实现油气管道高速总线的控制装置的制作方法

1.本实用新型涉及总线控制技术领域，是一种实现油气管道高速总线的控制装置。


背景技术：

2.目前各种现场总线，例如can/485/profibus等总线，均有相应的主站设备，但并且往往和plc或者工业pc机集成在一起。虽然功能强大，但是价格昂贵、布线灵活度受到较大限制。如何在现有的油气管道高速总线（phb总线）中设一种成本低、布线灵活的主站设备十分重要。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种实现油气管道高速总线的控制装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有总线控制主站多与plc或者工业pc机集成在一起，存在价格昂贵、布线灵活度受限的问题。
4.本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种实现油气管道高速总线的控制装置，包括直流供电单元和主用phb代理设备，所述主用phb代理设备包括phb接口电路、控制单元、交换单元，phb接口电路与控制单元连接，控制单元与交换单元连接，直流供电单元与控制单元连接。
5.下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：
6.上述phb接口电路包括平衡不平衡转换器、保护单元、模拟开关，平衡不平衡转换器包括总线接口、tx接口和rx接口，保护单元与总线接口连接，tx接口与模拟开关连接，模拟开关的两端均分别通过一个电容与总线转换单元连接，总线转换单元通过电阻与控制单元连接，rx接口的两端均分别通过串联的电容与电阻与控制单元连接。
7.上述直流供电单元包括交直流转换单元、主acdc转换单元、备acdc转换单元、选择开关、8路分控开关、8路电流检测单元，交直流转换单元分别与主acdc转换单元和备acdc转换单元连接，主acdc转换单元和备acdc转换单元均与选择开关连接，选择开关分别与8路分控开关连接，每路分控开关均与一个电流检测单元连接，控制单元分别与选择开关、8路分控开关、8路电流检测单元连接。
8.上述还包括备用phb代理设备，备用phb代理设备与主用phb代理设备的结构相同。
9.上述还包括备用phb代理设备，备用phb代理设备与主用phb代理设备的结构相同。
10.本实用新型结构简单，使用方便，主用phb代理设备控制直流供电单元给总线环网中的tn节点供电，plc控制器利用主用phb代理设备向tn节点收到广播报文，tn节点返回正确的回复报文，实现phb网络通信，同时在tn节点回复报文不正确时主用phb代理设备还能利用直流供电单元启这个节点的供电回路，不断尝试再次握手，确定是否发生故障。相对于现有can/485/profibus等总线，主站控制成本低，且与plc控制器相互独立，能灵活设置及布线。
附图说明
11.附图1为本实用新型实施例的一种电路结构示意图。
12.附图2为本实用新型实施例的又一种电路结构示意图。
13.附图3为本实用新型实施例中phb接口电路的电路结构示意图。
14.附图中的编码分别为：k为模拟开关，k1为分控开关，k2为选择开关。
具体实施方式
15.本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
16.下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：
17.如附图1所示，该实现油气管道高速总线的控制装置，包括直流供电单元和主用phb代理设备，所述主用phb代理设备包括phb接口电路、控制单元、交换单元，phb接口电路与控制单元连接，控制单元与交换单元连接，直流供电单元与控制单元连接。
18.上述直流供电单元将220v交流电转换为24v直流电，为总线环网中的tn节点（即phb-s从站）供电，直流供电单元和主用phb代理设备连接，主用phb代理设备控制直流供电单元的供电通断，同时采集监控输出直流电的电流数据。
19.上述控制单元可为ky3000s芯片，ky3000s芯片一款支持phb总线接口的多功能soc芯片，控制单元用于直流供电单元的控制、tn节点的控制及tn节点与plc控制器之间的通信；phb接口电路用于与总线环网中的tn节点连接，传输报文；交换单元可为2口eth交换机(ksz8765)电路，负责将phb报文上行至plc控制器。
20.使用时，首先将直流供电单元与总线环网中的tn节点连接，将phb接口电路与总线环网连接，将交换单元与plc控制器连接；接着主用phb代理设备上电，控制单元控制直流供电单元给各个tn节点供电，开始phb通信广播握手过程，当tn节点收到广播报文并返回正确的回复报文至控制单元，控制单元通过交换单元上报至plc控制器，则phb网络握手成功，若某个tn节点组网后通信故障导致掉出网络，则控制单元控制直流供电单元重启这个节点的供电回路，再次握手，直到其组网成功或者最终判定其故障，从而完成油气管道高速总线（phb总线）的通信控制。
21.本技术结构简单，使用方便，主用phb代理设备控制直流供电单元给总线环网中的tn节点供电，plc控制器利用主用phb代理设备向tn节点收到广播报文，tn节点返回正确的回复报文，实现phb网络通信，同时在tn节点回复报文不正确时主用phb代理设备还能利用直流供电单元启这个节点的供电回路，不断尝试再次握手，确定是否发生故障。相对于现有can/485/profibus等总线的主站控制，成本低，且与plc控制器相互独立，能灵活设置及布线。
22.可根据实际需要，对上述实现油气管道高速总线的控制装置作进一步优化或/和改进：
23.如附图3所示，所述phb接口电路包括平衡不平衡转换器、保护单元、模拟开关，平衡不平衡转换器包括总线接口、tx接口和rx接口，保护单元与总线接口连接，tx接口与模拟开关k连接，模拟开关的两端均分别通过一个电容与总线转换单元连接，总线转换单元通过电阻与控制单元连接，rx接口的两端均分别通过串联的电容与电阻与控制单元连接。
24.上述phb接口电路如附图3所示，在tx接口处设置了模拟开关k，这样在发射模拟信号时，控制单元打开模拟开关k，总线接口阻抗就是发射机变压器匹配好的阻抗，这个值与传输线特性阻抗一致，达到发射机——传输线阻抗匹配最佳；接收机工作时，关闭此模拟开关k，总线接口阻抗就是接收机接口阻抗，不受发射机接口阻抗的影响。
25.由此通过加设模拟开关k，大幅度提高了每个接收机的输入阻抗，原则上提高了到传输线特性阻抗的n倍，n为组网节点数量。当n数量不定时，则采用最大值为宜，保证最多节点数的匹配效果。达到接收机——传输线阻抗匹配最佳。
26.上述phb接口电路中保护单元包括依次串联的esd保护电路、切断开关短路保护器、防雷保护器；总线转换单元可为现有公知的linedriver芯片，实现总线电平转换。
27.如附图2所示，所述直流供电单元包括交直流转换单元、主acdc转换单元、备acdc转换单元、选择开关k2、8路分控开关k1、8路电流检测单元，交直流转换单元分别与主acdc转换单元和备acdc转换单元连接，主acdc转换单元和备acdc转换单元均与选择开关k2连接，选择开关k2分别与8路分控开关k1连接，每路分控开关k1均与一个电流检测单元连接，控制单元分别与选择开关、8路分控开关、8路电流检测单元连接。
28.上述由于总线环网中的tn节点最多设置8个，故而直流供电单元中分控开关和电流检测单元均设置有8路。上述电流检测单元可为现有电流监测芯片或a dtc电路。上述主acdc转换单元和备acdc转换单元的主备设置，能有效保证供电的正常。
29.使用时，首先8路电流检测单元均分别对应连接一个tn节点，接着控制单元控制选择开关k2选择主acdc转换单元或备acdc转换单元，然后控制单元控制连接有tn节点的分控开关k1闭合，使得向各tn节点供电，此时电流检测单元检测实时电流数据，并发送至控制单元，控制单元检测各个供电回路是否供电正常。由此形成一个稳定高效的闭环反馈架构。
30.根据需要，还包括备用phb代理设备，备用phb代理设备与主用phb代理设备的结构相同。
31.上述通过设置备用phb代理设备实现4通道冗余，保证phb总线主站的正常使用。
32.根据需要，还包括箱体，直流供电单元、主用phb代理设备和备用phb代理设备均设置在箱体内。
33.上述设置箱体实现防尘、防水、防爆，保护设备，提高设备的使用年限。同时更加便于本实用新型在具体应用时的灵活布置。
34.以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。