專利名稱：智能模件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種10模件，具體地說是一種KM智能模件。
背景技術(shù)：
10模件是用于各種工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中連接現(xiàn)場對象的輸入輸出部件。由于模件 要將采集到的現(xiàn)場各種開關(guān)量、模擬量信號通過數(shù)據(jù)傳輸通道送給控制系統(tǒng)的主控單元 進行處理，同時又要把主控單元的各種開關(guān)量、模擬量控制命令通過數(shù)據(jù)傳輸通道送給 IO模件去控制現(xiàn)場的對象。所以數(shù)據(jù)傳輸通道的可靠性非常重要。傳統(tǒng)的IO模件為一 條通訊總線工作，當(dāng)通訊總線由于發(fā)生意外而出現(xiàn)故障時，整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸通道就 不能暢通。而且在惡劣的工業(yè)環(huán)境中不能長期可靠運行，會出現(xiàn)電路的時漂和溫漂問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有10模件存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種KM智能模件，該KM 智能模纟牛采用雙總線并行工作方式，實現(xiàn)冗余的數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)其中一條通訊總線由于發(fā) 生意外而出現(xiàn)故陣時，整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸通道仍能正常暢通；而且內(nèi)部采用定時自校 正手段，避免了電路的時漂和溫潔問題。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的
一種KM智能模件，其特征在于它包括第一數(shù)據(jù)通訊接口、第二數(shù)據(jù)通訊接口、 信號采集檢禰接口和模件主CPU處理器，第一數(shù)據(jù)通訊接口和第二數(shù)據(jù)通訊接口構(gòu)成冗 余的數(shù)據(jù)傳輸通道并與模件主CPU處理器連接；信號采集檢測接口與模件主CPU處理器 連接。
本發(fā)明中，信號采集檢測接口通過時漂溫漂自校正接口與模件主CPU處理器連接。 在模件主CPU處理器上設(shè)有用于信息識別、內(nèi)部診斷、更新軟件的通訊接口。
本發(fā)明對傳統(tǒng)IO模件進行改進，與傳統(tǒng)的IO模件相比，具有如下優(yōu)點
u)采用雙總線并行工作方式，實現(xiàn)冗余的數(shù)據(jù)傳輸。
(2) 內(nèi)部采用定時自校正手段，避免了電路的時漂和溫漂問題，確保了在惡劣的 工業(yè)環(huán)境中能長期可靠運行。
(3) 內(nèi)部無任何機械電位器式的調(diào)整手段，提供開放的精度校正接口，
(4) 完善的自診斷功能，可通過通訊口監(jiān)視到卡件內(nèi)部的各種工作狀態(tài)
(5) 獨特的電子標(biāo)簽功能，使生產(chǎn)制造、工程應(yīng)用能有效的對軟硬件版本進行管理。
(6) 軟件可在線升級。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的通訊接口超長發(fā)送限制電路示意圖； 圖3是本發(fā)明的溫漂和時漂自校正電路示意圖。
具體實施例方式
一種本發(fā)明所述的KM智能模件，見圖l，包括第一數(shù)據(jù)通訊接口l、第二數(shù)據(jù)通訊
接口 2、信號采集檢測接口 2和模件主CPU處理器5。第一數(shù)據(jù)通訊接口 1和第二數(shù)據(jù) 通訊接口 2構(gòu)成冗余的數(shù)據(jù)傳輸通道并與模件主CPU處理器5連接；信號采集檢測接口 3通過時漂溫漂自校正接口 4與模件主CPU處理器5連接。在模件主CPU處理器5上設(shè) 有用于信息識別、內(nèi)部診斷、更新軟件的通訊接口 6。具體說明如下-
1、 采用雙總線并行工作方式，實現(xiàn)冗余的數(shù)據(jù)傳輸。
由于模件要將采集到的現(xiàn)場各種開關(guān)量、模擬量信號通過數(shù)據(jù)傳輸通道送給控制系 統(tǒng)的主控單元進行處理，同時又要把主控單元的各種開關(guān)量、模擬量控制命令通過數(shù)據(jù) 傳輸通道送給10模件去控制現(xiàn)場的對象。所以數(shù)據(jù)傳輸通道的可靠性非常重要，KM智 能模件采用了雙通訊總線的設(shè)計，兩條通訊總線并行工作。當(dāng)其中一條通訊總線由于發(fā) 生意外而出現(xiàn)故障時，整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸通道仍能正常暢通，同時對出現(xiàn)的其中一條 總線故障進行報警提示。同時數(shù)據(jù)通訊接口具有超長發(fā)送限制電路，可防止不正常的數(shù) 據(jù)包將總線嵌位。
2、 內(nèi)部采用定時自校正手段，避免了電路的時漂和溫漂問題。 由于很多行業(yè)自動化控制系統(tǒng)的控制對象是連續(xù)運轉(zhuǎn)的，因此整個控制系統(tǒng)長期運
行工況下的質(zhì)量表現(xiàn)就成了一個比較關(guān)鍵的指標(biāo)，所以某些模件都存在一種通病，在系 統(tǒng)運行一段時間后不同程度的會出現(xiàn)電路的時漂和溫漂問題，導(dǎo)致整個控制系統(tǒng)的測量 精度和控制精度性能下降。KM智能模件內(nèi)部設(shè)計了高穩(wěn)定度的參考基準(zhǔn)，利用定時對參
考基準(zhǔn)的采集結(jié)果對相關(guān)電路參數(shù)進行自動校正，從而解決了溫漂和時漂的問題。確保 了在惡劣的工業(yè)環(huán)境中能長期可靠運行。
3、 內(nèi)部無任何機械電位器式的調(diào)整手段，同時提供開放的精度校正接口。 在KM智能模件產(chǎn)品中，設(shè)計了一個人性化的易于操作的工具軟件，可方便的對模
件的工作參數(shù)進行設(shè)置。并可針對制造、應(yīng)用、維護提供不同的權(quán)限。通過此工具軟件 還可為卡件在制造過程中進行精度校正提供方便的手段，徹底淘汰了常規(guī)的電位器式的 調(diào)節(jié)方式。
4、 完善的自診斷功能，可通過通訊口監(jiān)視到卡件內(nèi)部的各種工作狀態(tài)。
智能模件產(chǎn)品中具有完善的自診斷功能，現(xiàn)場的工程師可在線讀出運行中的模件 的關(guān)鍵工作狀態(tài)，比如關(guān)鍵點的電壓，關(guān)鍵點的中間數(shù)據(jù)，卡件是否曾經(jīng)發(fā)生過復(fù)位等， 為產(chǎn)品運行中的性能評估提供參考數(shù)據(jù)。
5、 獨特的電子標(biāo)簽功能，使生產(chǎn)制造、工程應(yīng)用能有效的對軟硬件版本進行管理。 KM智能模件中設(shè)計了獨特的電子標(biāo)簽功能，卡件內(nèi)部的存儲器中具有產(chǎn)品的制造編
號、軟硬件版本標(biāo)識。模件在系統(tǒng)中運行時可在線讀出以上信息，為產(chǎn)品的升級維護、 質(zhì)量分析提供依據(jù)。
6、 軟件可在線升級。
當(dāng)產(chǎn)品需要進行軟件升級時，傳統(tǒng)10模件需要將硬件進行拆裝的過程，使用專用 編程工具由專業(yè)人員來實施此項工作，KM智能模件采用芯片自編程技術(shù)，可以通過模件 上的通訊接口直接將新版本的軟件更新到模件中，整個過程可在現(xiàn)場進行，不需要斷電， 更不需要拆裝，完全可由用戶自己來完成。
圖2是本發(fā)明的通訊接口超長發(fā)送限制電路示意圖。
采用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)包發(fā)送的時間控制，防止通訊過程中出現(xiàn)異常的數(shù) 據(jù)包將總線嵌位。采用雙通道的74HC123芯片，第9腳接地，第10腳接5V電源，主處 理器控制的數(shù)據(jù)發(fā)送控制信號通過一個非門反相后連接到74HC123芯片的CLR端，也就 是第11腳。當(dāng)主處理器啟動開始發(fā)送數(shù)據(jù)的控制信號后，觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器自動產(chǎn)生 一個脈沖去控制通訊接口電路，這個脈沖的時間寬度通過外接的RC參數(shù)計算得出，這 樣可保證即使源頭的發(fā)送信號由于失控一直存在，也不會使通訊接口電路一直處于發(fā)送 狀態(tài)，導(dǎo)致總線嵌位。
圖3是本發(fā)明的溫漂和時漂自校正電路示意在用RTD傳感器進行溫度檢測時，模件中有兩個高精度的標(biāo)準(zhǔn)電阻100Q和200Q , 內(nèi)部控制電路將測量電阻的橋路切換到標(biāo)準(zhǔn)電阻100Q時，檢測到零位基準(zhǔn)的AD轉(zhuǎn)換器 輸出值并保存在模件的存儲器中，作為100Q的檢測標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，再將橋路切換到標(biāo)準(zhǔn)電 阻200Q時，檢測到相應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換器輸出值也保存在模件的存儲器中，通過這兩個數(shù)值 就可以計算出整個輸入信號檢測回路的放大倍數(shù)，由于電子元器件的特性加上各種因素 的影響，這個輸入信號檢測電路不可避免的會出現(xiàn)時漂和溫漂問題，本模件設(shè)計這兩個 標(biāo)準(zhǔn)源就是定時去檢測(一般為5分鐘一次)這個采樣及信號放大電路的特性，這樣只 要能實時的得出電路的實際運行參數(shù)，即使其發(fā)生了一定范圍內(nèi)的變化，模件中的主處 理器就能根據(jù)這個動態(tài)信息及時的對測量結(jié)果進行修正，從而保證模件測量電阻值的準(zhǔn) 確性，也就是測量溫度的準(zhǔn)確性。
權(quán)利要求
1、一種智能模件，其特征在于它包括第一數(shù)據(jù)通訊接口(1)、第二數(shù)據(jù)通訊接口(2)、信號采集檢測接口(3)和模件主CPU處理器(5)，第一數(shù)據(jù)通訊接口(1)和第二數(shù)據(jù)通訊接口(2)構(gòu)成冗余的數(shù)據(jù)傳輸通道并與模件主CPU處理器(5)連接；信號采集檢測接口(3)通過時漂溫漂自校正接口(4)與模件主CPU處理器(5)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能模件，其特征在于數(shù)據(jù)通訊接口具有超長發(fā)送限 制電路(7)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能模件，其特征在于信號采集檢測接口 (3)通過時 漂溫漂自校正接口 (4)與模件主CPU處理器(5)連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能模件，其特征在于在模件主CPU處理器(5)上設(shè) 有用于信息識別、內(nèi)部診斷、軟件升級的通訊接口 (6)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種KM智能模件，包括第一數(shù)據(jù)通訊接口、第二數(shù)據(jù)通訊接口、信號采集檢測接口和模件主CPU處理器，第一數(shù)據(jù)通訊接口和第二數(shù)據(jù)通訊接口構(gòu)成冗余的數(shù)據(jù)傳輸通道并與模件主CPU處理器連接；信號采集檢測接口與模件主CPU處理器連接。本發(fā)明采用雙總線并行工作方式，實現(xiàn)冗余的數(shù)據(jù)傳輸；內(nèi)部采用定時自校正手段，避免了電路的時漂和溫漂問題，確保了在惡劣的工業(yè)環(huán)境中能長期可靠運行；內(nèi)部無任何機械電位器式的調(diào)整手段，提供開放的精度校正接口；完善的自診斷功能，可通過通訊口監(jiān)視到卡件內(nèi)部的各種工作狀態(tài)；內(nèi)部軟件可在線升級。
文檔編號G05B19/02GK101382774SQ20081002304
公開日2009年3月11日 申請日期2008年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月28日
發(fā)明者劉國耀, 戴陳海, 曹瑞峰, 李?？? 哲 杭 申請人:南京科遠(yuǎn)自動化集團股份有限公司