有严格的速率约定，不能动态无极调节，在干扰阵发出现的地方，往往不适应或通过整体降低速率来达到可靠通信的目的，而异步串口通信方式中，对单码（一位数据的脉冲）没有任何抗干扰措施，只在一个信息包后加有CRC校验码或累加和效验等，不能有效的对抗干扰。
发明内容
为了弥补上述工控总线在抗干扰、使用条件苛刻、应用范围小的缺陷，本实用新型提出一种工控总线结构。
其技术方案为，一种工控总线结构，包括发送端和与发送端电连接的接收端，所述发送端包括同相缓冲门和分别连接同相缓门的同相缓冲驱动门、反相缓冲驱动门，所述接收端包括光电隔离耦合组件和与光电隔离耦合组件连接的接收缓冲电路，所述同相缓冲驱动门和反相缓冲驱动门分别与光电隔离耦合组件连接。本技术方案中，发送端同相缓冲驱动门和反相缓冲驱动门为反相逻辑，在脉冲信号进入后，同时驱动同相缓冲驱动门和反相缓冲驱动门，产生信号相同相位相反的电流驱动信号，该信号随着输入的脉冲信号的变化而输出极性和方向完全相反的电流信号，电流信号进入接收端，经过光电隔离耦合组件和接收缓冲电路后输出，传输距离远，信号可靠，信息容量大。
所述光电隔离耦合组件包括两个连接在一起的光电隔离耦合电路，同相缓冲驱动门和反相缓冲驱动门分别与两个光电耦合隔离电路连接，接收缓冲输出电路采用推挽方式与两个光电隔离耦合电路连接。
本实用新型的有益效果为：本实用新型通讯的双方采用光电隔离，无任何电气通路和共地，消除了通信双方的电源干扰；本新型传输采用共模推挽电路型驱动方式，接收端阻抗接近于零欧姆，大大减少了共模的干扰；在使用的时候，本新型采用累加积分鉴别方式，大大提高了可靠识别信号的能力；本新型的通信速率可以根据环境的情况动态进行调整，应用范围广泛。
附图说明
图1为本实用新型的一种实施方式的结构示意图；
图2为本实用新型的一种实施例的采样波形图；
图中，1、发送端；11、同相缓冲门；12、同相缓冲驱动门；13、反相缓冲驱动门；2、接收端；21、光电隔离耦合组件；22、接收缓冲电路。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型内容做进一步说明。
参照图1，本实用新型的一种实施例。一种工控总线结构，包括发送端1和与发送端电连接的接收端2，所述发送端包括同相缓冲门11和分别连接同相缓门的同相缓冲驱动门12、反相缓冲驱动门13，所述接收端包括光电隔离耦合组件21和与光电隔离耦合组件连接的接收缓冲电路22，同相缓冲驱动门和反相缓冲驱动门分别与光电隔离耦合组件连接。所述光电隔离耦合组件包括两个连接在一起的光电隔离耦合电路，同相缓冲驱动门和反相缓冲驱动门分别与两个光电耦合隔离电路连接，接收缓冲输出电路采用推挽方式与两个光电隔离耦合电路连接。本新型的接收缓电路一般情况下采用同相缓冲门或反相缓冲门。
本新型在使用的时候，脉冲信号进入同相缓冲门，通过同相缓冲驱动门和反相缓冲驱动门后分别产生信号相同，相位相反的共模电流驱动信号，该信号随着输入脉冲的高低电平变化分别输出极性和方向完全相反的电流信号。由于接收端的输入阻抗极低，所以传输距离可以很远（可达到5km以上）。接收端的光电隔离耦合电路接收到信号后通过推挽方式驱动接收缓冲电路输出接收到的信号，接收缓冲电路的输出引线直接连接到处理机的PIO输入接线，处理机对输入信号进行采样和处理。本实施例中，通信信号采用前沿同步方式，而信息内容是由大于六倍于信号速率的采样进行鉴别的。采样算法为积分累加方式，
为0，
Figure 368950DEST_PATH_IMAGE004
为1
其中，D：输出数据；i：采相序号；S：采样值(if S=1 then S=1；if S=0 then S=-1)；n：采样次数，得到波形图（见图2）。
由波形图可以得出，本新型对于每一单bit的数据鉴别远远优于目前惯用的同步异串口通信方式，而在通信速率方面，通信双方在不需要约定的情况下根据外部通信干扰环境的不同动态调整通信速率，适用范围广
以上所述，为本实用新型内容的较佳实施案例，并非对本实用新型内容作任何限制，凡是根据本实用新型内容技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型内容技术方案的保护范围内。

Claims (2)

1.一种工控总线结构，包括发送端（1）和与发送端电连接的接收端（2），其特征在于，所述发送端包括同相缓冲门（11）和分别连接同相缓门的同相缓冲驱动门（12）、反相缓冲驱动门（13），所述接收端包括光电隔离耦合组件（21）和与光电隔离耦合组件连接的接收缓冲电路（22），所述同相缓冲驱动门和反相缓冲驱动门分别与光电隔离耦合组件连接。
2.根据权利要求1所述的工控总线结构，其特征在于，所述光电隔离耦合组件包括两个连接在一起的光电隔离耦合电路，同相缓冲驱动门和反相缓冲驱动门分别与两个光电耦合隔离电路连接，接收缓冲输出电路采用推挽方式与两个光电隔离耦合电路连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108923780A (zh) * 2018-08-13 2018-11-30 珠海格力电器股份有限公司 信号隔离电路和具有其的光耦通讯电路

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