Profibus總線智能診斷記錄儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電廠現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種PROFIBUS總線智能診斷記錄儀。
【背景技術(shù)】
[0002]PROFIBUS協(xié)議(IEC61158)提出了一套國際化的、開放的、不依賴生產(chǎn)廠家的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。PROFIBUS于1989年正式成為現(xiàn)場總線的國際標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)總線結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)任務(wù)的不同，PROFIBSU-DP和PROFIBUS-PA在控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。PROFIBUS-DP用于現(xiàn)場層的高速數(shù)據(jù)傳送。主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息，除周期性用戶數(shù)據(jù)傳輸外，PROFIBUS-DP還提供智能化設(shè)備所需的非周期性數(shù)據(jù)以進(jìn)行組態(tài)、診斷和報警處理。PROFIBUS-DP采用RS-485標(biāo)準(zhǔn)，通訊介質(zhì)可以是雙絞線、雙線電纜或光纜。PROFIBUS-PA適用于PROFIBUS的過程自動化，PROFIBUS-PA可用來替代4_20mA的模擬技術(shù)。
[0003]由于PROFIBUS具有快速、高效、低成本、分布式以及易于安裝等諸多優(yōu)點，其在電力系統(tǒng)，特別是電廠控制系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。在工程中快速的安裝和部署PROFIBUS總線變得非常重要。快速的部署PROFIBUS總線、安裝從站設(shè)備可以縮短電廠的建設(shè)工期，節(jié)省大量的成本，但是PROFIBUS總線在應(yīng)用中有非常高的技術(shù)要求，施工中主站與從站的通信故障經(jīng)常發(fā)生，而且排除起來非常的困難，故而開發(fā)一種智能診斷PROFIBUS總線運行狀態(tài)和通信故障的儀器，能夠提高PROFIBUS控制系統(tǒng)在電廠的施工進(jìn)度，節(jié)省投資。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)的主要局限:
[0005](I)PROFIBUS總線控制系統(tǒng)在安裝和施工過程中，為了建立主站和從站之間穩(wěn)定的通信，往往需要花費大量的時間來對主站的各種通信參數(shù)、從站的數(shù)據(jù)、地址等進(jìn)行配置和調(diào)試，甚至拖延施工進(jìn)度和調(diào)試進(jìn)度，增加用戶的投入。
[0006](2)現(xiàn)有PROFIBUS總線主站設(shè)備不具備對從站的非循環(huán)數(shù)據(jù)的訪問能力，需要在總線中接入二類主站才能完成對從站非循環(huán)數(shù)據(jù)的讀寫、以此來達(dá)到對從站進(jìn)行配置、調(diào)試和診斷，這種工作機(jī)制在工程施工和設(shè)備調(diào)試過程中非常不方便，不能夠在工程師站直接通過控制系統(tǒng)來完成，需要到就地PROFIBUS總線上接入二類主站卡來完成。
[0007](3)傳統(tǒng)的4_20mA的硬接線技術(shù)，當(dāng)與設(shè)備通信故障的情況下只需要對接線的通斷進(jìn)行測量，可以很快的定位和排除故障，而PROFIBUS總線通過DP/PA電纜串接所有的從站，對于通信故障的定位和診斷需要專業(yè)技術(shù)人員花費大量時間來調(diào)試。
[0008](4)由于PROFIBUS總線對技術(shù)要求比較高，需要大量的技術(shù)投入和積累，PROFIBUS總線控制系統(tǒng)在調(diào)試完成后，用戶需要花費高昂的成本對總線和設(shè)備進(jìn)行維護(hù)檢修，設(shè)備運行過程中出現(xiàn)故障往往會造成系統(tǒng)停機(jī)、設(shè)備拒動等不良后果，給用戶帶來巨大的損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種PROFIBUS總線智能診斷記錄儀，該記錄儀結(jié)構(gòu)簡單，能夠記錄并分析PROFIBUS總線的數(shù)據(jù)幀，并對PROFIBUS總線的運行狀態(tài)、通信故障、從站設(shè)備進(jìn)行智能診斷。
[0010]為達(dá)到以上目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0011]PROFIBUS總線智能診斷記錄儀，包括外部接線接口 E1、電源模塊E2、以太網(wǎng)接口模塊E3、485收發(fā)模塊E4、微處理器E5、FLASH存儲器E6、系統(tǒng)內(nèi)存E7以及板級總線；所述板級總線包括26條地址總線AO?A25、16條數(shù)據(jù)總線DO?D15以及兩條地線GND和485GND ；
[0012]所述外部接線接口 El包括+5V電源接線柱，地線GND接線柱，485+接線柱和485-接線柱，485+接線柱和485-接線柱提供外部485輸入信號的接線接口 ；
[0013]所述電源模塊E2通過外部接線接口 El引入外部+5V直流電源，并向以太網(wǎng)接口模塊E3、485收發(fā)模塊E4、微處理器E5、FLASH存儲器E6和系統(tǒng)內(nèi)存E7提供+5V，+3.3V電源輸出，以太網(wǎng)接口模塊E3、485收發(fā)模塊E4、微處理器E5、FLASH存儲器E6、系統(tǒng)內(nèi)存E7根據(jù)本模塊電源要求選擇接入的供電電壓；
[0014]所述以太網(wǎng)接口模塊E3采用DMA9000，其管腳SDO?SD15依次接入板級總線的數(shù)據(jù)總線DO?D15，管腳RESET連接微處理器E5管腳120，管腳CMD連接微處理器E5管腳135，管腳INT連接微處理器E5管腳69 ；
[0015]所述485收發(fā)模塊E4包括三個高速光耦隔離器HCPL0600和型號為SN75LBC184P的485總線收發(fā)器U38，所述三個高速光耦隔離器HCPL0600分別為第一高速光耦隔離器HCPL0600H3、第二高速光耦隔離器HCPL0600H4和第三高速光耦隔離器HCPL0600H5，其中第一高速光耦隔離器HCPL0600H3的管腳6連接微處理器E5的管腳103，第二高速光耦隔離器HCPL0600H4的管腳3連接微處理器E5的管腳102，第三高速光耦隔離器HCPL0600H5的管腳3連接微處理器E5的管腳104，第一高速光耦隔離器HCPL0600H3的管腳3連接U38的R，第二高速光耦隔離器HCPL0600H4的管腳6連接U38的管腳D，第三高速光耦隔離器HCPL0600H5的管腳6連接485總線收發(fā)器U38的管腳RE和DE，485總線收發(fā)器U38的管腳A和B為連接外部485總線的A線和B線；
[0016]所述微處理器E5采用AT91RM9200，其管腳DO?D15依次接入板級總線的數(shù)據(jù)總線DO?D15，管腳AO?A22依次接入地址總線AO?A22 ；
[0017]所述FLASH存儲器E6采用第一片E28F128J3A-150U9和第二片E28F128J3A-150U10并用的方式，每片容量為16MX 16，微處理器E5的管腳166作為FLASH片選信號FLASH_NCS0，接入38譯碼器Ull的管腳/G2A，微處理器E5的地址線A25接入38譯碼器Ul I的管腳A，38譯碼器Ull的管腳/YO連接第一片E28F128J3A-150U9的CEO，38譯碼器 Ul I 的管腳/Yl 連接第二片 E28F128J3A-150U10 的管腳 CE0，第一片 E28F128J3A-150U9和第二片E28F128J3A-150U10管腳DO?D15依次接入數(shù)據(jù)總線DO?D15,管腳AO?A24依次接入地址總線AO?A24 ；
[0018]所述系統(tǒng)內(nèi)存E7采用同步動態(tài)隨機(jī)存儲器MT48LC8M16A2，其管腳CKE連接微處理器E5的管腳175，管腳CLK連接微處理器E5管腳174，管腳/CS連接微處理器E5管腳167，管腳/WE連接微處理器E5管腳178，管腳/CAS連接微處理器E5管腳177，管腳/RAS連接微處理器E5管腳176，管腳DQO?DQ15依次接入數(shù)據(jù)總線DO?D15，管腳AO?All依次接入地址總線AO?All。
[0019]本實用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:
[0020]UPROFIBUS總線智能診斷記錄儀同時具有一類主站和二類主站功能，能夠?qū)ΜF(xiàn)場總線設(shè)備進(jìn)行組態(tài)，配置現(xiàn)場總線的主站參數(shù)集、總線參數(shù)集、從站參數(shù)集。一類主站功能和二類主站功能分別獨立運行，能夠通過配置文件進(jìn)行在線動態(tài)配置。
[0021]2,PROFIBUS總線智能診斷記錄儀能夠?qū)尤氲腜ROFIBUS總線的電氣特性和運行參數(shù)進(jìn)行動態(tài)分析，對數(shù)據(jù)幀的格式進(jìn)行分析，判斷PROFIBUS總線是否有錯誤的數(shù)據(jù)幀，并對數(shù)據(jù)幀的內(nèi)容進(jìn)行檢驗，根據(jù)組態(tài)參數(shù)智能判斷數(shù)據(jù)幀的內(nèi)容是否正確，例如從站地址是否正確等。
[0022]3,PROFIBUS總線智能診斷記錄儀能夠?qū)崟r記錄所接入的PROFIBUS總線的所有運行數(shù)據(jù)幀，包括設(shè)備輸入輸出數(shù)據(jù)幀的內(nèi)容和數(shù)據(jù)幀的收發(fā)時間值，記錄的數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)置的大容量存儲空間內(nèi)。
[0023]4,PROFIBUS總線智能診斷記錄儀能夠?qū)λ尤氲腜ROFIBUS總線的運行狀態(tài)進(jìn)行智能分析，并根據(jù)統(tǒng)計的數(shù)據(jù)形成分析結(jié)果，包括現(xiàn)場總線從站是否穩(wěn)定運行，是否發(fā)出錯誤數(shù)據(jù)幀、是否有請求沒有響應(yīng)以及未響應(yīng)的次數(shù)等。
[0024]5、PR0FIUBS總線智能診斷記錄儀能夠快速定位PROFIBUS總線安裝、施工、以及運行過程中的故障，幫助技術(shù)人員快速的排除故障，加快現(xiàn)場安裝調(diào)試工作進(jìn)度。
【附圖說明】
[0025]圖1是PROFIBUS總線智能診斷記錄儀系統(tǒng)組成圖。
[0026]圖2是PROFIBUS總線智能診斷記錄儀以太網(wǎng)接口模塊組成圖。
[0027]圖3是PROFIBUS總線智能診斷記錄儀485收發(fā)模塊組成圖。
[0028]圖4是PROFIBUS總線智能診斷記錄儀FLASH存儲器組成圖。
[0029]圖5是PROFIBUS總線智能診斷記錄儀在帶主站系統(tǒng)中應(yīng)用示意圖。
[0030]圖6是PROFIBUS總線智能診斷記錄儀在無主站系統(tǒng)中應(yīng)用示意圖。
【具體實施方式】
[0031]以下結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0032]如圖1所示，本實用新型PROFIBUS總線智能診斷記錄儀，包括外部接線接口 E1、電源模塊E2、以太網(wǎng)接口模塊E3、485收發(fā)模塊E4、微處理器E5、FLASH存儲器E6、系統(tǒng)內(nèi)存E7以及板級總線；所述板級總線包括26條地址總線AO?A25、16條數(shù)據(jù)總線DO?D15以及