【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于profibus-pa总线技术，具体涉及过程自动化领域，用于连接温度、压力、流量、液位、……等各类过程自动化仪表及其控制设备，是国际上目前主流的过程自动化现场总线之一。
技术介绍
1、目前行业内的profibus-pa分线器解决方案，大多都采用模拟电路来实现，功能少且对用户提供的分线器运行状态信息少，不能满足现场对分线器使用功能的要求，并且使用成本高和不够灵活。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种profibus-pa主干有源分线器电路，以解决既符合现场对分线器使用功能的要求，又能通过led指示灯显示出许多运行状态信息；既符合pa国际标准，也降低了成本，使用更加灵活的技术问题。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案如下；
3、一种profibus-pa主干有源分线器电路，包括：与进线端连接的内置终端电阻；分别与主干端口连接的极性自动翻转整流器、总线信号振幅检测电路和总线电压检测电路；与极性自动翻转整流器、总线信号振幅检测电路和总线电压检测电路的报警输出端连接的单片机；与所述单片机报警输出端连接的led指示灯；与极性自动翻转整流器输出端连接的一组分支端口限流保护电路，该一组分支端口限流保护电路的一个输出端分别与所述单片机的一个输入端连，向单片机输出报警信号；一组分支端口电路的输入端分别于所述一组分支端口限流保护电路的输出端连接，其输出端为出线端。
4、所述极性自动翻转整流器电路结构为四个二极管组成的桥式整
5、所述分支端口限流保护电路包括比较器、电阻和mos开关管；当电流小于100ma时电阻上的压降则小于1v，压降由电阻值乘以电流值得到；此时比较器的正输入端电压大于负输入端电压，因此比较器输出高电位使得mos开关管导通，此时输出有电；当电流大于100ma时，由于电阻压降大于1v，使得比较器正输入端电压小于负输入端电压，因此比较器输出低电位使得mos开关管断开，此时输出无电，为限流保护状态。
6、所述总线电压检测电路结构为2只电阻对主干端口电压进行分压，之后进入到单片机，由单片机程序读取电压，再由单片机程序将读取的电压乘以分压比10就得到了主干端口的电压；当监测到主干端口的总线电压超出20～32v范围时，通过指示灯向用户指示电压异常状态。
7、所述总线信号振幅检测电路的结构包括：二极管、电容、电阻；利用二极管的单向导电性将输入的交流信号截掉一半，并对电容充电，充电到电容的电压高低取决于输入交流信号振幅的大小，振幅越大则充电到电容的电压越高。输入交流信号振幅＝(电容的充电直流电压+二极管压降)*2；二极管压降近似恒定0.2v，用符号等式表示即：ac＝(dc+0.2v)*2；只要单片机读取到dc的值就能计算出输入交流信号振幅ac的值；电阻是当输入交流信号振幅减小时，为电容放电；当单片机程序监测到总线信号振幅超出500mv～1300mv范围时，通过指示灯向用户指示信号振幅异常状态。
8、所述led指示灯包括若干组led指示灯，每一组led指示灯由红绿双色发光二极管与2只电阻组成，电阻的作用是对流过发光二极管的电流进行限制。
9、所述内置终端电阻包括：开关、电阻、电容；当开关闭合后电阻与电容连接到进线端总线上；由于电阻的阻值与线路特征阻抗近似相等，因此从远端其它设备通过总线传输过来的信号不会发生反射；电容的作用是隔离直流电压成分，防止直流电压在电阻上形成直流电流将电阻烧毁；当一条通讯总线连接多个设备，包括此设备时，只能在总线的两端的设备接入内置终端电阻，其它设备不能接入终端电阻，一条总线接入的终端电阻数量不大于2个；开关是根据现场总线情况决定是否开启终端电阻的开关。
10、本专利技术的效果如下：
11、除具备其他pa分线器所具有的功能外。还具有以下功能：
12、1、pa主干端口电压检测功能，并将电压值大小通过led指示灯表示出来。
13、2、pa总线信号振幅检测功能，并将幅值大小通过led指示灯表示出来。
14、3、pa主干端口极性自动翻转功能，现场使用者接线时不用区分正负极。
15、4、内置终端电阻与开关，使用终端电阻时只需拨动开关。省去外接终端电阻的麻烦。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种PROFIBUS-PA主干有源分线器电路，其特征在于，包括：与进线端连接的内置终端电阻；与主干端口连接的极性自动翻转整流器、总线信号振幅检测电路和总线电压检测电路；与极性自动翻转整流器、总线信号振幅检测电路和总线电压检测电路的报警输出端连接的单片机；与所述单片机报警输出端连接的LED指示灯；与极性自动翻转整流器输出端连接的一组分支端口限流保护电路，该一组分支端口限流保护电路的一个输出端分别与所述单片机的一个输入端连，向单片机输出报警信号；一组分支端口电路的输入端分别于所述一组分支端口限流保护电路的输出端连接，其输出端为出线端。
2.根据权利要求1所述的一种PROFIBUS-PA主干有源分线器电路，其特征在于，所述极性自动翻转整流器电路结构为四个二极管组成的桥式整流电路。
3.根据权利要求1所述的一种PROFIBUS-PA主干有源分线器电路，其特征在于，所述分支端口限流保护电路包括比较器、电阻和MOS开关管；当电流小于100mA时电阻上的压降则小于1V，压降由电阻值乘以电流值得到；此时比较器的正输入端电压大于负输入端电压，因此比较器输出高电位使得MO
4.根据权利要求1所述的一种PROFIBUS-PA主干有源分线器电路，其特征在于，所述总线电压检测电路结构为2只电阻对主干端口电压进行分压，之后进入到单片机，由单片机程序读取电压，再由单片机程序将读取的电压乘以分压比10就得到了主干端口的电压；当监测到主干端口的总线电压超出20～32V范围时，通过指示灯向用户指示电压异常状态。
5.根据权利要求1所述的一种PROFIBUS-PA主干有源分线器电路，其特征在于，所述总线信号振幅检测电路的结构包括：二极管、电容、电阻；利用二极管的单向导电性将输入的交流信号截掉一半，并对电容充电，充电到电容的电压高低取决于输入交流信号振幅的大小，振幅越大则充电到电容的电压越高。输入交流信号振幅＝(电容的充电直流电压+二极管压降)*2；二极管压降近似恒定0.2V，用符号等式表示即：AC＝(DC+0.2V)*2；只要单片机读取到DC的值就能计算出输入交流信号振幅AC的值；电阻是当输入交流信号振幅减小时，为电容放电；当单片机程序监测到总线信号振幅超出500mV～1300mV范围时，通过指示灯向用户指示信号振幅异常状态。
6.根据权利要求1所述的一种PROFIBUS-PA主干有源分线器电路，其特征在于，所述LED指示灯包括若干组LED指示灯，每一组LED指示灯由红绿双色发光二极管与2只电阻组成，电阻的作用是对流过发光二极管的电流进行限制。
7.根据权利要求1所述的一种PROFIBUS-PA主干有源分线器电路，其特征在于，所述内置终端电阻包括：开关、电阻、电容；当开关闭合后电阻与电容连接到进线端总线上；由于电阻的阻值与线路特征阻抗近似相等，因此从远端其它设备通过总线传输过来的信号不会发生反射；电容的作用是隔离直流电压成分，防止直流电压在电阻上形成直流电流将电阻烧毁；当一条通讯总线连接多个设备，包括此设备时，只能在总线的两端的设备接入内置终端电阻，其它设备不能接入终端电阻，一条总线接入的终端电阻数量不大于2个；开关是根据现场总线情况决定是否开启终端电阻的开关。
...【技术特征摘要】
1.一种profibus-pa主干有源分线器电路，其特征在于，包括：与进线端连接的内置终端电阻；与主干端口连接的极性自动翻转整流器、总线信号振幅检测电路和总线电压检测电路；与极性自动翻转整流器、总线信号振幅检测电路和总线电压检测电路的报警输出端连接的单片机；与所述单片机报警输出端连接的led指示灯；与极性自动翻转整流器输出端连接的一组分支端口限流保护电路，该一组分支端口限流保护电路的一个输出端分别与所述单片机的一个输入端连，向单片机输出报警信号；一组分支端口电路的输入端分别于所述一组分支端口限流保护电路的输出端连接，其输出端为出线端。
2.根据权利要求1所述的一种profibus-pa主干有源分线器电路，其特征在于，所述极性自动翻转整流器电路结构为四个二极管组成的桥式整流电路。
3.根据权利要求1所述的一种profibus-pa主干有源分线器电路，其特征在于，所述分支端口限流保护电路包括比较器、电阻和mos开关管；当电流小于100ma时电阻上的压降则小于1v，压降由电阻值乘以电流值得到；此时比较器的正输入端电压大于负输入端电压，因此比较器输出高电位使得mos开关管导通，此时输出有电；当电流大于100ma时，由于电阻压降大于1v，使得比较器正输入端电压小于负输入端电压，因此比较器输出低电位使得mos开关管断开，此时输出无电，为限流保护状态。
4.根据权利要求1所述的一种profibus-pa主干有源分线器电路，其特征在于，所述总线电压检测电路结构为2只电阻对主干端口电压进行分压，之后进入到单片机，由单片机程序读取电压，再由单片机程序将读取的电压乘以分压比10就得到了主干端口的电压；当监测到主干端口的总线电压超出...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨兵文，李文娟，罗小易，
申请(专利权)人：北京鼎实创新科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。