一种具有Modbus通信诊断功能的手操器制造技术

本发明专利技术公开了一种具有Modbus通信诊断功能的手操器，涉及了以下技术方案：包括手操器外壳、一体化电路板、电池；所述一体化电路板直接安装到所述手操器外壳上；所述一体化电路板与所述电池的电源线插头连接。所述一体化电路板在一块电路板上集成了处理器、电源管理电路、存储系统电路、Modbus通信模块电路、显示模块电路、微动开关按键电路、波形测量电路、总线电压测量电路和红外发射电路。通过采用上述技术方案，本发明专利技术提供的一种具有Modbus通信诊断功能的手操器，实现手操器和支持Modbus协议的仪器仪表信息交换，并通过总线电压测量、波特率测量、波形采集和分析、报文获取及分类等方式对RS

【技术实现步骤摘要】
一种具有Modbus通信诊断功能的手操器


[0001]本专利技术涉及一种手操器，尤其涉及一种具有Modbus通信诊断功能的手操器。

技术介绍

[0002]工业现场生产和现场调试及后期维护运行期间存在诸多问题。主要集中在需要专用测试装置、现场施工人员素质不高、安装调试环节沟通不畅导致现场设备与DCS系统之间无法正常通信等方面。目前市场的Modbus网络诊断工具各有利弊：传统手操器功能单一，仅支持基础的数据读取和参数配置，无法全面诊断通信错误；基于PC的诊断工具功能全面，但价格高昂、不便于携带及操作、纷繁复杂的操作界面对使用人员专业知识要求高。手操器是自动化仪表的一个手动操作单元，主要用于工业现场仪器仪表的数据读取和功能参数配置，获取仪器仪表的周期性变量、报警状态，并支持设备运行参数的修改配置。Modbus是一种串行通信协议，是工业领域通信协议的业界标准，是工业电子设备之间常用的连接方式。Modbus因其公开发表并且无版权要求、易于部署和维护、对供应商来说修改限制少等原因，比其他通信协议使用的更广泛。在数据采集与监视控制系统(SCADA)中，Modbus通常用来连接监控计算机和远程终端控制系统(RTU)。Modbus通信广泛应用于化工、石油、冶金、电力、制造等行业。
[0003]具有Modbus通信诊断功能的手操器的实现，可满足现有Modbus协议仪器仪表现场配置与通信诊断需要，打破故障排除的局限性，从而大大提高服务、维护及工程技术人员的操作能力，对工业现场设备的通信诊断和故障排除及远程指导调试具有重要意义。r/>
技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种具有Modbus通信诊断功能的手操器，实现手操器和支持Modbus协议的仪器仪表信息交换，并通过总线电压测量、波特率测量、波形采集和分析、报文获取及分类等方式对RS
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485物理层和Modbus协议进行通信质量诊断。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]一种具有Modbus通信诊断功能的手操器，包括手操器外壳、一体化电路板、电池；所述一体化电路板直接安装到所述手操器外壳上；所述一体化电路板与所述电池的电源线插头连接。
[0007]所述一体化电路板在一块电路板上集成了处理器、电源管理电路、存储系统电路、Modbus通信模块电路、显示模块电路、微动开关按键电路、波形测量电路、总线电压测量电路和红外发射电路。仅需要少量固定螺丝即可将一体化电路板固定到产品外壳上，实现手操器的快速生产组装。由于采用了一体化电路板，使得产品的结构简单可靠。
[0008]所述一体化电路板包括一电源管理电路，所述电源管理电路分别与所述处理器、存储系统电路、Modbus通信模块电路、显示模块电路、微动开关按键电路、波形测量电路和红外发射电路连接，用以提供电能。
[0009]所述显示模块电路与所述处理器连接，支持液晶屏报文显示功能，包含序号、时间
戳、报文类型、源地址、目的地址、寄存器起始、寄存器偏移、实时数据等。
[0010]所述总线电压测量电路与所述处理器、所述Modbus通信模块电路连接，支持总线电压测量。
[0011]所述波形测量电路与所述处理器连接，支持波特率测量、波形采集和分析、报文获取及分类功能。
[0012]所述微动开关按键电路与所述外壳上的键盘相连，具有数字输入功能，键盘上具有电源及光标控制键。
[0013]所述Modbus通信模块电路包含RS485接口，所述手操器通过通信电缆与符合Modbus协议的设备通信。
[0014]作为优选，所述Modbus通信模块电路采用支持Modbus通信协议的RS485通信芯片，通信插座采用卧式直插DB9串口插座，保证通信接口和一体化电路板的整体牢固可靠。
[0015]所述电池与所述电源管理电路连接，采用内置电池仓，可将电池取出后使用通用充电器充电，连续使用时可正常供电5小时以上，带电池后整机重量不超过1kg。
[0016]作为优选，所述电源管理电路采用高效率DCDC电源芯片。
[0017]作为优选，所述处理器电路采用单片机。
[0018]作为优选，所述存储系统电路采用可靠性高的铁电存储器。
[0019]作为优选，所述显示模块电路采用320mm*240mm的TFT
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LCD液晶屏。
[0020]作为优选，所述微动开关按键电路采用直插式，焊接在一体化电路板上，以保证按键使用中的安全可靠。
[0021]通过采用上述技术方案，本专利技术提供的具有Modbus通信诊断功能的手操器具有以下优点：
[0022]安装快速。手操器采用一体化主板安装即可实现电源处理、处理器、存储、通信、显示和按键功能，按键与外壳的按键薄膜面板接触以便与用户交互，手操器采用电池供电。在生产过程中，仅需要固定螺丝一次性将一体化电路板固定到产品外壳上，并插上外壳所包含的电池仓电源插头即可实现手操器的组装，实现便捷快速安装产品。
[0023]通信异常诊断。通过总线电压测量、波特率测量、波形采集和分析、报文获取及分类等方式对RS
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485物理层和Modbus协议进行通信质量诊断。
[0024]操作便捷。软件设计采用可配置的菜单引擎方式，对不同类型仪器仪表进行管理和配置，并支持中英文界面切换。同时采用先进先出任务队列的方式对菜单运行时所需要同时处理的任务进行排队处理，并由菜单引擎保证所有任务都得到响应和处理。
附图说明
[0025]以下结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明。
[0026]图1为本专利技术一种具有Modbus通信诊断功能的手操器的硬件原理框图；
[0027]图2为本专利技术一种具有Modbus通信诊断功能的手操器的软件流程图；
[0028]图3为本专利技术一种具有Modbus通信诊断功能的手操器的外壳实物图。
具体实施方式
[0029]以下结合附图和具体实施方式对本方案做进一步说明，借此本方案的优点和技术
特征将更加明显。应当理解，本专利技术附图均采用非精确比率，仅用于说明本方案的目的。
[0030]参照图1系统硬件原理框图所示，本专利技术提出了一种具有Modbus通信诊断功能的手操器，包括手操器外壳1、一体化电路板2、电池3；所述一体化电路板2直接安装到所述手操器外壳1上；所述一体化电路板2与所述电池3的电源线插头连接。所述一体化电路板2在一块电路板上集成了处理器4、电源管理电路5、存储系统电路6、Modbus通信模块电路7、显示模块电路8、微动开关按键电路9、波形测量电路10、总线电压测量电路11和红外发射电路12。
[0031]所述处理器4，作为优选的单片机处理器电路，用于手操器的软件运行处理。在本实施例中，所述处理器选用ST公司的STM32F103VC方案。该芯片价格低廉，功能强大，内置支持DMA通信的USART串行通信接口，能够满足Modbus通信需要。
[0032]所述电源管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有Modbus通信诊断功能的手操器，其特征在于：包括手操器外壳、一体化电路板、电池；所述一体化电路板直接安装到所述手操器外壳上；所述一体化电路板与所述电池的电源线插头连接。2.根据权利要求1所述的一种具有Modbus通信诊断功能的手操器，其特征在于：所述一体化电路板在一块电路板上集成了处理器、电源管理电路、存储系统电路、Modbus通信模块电路、显示模块电路、微动开关按键电路、波形测量电路、总线电压测量电路和红外发射电路。3.根据权利要求2所述的一种具有Modbus通信诊断功能的手操器，其特征在于：所述一体化电路板包括一电源管理电路，所述电源管理电路分别与所述处理器、存储系统电路、Modbus通信模块电路、显示模块电路、微动开关按键电路、波形测量电路和红外发射电路连接，用以提供电能。4.根据权利要求3所述的一种具有Modbus通信诊断功能的手操器，其特征在于：所述显示模块电路与所述处理器连接，支持液晶屏报文显示功能，包含序号、时间戳、报文类型、源地址、目的地址、寄存器起始、寄存器偏移、实时数据等。5.根据权利要求3所述的一种具有Modbus通信诊断功能的手操器，其特征在于：所述总...

【专利技术属性】
技术研发人员：王慧，陈小华，叶敏，宁亮，陈奎鑫，
申请(专利权)人：上海自动化仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：