CN213210751U - 一种基于现场总线的设备维护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于总线控制领域，具体公开了一种基于现场总线的设备维护装置，包括操作监控设备（1）、操作站（21）、工作站（22）、人机接口（23）、冗余控制器（24）、机组控制柜（3）、耦合器（4）、集成模块（5）、总支（61）和分支（62）；所述操作监控设备（1）与一个操作站（21）和若干个工作站（22）级联；所述操作站（21）和工作站（22）与冗余控制器（24）连接；所述冗余控制器（24）通过机组控制柜（3）与耦合器（4）连接；所述耦合器（4）通过至少一条总线与集成模块（5）连接；本实用新型结构简单，传输速率快，节约了人力成本，有效地对各系统进行及时报错，减少了设备的维护时间。

Description

一种基于现场总线的设备维护装置

技术领域

本实用新型属于总线控制领域，具体公开了一种基于现场总线的设备维护装置。

背景技术

过程现场总线，即PROFIBUS，是一种国际化、开放式的现场总线标准，其传输速率介于9.6kbaud-12Mbaud，所有连接到总线的设备以同速率传输，PROFIBUS常用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数通信与控制的现场总线技术；其中PROFIBUS-DP应用于现场级，有高速低成本的优势，用于设备级控制系统和分散式I/O间的通讯，总线周期低于10ms，仅使用第一、二层协议。

在工厂使用的现场总线模式中，该设备维护装置可有效地提高故障上报效率，并将重要级较高的组件与重要级较低的组件分设，用以在故障时智能地选择维修优先级，最大程度的减少故障对全系统的影响。

实用新型内容

针对此问题，本申请提供了一种基于现场总线的设备维护装置，本实用新型内容如下：

一种基于现场总线的设备维护装置，其特征在于：包括操作监控设备、操作站、工作站、人机接口、冗余控制器、机组控制柜、耦合器、集成模块、总支和分支；所述操作监控设备与一个操作站和若干个工作站级联；所述操作站与人机接口相接；所述操作站和工作站通过冗余控制器与机组控制柜相接；所述机组控制柜与耦合器相接；所述耦合器通过至少一条总线与集成模块连接；所述总支和分支均连接在集成模块上；所述总支与各总闸设备相连；所述分支与各普通设备相连。

进一步的，所述操作监控设备与操作站、工作站通过屏蔽双绞线连接；多对双绞线传送模拟信号和数字信号，每对同色的双绞线传递来回方向的电脉冲，屏蔽层接地。

进一步的，所述冗余控制器各连接一个独立电源；所述冗余控制器包括一个活动控制器和热备控制器；当活动控制器故障时，热备控制器接管工作，无需用户干预即可保持系统持续不间断工作；当冗余控制器受总支驱动传输总支上的故障信号时，停止受理分支上传输的故障信号。

进一步的，所述机组控制柜和耦合器间使用PROFIBUS-DP结构，定义第一、二层和用户接口连接；可传输最大数据长度244B的信息，采用单一的总线方位协议，包括主站间的令牌传递和主站从站间的主从传递。

进一步的，所述集成模块下方与各设备以树形或总线型的拓扑构造连接；各设备以重要性级联，重要性较高的设备连接在主干结构，重要性较低的设备连接在分支结构。

进一步的，所述总支连接各总闸类设备、主要功能设备和应急设备；在主要功能设备损坏时，及时向工作站和操作站发送信号和警告，通知维护人员及时处理。

进一步的，所述分支连接各次要设备、附加设备和配套使用设备，在次要功能设备损坏时，按层级向向工作站和操作站发送信号和警告，通知维护人员及时处理；当总支连接的设备和分支连接的设备同时出现损坏时，信号传输至冗余处理器，分支连接的设备损坏信号暂时被阻断，总支连接的设备损坏信号获得令牌并优先发出信号。

进一步的，所述各设备的连接范围不超过9.6km，以保证双绞线传输信号的有效性；对于有更大范围要求的现场，可改用光纤传输。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：

本实用新型公开了一种基于现场总线的设备维护装置，采用传输速率较高的传输模式，将主要设备和次要设备提前区分，分接在总支和分支上，通过系统判断故障优先级并自动做出处理决断，将次要问题滞后处理，主要问题优先处理；所述操作监控设备时刻监视工业现场的各类故障并报警通知维护人员进行维修。

附图说明

图1为本实用新型实施例1和2所述的一种基于现场总线的设备维护装置示意图；

图中：1.操作监控设备、21.操作站、22.工作站、23.人机接口、24.冗余控制器、3.机组控制柜、4.耦合器、5.集成模块、61.总支、62.分支。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

如图1所示的一种基于现场总线的设备维护装置，其特征在于：包括操作监控设备1、操作站21、工作站22、人机接口23、冗余控制器24、机组控制柜3、耦合器4、集成模块5、总支61和分支62；所述操作监控设备1与一个操作站21和若干个工作站22级联；所述操作站21与人机接口23相接；所述操作站21和工作站22通过冗余控制器24与机组控制柜3相接；所述机组控制柜3与耦合器4相接；所述耦合器4通过至少一条总线与集成模块5连接；所述总支61和分支62均连接在集成模块5上；所述总支61与各总闸设备相连；所述分支62与各普通设备相连。

在工业现场使用中，当某一设备发生损坏时，设备向集成模块5发送维护请求，信号至耦合器4经数模转换改为数字信号，机组控制柜3整理信号并上报冗余控制器24冗余控制器24判断优先级后发送信号至工作站22或操作站21，操作监控设备1感知到信号并发出警告。

实施例2

如图1所示的一种基于现场总线的设备维护装置，其特征在于：包括操作监控设备1、操作站21、工作站22、人机接口23、冗余控制器24、机组控制柜3、耦合器4、集成模块5、总支61和分支62；所述操作监控设备1与一个操作站21和若干个工作站22级联；所述操作站21与人机接口23相接；所述操作站21和工作站22通过冗余控制器24与机组控制柜3相接；所述机组控制柜3与耦合器4相接；所述耦合器4通过至少一条总线与集成模块5连接；所述总支61和分支62均连接在集成模块5上；所述总支61与各总闸设备相连；所述分支62与各普通设备相连。

优选地，所述操作监控设备1与操作站21、工作站22通过屏蔽双绞线连接。

优选地，所述冗余控制器24各连接一个独立电源。

优选地，所述机组控制柜3和耦合器4间使用PROFIBUS-DP结构，定义第一、二层和用户接口连接。

优选地，所述集成模块5下方与各设备以树形或总线型的拓扑构造连接。

优选地，所述总支61连接各总闸类设备、主要功能设备和应急设备。

优选地，所述分支62连接各次要设备、附加设备和配套使用设备。

优选地，所述各设备的连接范围不超过9.6km。

当总支61和分支62上的设备同时发生损坏时，设备发出的信号传输到冗余控制器24时，冗余控制器24判断总支61设备优先于分支62设备，将分支62设备的维护请求阻断，总支61设备的维护请求发往工作站22或操作站21。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，不能以此限定本实用新型的保护范围，即大凡依本实用新型权利要求书及实用新型内容所做的简单的等效变化与修改，皆仍属于本实用新型专利申请的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于现场总线的设备维护装置，其特征在于：包括操作监控设备（1）、操作站（21）、工作站（22）、人机接口（23）、冗余控制器（24）、机组控制柜（3）、耦合器（4）、集成模块（5）、总支（61）和分支（62）；所述操作监控设备（1）与一个操作站（21）和若干个工作站（22）级联；所述操作站（21）与人机接口（23）相接；所述操作站（21）和工作站（22）通过冗余控制器（24）与机组控制柜（3）相接；所述机组控制柜（3）与耦合器（4）相接；所述耦合器（4）通过至少一条总线与集成模块（5）连接；所述总支（61）和分支（62）均连接在集成模块（5）上；所述总支（61）与各总闸设备相连；所述分支（62）与各普通设备相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于现场总线的设备维护装置，其特征在于：所述操作监控设备（1）与操作站（21）、工作站（22）通过屏蔽双绞线连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于现场总线的设备维护装置，其特征在于：所述冗余控制器（24）各连接一个独立电源。

4.根据权利要求1所述的一种基于现场总线的设备维护装置，其特征在于：所述机组控制柜（3）和耦合器（4）间使用PROFIBUS-DP结构，定义第一、二层和用户接口连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于现场总线的设备维护装置，其特征在于：所述集成模块（5）下方与各设备以树形或总线型的拓扑构造连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于现场总线的设备维护装置，其特征在于：所述各设备的连接范围不超过9.6km。

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