一种现场总线

专利摘要:
本实用新型涉及一种现场总线。该现场总线包括主机模块、多个从机模块以及总线；所述主机模块和多个所述从机模块通过所述总线串联构成环形通信回路；所述主机模块包括：第一主机通讯端口和第二主机通讯端口；每个所述从机模块包括：第一从机通讯端口和第二从机通讯端口；所述第二主机通讯端口与所述环形通信回路中的第一个从机模块中的第一从机通讯端口进行双向通信；第一个从机模块中的第二从机通讯端口与第二个从机模块中的第一从机通讯端口进行双向通信；以此递推，直至所述环形通信回路中的最后一个从机模块中的第二从机通讯端口与所述第一主机通讯端口进行双向通信。本实用新型能够提高通信效率。
公开号:CN214335491U
申请号:CN202120641359.2U
申请日:2021-03-30
公开日:2021-10-01
发明作者:叶成源；陈发添
申请人:Jiangmen Tianheng Technology Co ltd；
IPC主号:G05B9-03

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及现场总线领域，特别是涉及一种现场总线。
[n0002] 现场总线(Fieldbus)是的一种工业数据总线，它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。由于现场总线简单、可靠、经济实用等一系列突出的优点，因而受到了许多标准团体和计算机厂商的高度重视。
[n0003] 现场总线是自动化领域中底层数据通信网络。现场总线就是以数字通信替代了传统4～20mA，0～10V等模拟信号及普通开关量信号的传输，是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。
[n0004] 现有技术中
[n0005] 存在着多种种现场总线，这些现场总线大都用于过程自动化、医药领域、加工制造、交通运输、国防、航天、农业和楼宇等领域，大概不到十种的总线占有80％左右的市场。其中，RS485为主从架构，一个主机可以连接多个从机；RS485为呼叫-应答协议，由主机根据地址呼叫，对应地址的从机应答；RS485为并联结构，主机与所有从机并联到485总线上。
[n0006] 其中，常规并联式RS485总线主要缺点:
[n0007] 1.由于采用并联方式，一对多总线结构，多个节点并联在同一个网路上，从电路原理得知，并联数量越多电阻越小，所以节点越多，阻抗越小，阻抗偏离标准阻抗越大，信号干扰就越大。
[n0008] 2.在相同的传输速率下，节点越多，阻抗不匹配程度越大，节点之间的串扰就越大，只能缩短传输距离才能保持信号达标，数量越多，距离越短。
[n0009] 3.从机节点数量有限制，超过一定的数量，阻抗完成超出允许范围后，就不能通讯了，节点数量受物理层限制，一般RS485的节点数量不超过32个。
[n0010] 4.传输距离不能超过485标准极限。
[n0011] 本实用新型的目的是提供一种现场总线，能够提高通信效率。
[n0012] 为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
[n0013] 一种现场总线，包括：主机模块、多个从机模块以及总线；所述主机模块和多个所述从机模块通过所述总线串联构成环形通信回路；
[n0014] 所述主机模块包括：第一主机通讯端口和第二主机通讯端口；
[n0015] 每个所述从机模块包括：第一从机通讯端口和第二从机通讯端口；
[n0016] 所述第二主机通讯端口与所述环形通信回路中的第一个从机模块中的第一从机通讯端口进行双向通信；第一个从机模块中的第二从机通讯端口与第二个从机模块中的第一从机通讯端口进行双向通信；以此递推，直至所述环形通信回路中的最后一个从机模块中的第二从机通讯端口与所述第一主机通讯端口进行双向通信。
[n0017] 可选的，还包括：定位模块；
[n0018] 所述定位模块与所述主机模块连接；所述定位模块用于根据所述第一主机通讯端口接收信息与所述第二主机通讯端口接收信息的比较值，定位断线位置。
[n0019] 可选的，还包括：报警模块；
[n0020] 所述报警模块与所述定位模块连接；所述报警模块用于当所述定位模块定位断线位置后，进行报警。
[n0021] 可选的，所述报警模块包括：报警显示灯或者蜂鸣器。
[n0022] 可选的，还包括：通信模块；
[n0023] 所述通信模块与所述定位模块连接；所述通信模块用于将所述断线位置传送至检修人员的终端。
[n0024] 可选的，所述总线的类型为RS422。
[n0025] 根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：
[n0026] 本实用新型所提供的一种现场总线，该现场总线包括：主机模块、多个从机模块以及总线；所述主机模块和多个所述从机模块通过所述总线串联构成环形通信回路；并且所述第二主机通讯端口与所述环形通信回路中的第一个从机模块中的第一从机通讯端口进行双向通信；第一个从机模块中的第二从机通讯端口与第二个从机模块中的第一从机通讯端口进行双向通信；以此递推，直至所述环形通信回路中的最后一个从机模块中的第二从机通讯端口与所述第一主机通讯端口进行双向通信。所述从机模块相当于节点，即多个节点采用串联节点总线方式连接，节点包括2个独立的从机通讯端口，并分别连接上级与下级节点，每个节点接口只连接一个通讯端口，只有一个断线位置时，系统能继续保持完整通讯。进而提高了通信效率。
[n0027] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[n0028] 图1为本实用新型所提供的一种现场总线结构示意图；
[n0029] 图2为两个从机模块之间的通讯端口连接示意图。
[n0030] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[n0031] 本实用新型的目的是提供一种现场总线，能够提高通信效率。
[n0032] 为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
[n0033] 图1为本实用新型所提供的一种现场总线结构示意图，如图1所示，本实用新型所提供的一种现场总线，包括：主机模块1、多个从机模块2以及总线3；所述主机模块1和多个所述从机模块2通过所述总线3串联构成环形通信回路。
[n0034] 所述主机模块1包括：第一主机通讯端口11和第二主机通讯端口12。
[n0035] 每个所述从机模块2包括：第一从机通讯端口21和第二从机通讯端口22。
[n0036] 所述第二主机通讯端口12与所述环形通信回路中的第一个从机模块2中的第一从机通讯端口21进行双向通信；第一个从机模块2中的第二从机通讯端口22与第二个从机模块2中的第一从机通讯端口21进行双向通信；以此递推，直至所述环形通信回路中的最后一个从机模块2中的第二从机通讯端口22与所述第一主机通讯端口11进行双向通信。
[n0037] 每个从机模块2为一个节点，节点数量变化不会影响传输总线阻抗，不会引起信号质量变差；两个节点之间的最大距离为总线物理标准极限距离，节点越多，距离与节点数量成正比。节点之间的通讯是点对点，每个节点接口只连接一个设备。
[n0038] 两个从机模块2之间的通讯端口连接示意图，如图2所示。
[n0039] 为了能够定位断线位置，便于检修，本实用新型所提供的一种现场总线，还包括：定位模块；
[n0040] 所述定位模块与所述主机模块1连接；所述定位模块用于根据所述第一主机通讯端口11与所述第二主机通讯端口12接收信息的比较值，定位断线位置。
[n0041] 当环形通信回路中存在一个断线位置时，由于每个通讯端口均为输入输出端口，且从机模块2和主机模块1中的两个通讯端口均相互独立，即传输的信息可以通过另一个通道传输至主机模块1，进而能继续保持完整通讯。并且能根据所述第一主机通讯端口11与所述第二主机通讯端口12接收信息的比较值，定位断线位置。
[n0042] 当环形通信回路中存在多个断线位置时，能继续保持部分通讯。并且能根据所述第一主机通讯端口11与所述第二主机通讯端口12接收信息的比较值，定位断线位置。
[n0043] 双向通讯部分：
[n0044] 第一方向：第一主机通讯端口11发出->(第四个从机的第二从机通讯端口22收到信息后，加入本机的状态信息，再通过内部转发到第四个从机的第一从机通讯端口21)->(第三个从机的第二从机通讯端口22收到信息后，加入本机的状态信息，再通过内部转发到第三个从机的第一从机通讯端口21)->(第二个从机的第二从机通讯端口22收到信息后，加入本机的状态信息，再通过内部转发到第二个从机的第一从机通讯端口21)->(第一个从机的第二从机通讯端口22收到信息后，加入本机的状态信息，再通过内部转发到第一个从机的第一从机通讯端口21)->第二主机通讯端口12发出；此时主机收到回路全部从机信息。
[n0045] 第二方向：第二主机通讯端口12发出->(第一个从机的第一从机通讯端口21收到信息后，加入本机的状态信息，再通过内部转发到第一个从机的第二从机通讯端口22)->(第二个从机的第一从机通讯端口21收到信息后，加入本机的状态信息，再通过内部转发到第二个从机的第二从机通讯端口22)->(第三个从机的第一从机通讯端口21收到信息后，加入本机的状态信息，再通过内部转发到第三个从机的第二从机通讯端口22)->(第四个从机的第一从机通讯端口21收到信息后，加入本机的状态信息，再通过内部转发到第四个从机的第二从机通讯端口22)->第一主机通讯端口11，此时主机收到在第二个回路全部从机信息。
[n0046] 断线检测：
[n0047] 当线路有断线现象，假设在第二个从机与第三个从机之间发生，处理方法有2路数据进行：
[n0048] 在断线位置的第二个从机主动向第一个从机发出通讯数据，第一个从机再转发到主机，主机解析命令后，发现数据由第二个从机发起，就判断断线位置在第二个从机后面。
[n0049] 在断线位置的第三个从机主动向第四个从机发出通讯数据，第四个从机再转发到主机，主机解析命令后，发现数据由第三个从机发起，就判断断线位置在第三个从机前面。
[n0050] 主机收到2路数据后，可以计算出断线位置在第二个从机和第三个从机之间。
[n0051] 为了当出现断线位置时，能够提醒检修人员，本实用新型所提供的一种现场总线还包括：报警模块。
[n0052] 所述报警模块与所述定位模块连接；所述报警模块用于当所述定位模块定位断线位置后，进行报警。
[n0053] 所述报警模块包括：报警显示灯或者蜂鸣器。
[n0054] 为了将断线位置传送至检修人员，本实用新型所提供的一种现场总线，还包括：通信模块。
[n0055] 所述通信模块与所述定位模块连接；所述通信模块用于将所述断线位置传送至检修人员的终端。
[n0056] 所述总线3的类型为RS422。
[n0057] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[n0058] 本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

权利要求:
Claims (6)
[0001] 1.一种现场总线，其特征在于，包括：主机模块、多个从机模块以及总线；所述主机模块和多个所述从机模块通过所述总线串联构成环形通信回路；
所述主机模块包括：第一主机通讯端口和第二主机通讯端口；
每个所述从机模块包括：第一从机通讯端口和第二从机通讯端口；
所述第二主机通讯端口与所述环形通信回路中的第一个从机模块中的第一从机通讯端口进行双向通信；第一个从机模块中的第二从机通讯端口与第二个从机模块中的第一从机通讯端口进行双向通信；以此递推，直至所述环形通信回路中的最后一个从机模块中的第二从机通讯端口与所述第一主机通讯端口进行双向通信。
[0002] 2.根据权利要求1所述的一种现场总线，其特征在于，还包括：定位模块；
所述定位模块与所述主机模块连接；所述定位模块用于根据所述第一主机通讯端口接收信息与所述第二主机通讯端口接收信息的比较值，定位断线位置。
[0003] 3.根据权利要求2所述的一种现场总线，其特征在于，还包括：报警模块；
所述报警模块与所述定位模块连接；所述报警模块用于当所述定位模块定位断线位置后，进行报警。
[0004] 4.根据权利要求3所述的一种现场总线，其特征在于，所述报警模块包括：报警显示灯或者蜂鸣器。
[0005] 5.根据权利要求2所述的一种现场总线，其特征在于，还包括：通信模块；
所述通信模块与所述定位模块连接；所述通信模块用于将所述断线位置传送至检修人员的终端。
[0006] 6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种现场总线，其特征在于，所述总线的类型为RS422。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202120641359.2U|CN214335491U|2021-03-30|2021-03-30|一种现场总线|CN202120641359.2U| CN214335491U|2021-03-30|2021-03-30|一种现场总线|