CN2867729Y - 传输接口转换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种传输接口转换装置，使一主控制设备的通讯信号经过本装置转换后，可由一对传输线将多个从动装置连接，同步进行数据传输与电源供应。该装置包括一转换接口，此转换接口由至少一中继器电路所构成，此中继器电路以半双工方式进行传输数据，转换接口内是否有讯号传入通过一讯号检测器所检测，而一控制单元利用讯号检测器所检测的讯号以判定中继器电路的方向及操作方式，并由一电压调整器提供上述所有电路内所需的电源。本实用新型于控制系统网络建置中具有易于安装维护及可有效减少配线成本的功效。

Description

传输接口转换装置

技术领域

本实用新型与一种传输接口转换装置有关，特别是提供一种具有安装维护容易且可降低成本的传输接口转换装置。

背景技术

近年来，由于信息网络的蓬勃发展，因此，信息的传递与收集在工业界受到广泛的运用。一如工业生产过程中，在常规的自动化系统经常使用各种测量、控制、显示仪表、数据收集等种种接口，需要大量的微处理器，在多点控制器(Multipoint control unit，MCU)之间的中长距离通信的诸多方案中，其中，RS-485接口因硬件设计简单、控制方便、成本低廉等优点，故，广泛应用于工厂自动化、工业控制、监测信息、小区监控等领域。

再者，RS-485标准由电子工业协会(Electronic Industries Association，EIA)于1983年在RS-422基础上所制定，使RS-485具有多点、双向通信等能力，可允许多个发送器连接到同一条总线(BUS)上，同时亦增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围。因此，当前自动控制系统中常用的网络，如现场总线CAN、Profibus、INTERBUS-S以及ARCNet的物理层都是基于RS-485的总线进行连结和研究。

但是，由于在公知的RS-485的传输接口中，需要由电源及信号二对2心的传输线，一共是四条传输线才能连接一主设备控制器(Master)及至少一从动装置(Slave)，以进行电源及信号的传输，于是，在区域大量集中的小功率装置连结中，因为布线过多，造成施工上的困扰，也因此导致现场配线成本偏高；再者，对于公知的RS-485接口的传输方式而言，当传输线发生短路或开路故障时，查找会较困难，而且当节点故障时也可能导致传输线无法进行传输。

因为安装、施工、电缆、和维护的费用使得利用公知的RS-485接口的传输配线方式成本较高，因此，本实用新型即在针对上述的困扰，提出一种新型的传输接口转换装置，能够有效克服公知的缺失。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种传输接口转换装置，其利用一对传输线来进行同步传输电源及讯号，以取代公知利用二对传输线来分离进行传输电源及讯号，可使得现场配线减少，并具有可有效的减少配线成本的功效。

本实用新型的另一目的在于提供一种传输接口转换装置，其一对传输线内的二条传输线的分辨简单且明暸，而且当某一从动装置节点故障不致影响整个总线，使得在小区域小功率的装置连结中，具有维护容易的功效。

本实用新型的又一目的在于提供一种传输接口转换装置，只要利用RS-485总线为骨干，就可以轻易的将本实用新型连结成大型的分布式控制系统，而由于本实用新型是利用总线通讯是在物理层上的定义，因此在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。

为实现上述目的，本实用新型提供的传输接口换转装置，使一主控制设备的通讯信号经过该装置转换后，可由一对传输线将复数个从动装置连接，以同步进行数据传输与电源供应，该装置包括：

一转换接口，由至少一中继器电路所构成，该中继器电路具有三态输出，使该中继器电路得以半双工方式传输数据；

一讯号检测器，连接该转换接口，以检测是否有讯号传送至该转换接口；

一控制单元，连接该转换接口与该讯号检测器，并利用该讯号检测器所检测的讯号以判定该中继器电路的方向及操作方式；以及

一电压调整器，连接该转换接口、该讯号检测器与该控制单元，以提供至少两组电源，用以分别供应上述所有电路内所需的电源。

其中该传输线为一双绞线。

其中该转换接口以EIA RS-485为传输接口。

其中该中继器电路由至少二组传送器及接收器相互组合而成。

其中该二组传送器及接收器中的其中一组作为该主设备控制器端的传送器及接收器，另一组则作为该从动装置端的驱动传送器及接收器。

其中该两组电源中的第一组电源提供该从动装置的驱动传送器所需的电源，第二组电源则提供其余电路内所需的电源，且该第一组电源的输出电压高于第二组电源的输出电压。

其中该控制单元还可控制该主设备控制器或该从动装置为传送或接收的模式。

由本实用新型的实施，具可达到以下目的：

1)利用一对传输线来进行同步传输电源及讯号，以取代公知利用二对传输线来分离进行传输电源及讯号，可使得现场配线减少，并具有可有效的减少配线成本的功效。

2)其一对传输线内的二条传输线的分辨简单且明暸，而且当某一从动装置节点故障不致影响整个总线，使得在小区域小功率的装置连结中，具有维护容易的功效。

3)只要利用RS-485总线为骨干，就可以轻易的将本实用新型连结成大型的分布式控制系统，而由于本实用新型是利用总线通讯是在物理层上的定义，因此在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。

附图说明

图1为本实用新型的结构方块示意图。

图2为应用本实用新型连结复数从动装置的方块示意图。

图3为应用本实用新型连结成大型分布式控制系统的实施例。

图4A至图4G为图1的详细电路示意图。

具体实施方式

以下由具体实施例配合附图作详加说明，当更容易了解本实用新型的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

在本实用新型运用RS-485半双工(Half-Duplex)接口的特性，利用总线(BUS)需设定一主设备控制器(Master)，以控制总线所有从动装置(Slave)的机制，且采用RS-485中继器(repeater)电路的方式设计，因此，即可以RS-485总线为骨干，再通过中继器电路的转换，将数据传送给从动装置。

如图1所示，并请同时参考图4A至图4G所示的详细电路示意图，一种传输接口装置20，其是由一对传输线，该对传输线为一双绞线，用以连接一主设备控制器24及至少一从动装置26，并进行数据传输与电源供应，传输接口装置20包括一转换接口22，此转换接口22由一中继器电路所构成，而中继器电路由作为主设备控制器24端的传送器(MT)242与接收器(MR)244及作为从动装置26端的驱动传送器(ST)262与接收器(SR)264相互组合而成，因中继器电路具有三态输出，使中继器电路得以半双工方式传输数据；一讯号检测器32连接转换接口22，用以检测是否有讯号发送至转换接口22；一控制单元34连接转换接口22以及讯号检测器32，利用讯号检测器32所检测的讯号以判定中继器电路的方向，并判断二组传送器242、262及接收器244、264的操作方式，且控制单元34亦可控制主设备控制器24或从动装置26为传送模式或接收模式；一电压调整器30提供至少两组电源，其中第一组电源V1提供从动装置26的驱动传送器262所需的电源，第二组电源V2则是提供其余电路所需的电源，且第一组电源V1的输出电压为第二组电源的输出电压的二倍。

其中，转换接口22由MA/MB或SA/SB两端电压差(微分)，作为逻辑(logic)0/1判别，当MA＞MB或SA＞SB时，为logic 1；当MA＜MB或SA＜SB时，为logic 0。因此，当讯号检测器32检测出有讯号发送至转换接口22时，将检出讯号以将Logic 1输出，相反则以Logic 0输出，如此即可提供控制单元34去判定中继器电路的方向。所以，当讯号检测器32先检测出主设备控制器24有讯号发出时，则代表此中继器电路的方向为由主设备控制器24传送至从动装置26，故数据可由主设备控制器24接收，并转送驱动从动装置26的各组件，如果当讯号检测器32检测出主设备控制器24的讯号已经结束时，则停止传送数据；相反的如果讯号检测器32先检测出从动装置26有讯号时，数据则会由从动装置26的各组件接收，并转送至主设备控制器24，直至检出从动装置26的讯号结束为止。

再者，在下传数据时，同时会有较高功率的电压对从动装置26的电容进行充电；而在上传数据时，则不会有充电的作用，此时利用电容放电所提供的电力进行回送数据即可。因此，在电源调整器30中V1高于V2两倍电压的设计部份，因为V1提供从动装置26的驱动传送器262所需的电源，而从驱动传送器262必须提供从动装置26所连接组件的电容充电，致使组件利用电容所储得的电能，用以提供电路运作及上传数据，故需大功率的输出，因此，需使用大功率的驱动传送器262，所以V1的电压必须高于V2两倍；另外，因为从动装置26所连接组件上传的讯号电位远小于其所储得的电位，不会损耗讯号，故不会影响回传，于是，利用电容所储得的电能就可进行数据的回传，如此即可达成只利用一双绞线传输的目的。

又，本实用新型还可以RS-485总线为骨干，并通过中继器电路的转换，将数据传送至复数从动装置26，如图2所示，且以平衡高驱动力的两倍高的电平发送，由从动装置26的RS-485接口42接收数据，同时利用从动装置26内部的桥式整流44与大滤波电容46，使从动装置26获得运作电能。

再者，主设备控制器与从动装置讯号同步，可利用RS-485总线为骨干，轻易的将如图2所示的装置，连结成大型的分布式控制系统，如图3所示，由一主计算机50发出讯号后，由一以太网络52将数据传送至一主设备控制器54，再以RS485总线56为骨干，将数据分送至各个传输接口装置20，接着，传输接口转换装置20再将数据传递给复数个从动装置26，而电源线58以供给每一个传输接口转换装置20所需的电源。由于，本实用新型是利用总线通讯是在物理层上的定义，故在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议，可在工业界受到广泛的运用。

本实用新型是在提出一种传输接口转换装置，利用一对传输线来进行传输，以取代公知利用二对传输线线来进行传输，使得现场配线减少，且具有可有效的减少配线成本的功效；且因为一对传输线内的二条传输线分辨简单与明暸，使得在小区域小功率的装置连结中，具有维护容易的功效；其中，还可以RS-485总线为骨干，轻易的将本实用新型各连结成大的分布式控制系统，而由于本实用新型是利用总线通讯是在物理层上的定义，故在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。故即凡依本实用新型申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化或修饰，均应包括于本实用新型的申请专利范围内。

Claims (7)

1.一种传输接口换转装置，使一主控制设备的通讯信号经过该装置转换后，可由一对传输线将复数个从动装置连接，以同步进行数据传输与电源供应，其特征在于，该装置包括：

一转换接口，由至少一中继器电路所构成，该中继器电路具有三态输出，使该中继器电路得以半双工方式传输数据；

一讯号检测器，连接该转换接口，以检测是否有讯号传送至该转换接口；

一控制单元，连接该转换接口与该讯号检测器，并利用该讯号检测器所检测的讯号以判定该中继器电路的方向及操作方式；以及

一电压调整器，连接该转换接口、该讯号检测器与该控制单元，以提供至少两组电源，用以分别供应上述所有电路内所需的电源。

2.如权利要求1所述的传输接口转换装置，其特征在于，其中该传输线为一双绞线。

3.如权利要求1所述的传输接口转换装置，其特征在于，其中该转换接口以EIA RS-485为传输接口。

4.如权利要求1所述的传输接口转换装置，其特征在于，其中该中继器电路由至少二组传送器及接收器相互组合而成。

5.如权利要求4所述的传输接口转换装置，其特征在于，其中该二组传送器及接收器中的其中一组作为该主设备控制器端的传送器及接收器，另一组则作为该从动装置端的驱动传送器及接收器。

6.如权利要求5所述的传输接口转换装置，其特征在于，其中该两组电源中的第一组电源提供该从动装置的驱动传送器所需的电源，第二组电源则提供其余电路内所需的电源，且该第一组电源的输出电压高于第二组电源的输出电压。

7.如权利要求5所述的传输接口转换装置，其特征在于，其中该控制单元连接控制该主设备控制器或该从动装置。

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