应用于工业的通信控制系统的制作方法

本发明属于工业自动化技术领域，特别是涉及一种应用于工业中的应用于工业的通信控制系统。

背景技术：

目前，工业领域中传输信息大多基于HART协议采用4～20毫安环为主，由于当前的HART通信的波特率为1200HZ，仪表传输的数据量有限，针对需要大数据传输的场合，如物位信息图形化显示，阀门定位器的实时泄漏信息等需要达到100KZH以上的传输速率，使用HART通信与4～20毫安电流环路，对于电流消耗大于20毫安的仪表或应用节点无法负载，同时，为了考虑现场安全需求使用的仪表都基于本质安全协议，要求现场的电源必须设置对应的安全栅才能使用对应的仪表。

然而，现有的现场总线控制系统一方面不具备安全栅输出功能，另一方面在输出较大电流至从站设备时，无法根据需求调节通信波特率。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种应用于工业的通信控制系统，用于解决现有技术中现有的控制系统没有智能调节通信波特率的功能，导致无法满足长距离传输的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种应用于工业的通信控制系统，包括：主站控制器与多个电流调制电路，所述主站控制器与每个从站之间均对应设置有一个电流调制电路；所述主站控制器，其用于并行读取各个从站的误码率，根据所述误码率调节所述通信速率；所述电流调制电路，其用于基于曼彻斯特码调制电流编码或解调电流编码，确保所述从站与主站控制器之间的通信。

优选地，所述主站控制器还用于采集各个从站的参数信息，将其上传至监控单元；根据不同的通信频率设定相应的误码率限制阈值，当所述主站控制器检测到对应从站的误码率大于限制阈值时，则降低通信频率直至其误码率满足要求为止。

优选地，所述主站控制器输出的最大电流值为150mA，所述主控制器控制最大通信速率为200KHZ。

优选地，所述从站用于接收主站控制器发送的查询信息，根据查询信息将其对应的参数信息通过电流调制电路上报至主站控制器。

优选地，所述电流调制电路包括曼彻斯特码编码器与曼彻斯特码译码器。

优选地，每个所述电流调制电路的输出端均对应设置有安全栅电路，每个所述安全栅电路的输出端均对应连接一个从站。

优选地，所述安全栅电路包括电阻与二极管，所述电阻用于限流，所述二极管用于稳压。

优选地，所述二极管为齐纳二极管，所述电阻为限流电阻，所述限流电阻串联于输出端，所述齐纳二极管并联于输出端。

优选地，所述齐纳二极管至少为两个，所述限流电阻至少一个。

优选地，还包括显示模块，用于根据各个从站的参数信息显示每个从站对应的状态信息。

如上所述，本发明的应用于工业的通信控制系统，具有以下有益效果：

通信系统采用曼彻斯特码进行通信，数据与时钟信号统一编码，曼码中具有丰富的时钟信号，直流分量基本为零，通过解码能够恢复同步时钟，具有较佳的抗干扰能力；通过并行同步读取每个从站的误码率，根据误码率自动调节通信速率，保证通信准确性与可靠性；同时，输出的电流信号最大为150ma，扩大了从站的应用范围，系统每条通信链路上均设有安全栅，保证输出的电流信号满足本质安全要求，节约了输出成本。

附图说明

图1显示为本发明提供的一种应用于工业的通信控制系统结构框图；

图2显示为本发明提供的一种应用于工业的通信控制系统完整结构框图；

图3显示为本发明提供的一种安全栅电路第一实施例结构图；

图4显示为本发明提供的一种安全栅电路第二实施例结构图。

元件标号说明：

1 主站控制器

2 电流调制电路

3 从站

4 安全栅电路

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1，为本发明提供的一种应用于工业的通信控制系统，包括：主站控制器与多个电流调制电路，所述主站控制器与每个从站之间均对应设置有一个电流调制电路；所述主站控制器，其用于并行读取各个从站的误码率，根据所述误码率调节所述通信速率；所述电流调制电路，其用于基于曼彻斯特码调制电流编码或解调电流编码，确保所述从站与主站控制器之间的通信。

其中，所述主站控制器还用于采集各个从站的参数信息，将其上传至监控单元；根据不同的通信频率设定相应的误码率限制阈值，当所述主站控制器检测到对应从站的误码率大于限制阈值时，则降低通信频率直至其误码率满足要求为止，如果主站控制器检测到对应的从站误码率小于或等于限制阈值时，则不会调整其通信速率。

所述从站用于接收主站控制器发送的查询信息，根据查询信息将其对应的参数信息通过电流调制电路上报至主站控制器。

所述主站控制器根据选择具有并行处理能力的芯片，在此优选8个从站，根据主站控制器选择的芯片类型而言，不局限于8个。

在本实例中，所述主站控制器根据各个从站的误码率可自动调节通信速率，实现在远距离(最大距离为1000米)或则强干扰的状况下也能与各个从站进行通信，其中，各个从站可为传感器、流量计等仪表；另外，主站控制器与从站控制器采用曼彻斯特码通信，其数据与时钟信号统一编码，曼码中具有丰富的时钟信号，直流分量基本为零，通过解码能够恢复同步时钟，具有较佳的抗干扰能力，杜绝了远距离电流传输波形时，引起通信误码率上升的问题，提高了通信的可靠性。

另外，所述主站控制器输出的最大电流值为150mA，所述主控制器控制最大通信速率为200KHZ，在本实施例中，相比原来的最大电流值，150mA的电流值大大扩展了从站仪表的使用范围，如，继电器、流量计等大电流设备可直接连接于该系统，200KHZ最大的传输速率可根据满足用户的需求。

具体地，所述电流调制电路包括曼彻斯特码编码器与曼彻斯特码译码器，所述电流调制电路为满足曼彻斯特码编码与曼彻斯特码译码的通信模块，在此不一一赘述。

请参阅图2，为本发明提供的一种应用于工业的通信控制系统完整结构图，包括：每个所述电流调制电路的输出端均对应设置有安全栅电路，每个所述安全栅电路的输出端均对应连接一个从站。

具体地，所述安全栅电路包括电阻与二极管，所述电阻用于限流，所述二极管用于稳压。

具体地，所述二极管为齐纳二极管，所述电阻为限流电阻，所述限流电阻串联于输出端，所述齐纳二极管并联于输出端。

具体地，所述齐纳二极管至少为两个，所述限流电阻至少一个。如图3所示，限流电阻R1接收稳压的左侧，齐纳二极管D1、D2的节点效应产生不会经过限流电阻R1。因此，如图4所示，需要将限流电阻R2设置在稳压二极管(齐纳二极管D1、D2)的右侧，短路时瞬态电流就会减小，对防爆更有利。还可以根据相应电流变化设置对应的熔断器，以保护齐纳二极管，其中，稳压二极管的电压为最大电压的1.1倍，稳压二极管的电流与功耗正常工作时，保证其小于额定功耗的三分之二，根据最大电流值确定最小限流值R2。

在本实施例中，通过将安全栅集成于系统内部，使得输出的电路信号自动满足本质安全协议，使整个系统具有防爆功能，同时，也便于安装分布，节约了成本；另外，集成的安全栅电路输出电流值可达到150ma。

在上述实施例中，所述系统还包括显示模块，用于根据各个从站的参数信息显示每个从站对应的状态信息，其中，每个通信路径对应均对应显示一个从站的参数信息，便于用户监控查看。

综上所述，本发明中通信系统采用曼彻斯特码进行通信，数据与时钟信号统一编码，曼码中具有丰富的时钟信号，直流分量基本为零，通过解码能够恢复同步时钟，具有较佳的抗干扰能力；通过并行同步读取每个从站的误码率，根据误码率自动调节通信速率，保证通信准确性与可靠性；同时，输出的电流信号最大为150ma，扩大了从站的应用范围，系统每条通信链路上均设有安全栅，保证输出的电流信号满足本质安全要求，节约了输出成本。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。