[发明专利]Profibus-DP光电信号转换系统

说明书

本发明公开一种Profibus‑DP光电信号转换系统，包括光电转换器，接收光信号并将其转换成TTL电平信号或接收TTL电平信号并将其转换成光信号；数据收发逻辑控制电路包括连接到光电转换器的三态缓冲器，三态缓冲器的收发控制端依次连接有延迟电路以及第一施密特反相器；电气隔离及差分信号转换电路，其包括差分电平转换器，差分电平转换器连接到光电转换器以收发TTL电平信号；差分电平转换器连接到第一施密特反相器输出端以收发控制时序逻辑信号；差分电平转换器输出端连接有Profibus‑DP总线以收发Profibus‑DP差分信号。本发明提供的Profibus‑DP光电信号转换系统的实时性和灵活性较好。

技术领域

本发明涉及光电转换技术领域，更具体地说，本发明涉及一种Profibus-DP光电信号转换系统。

背景技术

Profibus-DP是电力、石化、机械制造等工业自动化领域常用的现场总线通信方式，主要用于设备级控制系统与分散式I/O的通信，其物理层采用了差分信号传输方式，它与Profibus-PA(Process Automation)、Profibus-FMS(Fieldbus MessageSpecification)共同组成了Profibus标准，具有高速低成本的特性。随着自动化技术的发展，通信网络越来越复杂，通信距离越来越远，并且对数字通信可靠性的要求也越来越高，Profibus-DP总线的电信号容易受到工业现场的强电磁场的干扰，通信可靠性受到影响，且电信号会随着电缆长度的增加而较快衰减，其通信距离也受到较大限制。而光信号的传输完全不受电磁场的干扰和影响，光信号的衰减较电信号衰减小得多，故采用光缆传输信号可提高传输通道抗干扰及可靠性，显著增加通信距离。现代新型工业自动化设备中也开始逐步采用光纤通信，但是，一些传统的电力及工业测控装置中的Profibus-DP总线物理层并无光缆接口，故在通信改造中可采用添加Profibus-DP光信号转换模块实现光通信。

现有技术中，Profibus-DP光电信号转换通常有以下两种方式：(1)采用单片机、ARM、DSP等微处理器件的不同外围接口分别实现光信号和电信号的接收和发送；(2)采用可编程数字逻辑器件进行数据包的收发控制，实现两种信号互相转换的逻辑通道。但是这两种方案均是在数据链路层实现光电差分信号的互相转换，其转换过程具有较大延时，只能在收到数据包后再打包传送，实时性较差，且波特率需要预先设定，不符合预设波特率的数据无法正确传输。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种实时性和灵活性较好的Profibus-DP光电信号转换系统。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明通过以下技术方案实现：

本发明所述的Profibus-DP光电信号转换系统，包括：

光电转换器，其接收光信号并将其转换成TTL电平信号或接收TTL电平信号并将其转换成光信号；

数据收发逻辑控制电路，其包括连接到所述光电转换器的三态缓冲器，所述三态缓冲器的依次连接有延迟电路以及第一施密特反相器；

电气隔离及差分信号转换电路，其包括差分电平转换器，所述差分电平转换器连接到所述光电转换器以收发TTL电平信号；所述差分电平转换器连接到所述第一施密特反相器输出端以获取收发控制时序逻辑信号；所述差分电平转换器输出端连接有Profibus-DP总线以收发Profibus-DP差分信号；

所述差分电平转换器的第一TTL电平端口连接到所述光电转换器的发射端，所述差分电平转换器的第二TTL电平端口连接到所述光电转换器的接收端；所述差分电平转换器的收发控制端依次通过两个同向串联的所述第一施密特反相器的中间端、所述延迟电路连接到所述三态缓冲器。

优选的是，还包括故障报警的第一指示灯电路，所述第一指示灯电路连接到所述光电转换器的故障信号输出端。