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总线智能隔绝器、中继器的设计实现 总线智能隔绝器、中继器的设计实现 总线智能隔绝器、中继器的设计实现 XY ·CN 总线供电及通信系统（连载） 总线智能隔绝器、中继器的设计 青岛 鼎信 0. 概括 令来随意启动、停止隔绝通道，方便系统调试。 XY· CN 总线系 统可稳固 工作在 256 个 节点及 2km 1.4 安装使用 的距离范围内，关于这样的系统，当发生总线短路时很 当总线系统节点数超出 50时，需要安装总线隔绝 难确立短路地点，且一点故障整条总线均不可以正常工 器，保证系统调试的方便及系统靠谱运转，安装隔绝 作。使用总线隔绝器后，将短路部分总线与主总线隔绝， 器有以下目的： 易于找到故障点，保证其余部分总线正常工作。 1.4.1 隔绝破坏总线部分保证其余部分工作正常 假如 XY·CN系统应用于千米范围零落设施安装， 依据设施的破坏率和不一样组设施的关系程度，来 如 在 一 些 野外 的 监测 系统 中，有 些 通信 距离 超 过 2km， 决定安装数目，假如有二种不一样设施种类需要不互相 而其控制点总数其实不多，使用通道控制器进行二级中 影响，可使用隔绝器分两路总线控制。 继没有必需且控制过程设计复杂。总线隔绝中继器可 1.4.2 安装调试时方便总线故障的发现 以轻松解决以上问题，总线隔绝中继器亦可做总线本 按此原则，每 30～50 台节点设施需要加一台隔绝 安型防爆隔绝模块。 器。数目多少要看这类设施的安装复杂程度。 1. 智能隔绝器 1.4.3 上位机管理 使用智能隔绝器后，当总线故障时控制器会收到 标准设施中有一般隔绝器和智能隔绝器，一般隔 隔绝器的上报信息，经过设定隔绝器属性，系统会自 离器只好隔绝故障总线，控制器依据故障设施确立总 动报告隔绝器的汉字信息定义，使管理者快速确立故 线地点，且不可以由控制器控制切断及闭合隔绝器（闭 障地点。 合经过总线断电），操作不便（欲认识其原理请登录网 2. 隔绝中继器 站）。下边详尽介绍智能总线隔绝器。 1.1 电路原理 1.5 原理框图 图 1 智能总线隔绝器原理图 当输出发生短路时，流过 F1的电流大于其额定电流，F1 断开，电流信号经光耦送单片机，单片机控制磁保持继电器断开总线回路，同时在总线中止上报指令时，报告总线故障信息，系统从头复位或接收到总线复位命令后单片机控制闭合磁保持继电器。 为节俭成本，还能够在一个隔绝器上安装多路输出，使用一个单片机达成多通道隔绝的故障检测及控制，用设施通道号划分不一样回路。 1.2 通用智能隔绝器性能指标工作电压： ～36V 静 态 功 耗 ： 500uA 动 作 电 流 ： 50 、 100 、 200mA 经过电阻： 5 、2、1Ω 1.3 主要功能 短路隔绝 当总线上隔绝器所在的分支发生短路时，隔绝器断开该分支与总线的连结，同时向控制器上报故障信息（隔绝器的通信号码和故障通道号码），不会影响其余分支上节点的正常工作。 启动、停止隔绝器 在系统调试时，主控制器能够经过启动、停止命  隔绝中继 MCU负责监控上行总线信号，当通信与自己相关时，经过逻辑电路向上行总线发送信号，当与自己没关时控制电路将下行总线状态为收码状态将下行总线回码信号上传。 为简化电路，隔绝电源的设计使用 MCU的 PWM输出 控 制 单 管 反 激 开关 电 源， 其 输 出 文波 小 余 200mV，完整知足 XY100 接口电路要求。 外加电源或总线电源 DC 24V PWM 控制隔绝电源 总线 电源控制反应 取电 TXD MC 隔 XY 上行 R/T 下行 XY U 离 RXD 100 XY·CN BUS XY·CN BUS 001 总线故障检测 电路 图 1 隔绝器原理框图 电源亦可采纳上行总线馈电或现场供电。 1.6 电路原理 电源电路 图 2PWM控制的开关稳压电源 MCU的 PWM输出经分立元件构成驱动电路驱动 MOS 输出管，由 VT10 构成开机自锁输出功能，防备开机CPU管脚处于高阻态时 MOS管处于导通状态。 软 件使 用 300uS 中 断 方式控 制 PWM， 依据 SPOWER 信 号 的 AD 值 控 制 PWM输 出， PWM频次 为 周期 5uS ，占空比 1:2 。 上行总线接口 图 3 上行总线接口电路 采纳瞬态克制管对总线进口进行保护，因为中继 器电流较大，使用肖特基二极管 IN5819 进行换向工作，提升电能利用率。 下行总线接口 采纳标准主机总线接口电路（详见网站），驱动管使用 TIP32C 中功率三极管，驱动管电路改正如图 4。 图 5 控制部分电路 控制部分电路 使用低功耗+5V 的 PIC16F690 芯片达成控制，该芯片的自带 EEPRAM达成 ID 号、通信号的储存