[发明专利]光电终端板

说明书

技术领域

本发明涉及一种分散控制技术，特别涉及一种分散控制系统机柜间RS-485总线的通讯器。

背景技术

分散控制系统（DCS）广泛地应用于电力、冶金、石油化工等各个行业。在这些行业的应用中，随着控制对象日趋规模化和现场情况复杂化，DCS系统RS-485总线通讯易受到影响，信号衰减及信号干扰使得DCS系统RS-485总线信号在系统带卡件比较多时会出现通讯故障。光电终端板可以把RS-485总线信号放大，同时提高带负载能力，使得DCS系统在满负荷的情况下能正常通讯，光电终端板改善了DCS通讯系统。而一般的中继器只是把RS-485总线信号加强了，没有考虑到总线带负载能力的问题，而且体积也比较大，价格比较高。

发明内容

本发明是针对现在光电终端板带载能力差的问题，提出了一种光电终端板，在改善DCS系统的通讯能力的同时，提高系统带负载能力，从而扩大系统容量。

本发明的技术方案为：一种光电终端板，包括485芯片、可编程逻辑器件和单稳态触发器，RS-485总线信号经过第一个485芯片将信号放大，同时信号经过单稳态触发器和可编程逻辑器件进行逻辑控制，输出逻辑信号打开第二个485芯片通道，数据通过第二个485芯片放大输出到系统。

所述单稳态触发器为可重复触发单稳态触发器。

所述总线数据帧的起始信号经过可编程逻辑器件取反后输出到单稳态触发器，单稳态触发器输出触发信号到可编程逻辑器件。

本发明的有益效果在于：本发明光电终端板，当DCS系统在现场应用时，在不同机柜间，增加本发明光电终端板，能使DCS系统在远距离满负荷情况下通讯正常，减少了功耗，提高系统带负载能力，从而扩大系统容量。

附图说明

图1为现有技术原理框图；

图2为本发明光电终端板原理框图；

图3为本发明光电终端板逻辑控制框图；

图4为本发明光电终端板应用流程图。

具体实施方式

如图1所示现有技术原理框图，传统的光电终端板是将485芯片的收、发控制端A和B通过一个反相器C连接在一起，而信号的高电平是通过上拉电阻实现的。上拉电阻的阻值比较大，要实现上拉的功效，势必功耗大。

如图2所示本发明光电终端板原理框图，RS-485总线信号（以下统称总线信号）的收、发控制端是由可重复单稳态触发器E和可编程逻辑器件D（CPLD）共同控制的。当总线信号从485芯片A进入光电终端板时，信号经485芯片A放大后经引脚1输出给CPLD，经过CPLD的逻辑处理后输出给485芯片B，485芯片B将信号放大后经6，7引脚输出到系统；当总线信号从485芯片B进入光电终端板时，信号经485芯片B放大后经引脚1输出给CPLD，经过CPLD的逻辑处理后输出给485芯片A，485芯片A将信号放大后经6，7引脚输出到系统，这样就实现了485总线信号的放大。

485芯片的控制端是通过CPLD完成的，由图3可知，图中虚线内为CPLD内部逻辑。没有数据通讯时CPLD的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4为高电平，引脚5、引脚6、引脚7和引脚8为低电平。当总线上有数据帧进入485芯片A时，数据帧的起始信号经引脚1进入逻辑器件1，逻辑器件1的输出信号经CPLD的引脚6进入单稳态触发器E，单稳态触发器E接收来自CPLD的触发信号，输出信号经CPLD的引脚5输入逻辑器件2，逻辑器件4接收来自逻辑器件2和逻辑器件5的信号，经反向器在引脚7输出控制信号，开启485芯片B的使能控制端。单稳态触发器E采用可重复触发单稳态触发器，触发时间可以根据数据通讯的波特率和系统通讯协议通过硬件电路设置，当起始信号结束后，485芯片B使能控制端仍是打开的，数据可以通过，当一帧数据通讯结束，使能控制端关闭。当总线上有数据帧进入485芯片B时，数据帧的起始信号进入逻辑器件1，逻辑器件1的输出端将信号经CPLD的引脚6输出到单稳态触发器，单稳态触发器E接收来自CPLD的触发信号，输出信号经CPLD的引脚5输入逻辑器件3，逻辑器件5接收来自逻辑器件3和逻辑器件4的信号，输出信号经反向器在CPLD的引脚8输出控制信号，开启485芯片A的使能控制端。这样就完成了485芯片的逻辑控制。

图4为光电终端板在DCS系统中的应用，由图可以看出，光电终端板是RS-485总线信号的延伸和加强。DCS系统总线信号是由DPU经过IO卡件到电源端子板，光电终端板将总线信号延伸，通过电缆传输。