[发明专利]具有短路保护诊断的过程现场总线设备协议输入输出装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机应用技术领域，特别是涉及一种具有短路保护与自诊断功能的Profibus-DP现场总线输入和输出I/O装置。 

背景技术

目前，为了进行设备之间的通信，传统的输入/输出I/O装置需要通过导线将设备外部端点与控制器端点一对一连接，这种硬接线的连接方式需要耗费大量的精力进行现场组装与调试，且随着系统的复杂程度会增加大量的硬接线成本。 

此外，上述传统的输入/输出I/O装置不具备任何保护与诊断功能，例如，在接口电源发生短路的情况下不具有及时断开电源的功能，且无法提供任何保护和诊断的信息，于是一旦I/O装置出现故障，维护人员需要逐一对I/O装置中各个部件进行故障检测，大大影响维护人员对故障排查的效率，增加了故障排查的难度。 

Profibus-DP现场总线作为一种低成本的通信总线，它将工业设备连接到网络，从而消除了昂贵的硬接线成本。Profibus-DP现场总线具有的直接互连性改善了设备间的通信，同时Profibus-DP现场总线又提供了相当重要的设备级诊断功能，这些功能是现有的硬接线输入/输出I/O装置的I/O接口难以实现的。 

此外，Profibus-DP是一种简单的网络解决方案，它在提供多供货商同类部件间的互换性的同时，减少了硬接线和安装工业自动化设备的成本和时间。Profibus-DP是一种开放的网络标准，其规范和协议都是开放的。供货商将设备连接到系统时无需硬件、软件或授权付费。任何对Profibus-DP感兴趣的人或组织都可以从Profibus-DP供货商协会(ODVA)获得Profibus-DP规范，并可以加入ODVA，参加对Profibus-DP规范进行增补的技术工作组。 

但是，目前还没有出现一种具备本发明装置特征的具有短路保护与自诊断功能Profibus-DP现场总线的输入和输出I/O装置，其具有短路保护与自 诊断功能，可以在接口电源发生短路的情况下及时断开电源，避免因短路电流而烧毁，并提供自诊断信息，方便维护人员进行装置的故障监控和排查。 

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种具有短路保护与自诊断功能的Profibus-DP现场总线输入和输出I/O装置，其具有短路保护与自诊断功能，可以在接口电源发生短路的情况下及时断开电源，避免因短路电流而烧毁，并提供自诊断信息，方便维护人员进行装置的故障监控和排查，当短路故障排除后装置自动恢复正常工作，本发明具有重大的实际意义。 

为此，本发明提供了一种具有短路保护与自诊断功能的Profibus-DP现场总线输入和输出I/O装置，包括： 

Profibus-DP现场总线通讯模块OEM2-SE接口单元，用于与Profibus-DP现场总线之间进行数据通信，设置本节点的总线节点号MACID，与输入输出短路保护与自诊断单元之间进行现场数据的通信，以及采集来自输入输出短路保护与自诊断单元的输入接口状态和输出接口状态诊断数据； 

输入输出短路保护与自诊断单元，用于与外围设备之间进行数据通信，在输入接口电路和/或输出接口电路发生短路时，断开电源给予短路保护，当短路故障排除后装置自动恢复正常工作，并将短路状态提示给用户。 

优选地，所述Profibus-DP接口单元包括有： 

微处理器，用于向输入输出短路保护与自诊断单元采集和下发现场数据，采集来自输入输出短路保护与自诊断单元的输入接口状态和输出接口状态诊断数据，接收拨码开关电路所设置的本节点的总线节点号，初始化并与Profibus-DP现场总线通讯模块OEM2-SE之间进行数据通信； 

拨码开关电路，与微处理器双向连接，用于设置本节点的总线节点号； 

模块/网络状态指示电路与OEM2-SE连接，用于显示模块电源状态以及网络状态； 

Profibus-DP现场总线通讯模块OEM2-SE，与微处理器双向连接，用于接收来自Profibus-DP现场总线的报文并进行解析，将解析输出的数据发送给微处理器，以及从微处理器处获取包括现场数据和输入接口状态和输 出接口状态诊断数据在内的报文，将该报文按照Profibus-DP协议规范进行打包后发送给Profibus-DP现场总线。 

优选地，输入输出短路保护与自诊断单元包括有：