一种RS485通信光信号转换为电信号的装置的制作方法

本发明涉及核动力安全级数字化仪控平台中的通信领域，具体地，涉及一种rs485通信光信号转换为电信号的装置。

背景技术

核动力安全级数字化仪控平台属于安全级系统，外部系统与其通信需要进行隔离。rs485通信在工业现场广泛使用，在安全级数字化仪控平台中也常选用rs485电接口进行数据传输，而外部通信链路通常选择光纤通信方式，以提高外部通信的抗干扰能力和可靠性，因此外部系统与安全级数字化仪控平台通信时，需要采用一种技术将光信号转换为电信号，实现外部数据与安全级数字化仪控平台隔离转发。

综上所述，本申请发明人在实现本申请发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

在现有技术中存在无法将光信号转换为电信号，实现外部数据与安全级数字化仪控平台隔离转发的技术问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种rs485通信光信号转换为电信号的装置，解决了现有技术无法实现外部数据与核动力安全级数字化仪控平台隔离转发技术问题，实现了将光信号转换为电信号，外部数据与安全级数字化仪控平台隔离转发的技术效果。

在现有技术中并没有可直接用于rs485通信光信号转电信号的方法及装置，因此本申请设计一种基于可编程逻辑器件的rs485通信光信号转换为电信号的装置，更好的实现光/电通信数据的隔离转发，以及单向隔离功能，完成外部系统与安全级数字化仪控平台传输。

本申请提供了一种rs485通信光信号转换为电信号的装置，本装置由光接收模块、可编程逻辑器件和rs485收发器来实现，如附图1所示。

光接收模块接收外部系统通过光纤送来的光信号，送往可编程逻辑器件，可编程逻辑器件对接收到的光信号进行曼切斯特解码，转换为电信号，并将解码后的电信号发送到rs485收发器，rs485收发器再将该电信号发送到仪控平台内部相应模块。

本申请中装置实现的功能：

1数据隔离转发：

可编程逻辑器件通过控制相应的光接收模块、rs485收发器等模块，进行光信号到电信号的转换，实现通信链路的接通，达到外部系统数据到安全级数字化仪控平台隔离转发的功能。

2数据解码：

可编程逻辑器件对接收到的光信号进行曼切斯特解码，使rs485模块能接受到外部光纤发送来的相关数据。

3故障显示：

可编程逻辑器件通过判断rs485接受和发送端是否有信号接收和发送作为通信链路是否正常的判断依据。当通信链路出现故障时，点亮故障灯。

具体的实现方式：

光纤接收电路：光接收模块采用afbr-2419tz芯片。afbr-2419tz是一款低功耗光纤接收器件，该接收器包含一个内置可以把输入光信号直接转换为数字信号的模块，外部电路结构较为简单，由于采用集成式设计，接收器具有极高emc抗扰度，取得整个工作温度内广大的接收器动态范围和高灵敏度。光接收电路如附图2所示。

可编程逻辑器件：可编程逻辑器件采用cpld芯片。在cpld芯片内完成脉冲信号的接收，并按照曼彻斯特解码原理解码：当出现连续两个高电时，就会输出一个上升沿即低电平向高电平跳跃，以及rs485收发器的驱动等工作。

rs485收发电路：rs485收发器采用adm2682ebriz芯片，它是一款rs485隔离收发器，它的内部集成了一个5kvrms隔离dc/dc电源，省去了外部dc/dc隔离模块；其输入/输出引脚提供±15kvesd保护；具有限流和热关断特性，可防止发生输出短路以及总线竞争导致功耗过大的情况。

电源设计：cpld的供电电源为+3.3v，而外部电源电压为+5v，因此，需要将+5v转换为+3.3v，mic49300br是一个低压差、双输入、输出电流最大为3a的稳压器，工作电压为1.4v～6.5v，偏置电压为3v～6.5v，温度范围为-40～+125℃。通过调节ra24和ra25的阻值可得到0.9v～5v的输出电压。转换电路利用mic49300br稳压器，通过调节外围ra24和ra25的阻值可得到0.9v～5v的输出电压，因此根据转换需求设置a24和ra25的阻值将外部电源电压+5v转换成cpld所需的电压+3.3v。

功耗：本装置在全工作周期内功耗不大于5w，因此具有节能的效果。

本发明是设计一种基于可编程逻辑器件的rs485通信光信号转换为电信号的办法，更好的实现光/电通信数据的隔离转发，完成外部系统安全级数字化与安全级数字化仪控平台的信息交互。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明基于可编程逻辑器件，将外部光信号转换为rs485电信号，可实现外部系统与安全级数字化仪控平台的隔离通信，提升了安全级数字化仪控平台的通信的抗干扰性能与可靠性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；

图1是本申请中rs485电信号转光信号原理框图；

图2是本申请中光接收电路图；

图3是本申请中隔离网关硬件结构图；

图4是本申请中隔离网关软件功能框图。

具体实施方式

本发明提供了一种rs485通信光信号转换为电信号的装置，解决了现有技术无法实现外部数据与核动力安全级数字化仪控平台隔离转发技术问题，实现了将光信号转换为电信号，外部数据与安全级数字化仪控平台隔离转发的技术效果。

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本申请提供了一种rs485通信光信号转换为电信号的装置，其特征在于，所述装置包括：

光接收模块、可编程逻辑器件、rs485收发器，其中，光接收模块、可编程逻辑器件、rs485收发器依次连接，光接收模块接收rs485光信号，并将光信号传输至可编程逻辑器件，可编程逻辑器件对光信号进行解码并转换为电信号，并将电信号发送到rs485收发器，rs485收发器将电信号发送到仪控平台内部相应模块。

基于本发明，研发完成安全级数字化仪控平台隔离网关。隔离网关具有将rs485电信号转换为光信号，以及将rs485光信号转换为电信号的功能。隔离网关硬件结构如附图3所示。

隔离网关有四种通信模式和一种故障灯控制模式，四种通信模式为：光入电出、电入光出、电入电出、光入光出。隔离网关中的cpld通过采集拨码开关的状态，进入相应的通信模式，以此实现数据隔离转发；同时还具备对信号进行编码解码等功能，软件功能框图如附图4所示。

使用隔离网关，将安全级数字化仪控平台的rs485通信卡的电信号，转换为光信号，通过光纤向外部系统发送；同时在外部系统一侧，使用隔离网关将光纤送过来的光信号转换为电信号。通过这样的方式，实现安全级数字化仪控平台的与外部系统可靠的信息交互。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

本发明基于可编程逻辑器件，将外部光信号转换为rs485电信号，可实现外部系统与安全级数字化仪控平台的隔离通信，提升了安全级数字化仪控平台的通信的抗干扰性能与可靠性。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。