一种PROFIBUS DP总线系统电路技术方案

一种PROFIBUS DP总线系统电路,其能够同时兼容多种不同的波特率，根据不同需求为现场设备设定最适合的通信速率，增加PROFIBUS DP网络的可用性，极大地降低了设备改造费用。其包括：速率调节主通道、数据传输背板、若干个分支通道；控制器的PROFIBUS DP信号输出端接入速率调节主通道，然后通过数据传输背板转发到各个分支通道，各个分支通道并联，并通过数据传输背板互联，每个分支通道包括：速率转换电路、RS485电路、通道接口，分支通道的输入信号依次经过速率转换电路、RS485电路、通道接口而变为特定的通信速率，然后接入相应线缆长度的现场设备。

A PROFIBUS DP Bus System Circuit

【技术实现步骤摘要】
一种PROFIBUSDP总线系统电路
本技术属于电学的
，具体地涉及一种PROFIBUSDP总线系统电路。
技术介绍
PROFIBUS是程序总线网络（ProcessFieldBus）的简称。其作为当前主流的工业现场总线通信协议之一，已经普遍应用于各行业的自动化控制系统。作为一个通用协议，PROFIBUS标准规范中对于该协议的各个方面都做出了详细明确的规定，其中包括通信速率，即波特率与信号传输距离之间的对应关系，简单来说通信速率一定时，传输距离与波特率具有反比关系，即波特率越高，按照规范，其最大传输距离越短。对于同一个控制系统来说，波特率是唯一设定的，因此就需要在波特率和传输距离之间做出权衡，从而使PROFIBUSDP总线系统设计存在很大的困难。当现场设备距离过远时就必须降低整个网络的通信速率。当工艺要求较高的通信速率，同时现场中设备距离又比较远，二者无法兼容时，就需要重新对网络进行规划，因此会产生额外的资金投入。
技术实现思路
本技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种PROFIBUSDP总线系统电路,其能够同时兼容多种不同的波特率，根据不同需求为现场设备设定最适合的通信速率，增加PROFIBUSDP网络的可用性，极大地降低了设备改造费用。本技术的技术解决方案是：这种PROFIBUSDP总线系统电路，其包括：速率调节主通道、数据传输背板、若干个分支通道；控制器的PROFIBUSDP信号输出端接入速率调节主通道，然后通过数据传输背板转发到各个分支通道，各个分支通道并联，并通过数据传输背板互联，每个分支通道包括：速率转换电路、RS485电路、通道接口，分支通道的输入信号依次经过速率转换电路、RS485电路、通道接口而变为特定的通信速率，然后接入相应线缆长度的现场设备。由于本技术的控制器的PROFIBUSDP信号输出端接入速率调节主通道，然后通过数据传输背板转发到各个分支通道，各个分支通道并联，并通过数据传输背板互联，每个分支通道包括：速率转换电路、RS485电路、通道接口，分支通道的输入信号依次经过速率转换电路、RS485电路、通道接口而变为特定的通信速率，然后接入相应线缆长度的现场设备，这样通过各个分支通道就能够同时兼容多种不同的波特率，根据不同需求为现场设备设定最适合的通信速率，增加PROFIBUSDP网络的可用性，极大地降低了设备改造费用。附图说明图1是根据本技术的电路方框图。具体实施方式如图1所示，这种PROFIBUSDP总线系统电路，其包括：速率调节主通道、数据传输背板、若干个分支通道；控制器的PROFIBUSDP信号输出端接入速率调节主通道，然后通过数据传输背板转发到各个分支通道，各个分支通道并联，并通过数据传输背板互联，每个分支通道包括：速率转换电路、RS485电路、通道接口，分支通道的输入信号依次经过速率转换电路、RS485电路（用于产生通信物理层电信号）、通道接口而变为特定的通信速率，然后接入相应线缆长度的现场设备。由于本技术的控制器的PROFIBUSDP信号输出端接入速率调节主通道，然后通过数据传输背板转发到各个分支通道，各个分支通道并联，并通过数据传输背板互联，每个分支通道包括：速率转换电路、RS485电路、通道接口，分支通道的输入信号依次经过速率转换电路、RS485电路、通道接口而变为特定的通信速率，然后接入相应线缆长度的现场设备，这样通过各个分支通道就能够同时兼容多种不同的波特率，根据不同需求为现场设备设定最适合的通信速率，增加PROFIBUSDP网络的可用性，极大地降低了设备改造费用。根据PROFIBUSDP规范，具体可选的波特率有以下几种：9.6kbps,19.2kbps,45.45kbps,93.75kbps,187.5kbps,500kbps,1.5Mbps,3Mbps,6Mbps,12Mbps。不同通信速率对应不同的最大传输距离，其对应关系见表1。表1波特率（kbps）9.619.245.4593.75187.550015003000600012000网段长度（m）12001200120012001000400200100100100因此，将所述分支通道设置5个，从距离控制器最近的现场设备开始，将控制器物理位置一侧的现场设备依次连接，当线缆长度大约200m时停止，将这一部分现场设备与第一分支通道的通道接口连接，设置第一分支通道的波特率为1.5Mbps；按照相同的方式，将线缆距离1000m以内的现场设备接入第二分支通道，设置第二分支通道的波特率为187.5kbps；按照相同的方式，控制器物理位置的另一侧现场设备接入第三分支通道，该组现场设备线缆总长度小于100m，第三分支通道的波特率设定为12Mbps；由于DP/PA耦合器要求输入端DP信号的波特率必须为45.45kbps，，因此当PROFIBUSDP网络需要通过DP/PA耦合器连接PA设备时，第四分支通道的波特率设为45.45kbps，其输出信号接入DP/PA耦合器的DP输入端，DP/PA耦合器的PA端连接现场PA设备。更进一步地，第五分支通道预留作为备用通道。当扩大网络规模时新增设备可以接入备用通道，降低改造工作量和硬件投入。或者，第五分支通道预留作为测试通道。当网络中出现通信故障时，可将设备单独隔离出来，检测是否为独立设备引起的故障。另外，该PROFIBUSDP总线系统电路通过双电源冗余供电，其中一个电源取自PROFIBUSDP总线系统的24V电源输出端子，另一个电源为独立的24V电源。这样增加了系统的可靠性。另外，在所述速率调节主通道和所述数据传输背板之间设置隔离电路，在所述速率转换电路和所述RS485电路之间设置隔离电路。隔离电路可以是光耦隔离电路等，用来实现通道之间的信号隔离。另外，每个分支通道设置调整对应通道的波特率的旋钮。这样使工作人员操作更方便。另外，所述通道接口为DB9接口。另外，所述通道接口为端子连接。通过以上两种方式，能够提高系统的可用性。DB9接口和端子连接，可根据实际情况自由选择。另外，所述分支通道内集成有源终端电阻，以便采用端子连接时为每个网段提供有效的终端电阻。以上所述，仅是本技术的较佳实施例，并非对本技术作任何形式上的限制，凡是依据本技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本技术技术方案的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PROFIBUS DP总线系统电路，其特征在于：其包括：速率调节主通道、数据传输背板、若干个分支通道；控制器的PROFIBUS DP信号输出端接入速率调节主通道，然后通过数据传输背板转发到各个分支通道，各个分支通道并联，并通过数据传输背板互联，每个分支通道包括：速率转换电路、RS485电路、通道接口，分支通道的输入信号依次经过速率转换电路、RS485电路、通道接口而变为特定的通信速率，然后接入相应线缆长度的现场设备。

【技术特征摘要】
1.一种PROFIBUSDP总线系统电路，其特征在于：其包括：速率调节主通道、数据传输背板、若干个分支通道；控制器的PROFIBUSDP信号输出端接入速率调节主通道，然后通过数据传输背板转发到各个分支通道，各个分支通道并联，并通过数据传输背板互联，每个分支通道包括：速率转换电路、RS485电路、通道接口，分支通道的输入信号依次经过速率转换电路、RS485电路、通道接口而变为特定的通信速率，然后接入相应线缆长度的现场设备。2.根据权利要求1所述的PROFIBUSDP总线系统电路，其特征在于：所述分支通道的个数是5个，从距离控制器最近的现场设备开始，将控制器物理位置一侧的现场设备依次连接，当线缆长度大约200m时停止，将这一部分现场设备与第一分支通道的通道接口连接，设置第一分支通道的波特率为1.5Mbps；将线缆距离1000m以内的现场设备接入第二分支通道，设置第二分支通道的波特率为187.5kbps；控制器物理位置的另一侧现场设备接入第三分支通道，该组现场设备线缆总长度小于100m，第三分支通道的波特率设定为12Mbps；当PROFIBUSDP网络需要通过DP/PA耦合器连接PA设备时，第四分支通道的波特率设为45.45kbps，其输出信号接入DP/PA耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，
申请(专利权)人：博森泰克北京科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11