[实用新型]一种新型CANopen现场总线输入输出装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及计算机应用技术领域，特别是涉及一种新型CANopen现场总线输入输出装置。

背景技术

目前，为了进行设备之间的通信，传统的输入/输出I/O装置需要通过导线将设备外部端点与控制器端点一对一连接，这种硬接线的连接方式需要耗费大量的精力进行现场组装与调试，且随着系统的复杂程度会增加大量的硬接线成本。

上述传统的输入/输出I/O装置不具备任何保护与诊断功能，例如，在接口电源发生短路的情况下不具有及时断开电源的功能，且无法提供任何保护和诊断的信息，于是一旦I/O装置出现故障，维护人员需要逐一对I/O装置中各个部件进行故障检测，大大影响维护人员对故障排查的效率，增加了故障排查的难度。

CANopen现场总线作为一种低成本的通信总线，它将工业设备连接到网络，从而消除了昂贵的硬接线成本。直接互连性改善了设备间的通信，同时又提供了相当重要的设备级诊断功能，这是通过现有硬接线输入/输出I/O装置的I/O接口很难实现的。

此外，CANopen是一种简单的网络解决方案，它在提供多供货商同类部件间的互换性的同时，减少了硬接线和安装工业自动化设备的成本和时间。CANopen是一种开放的网络标准，其规范和协议都是开放的。供货商将设备连接到系统时无需硬件、软件或授权付费。任何对CANopen感兴趣的人或组织都可以从自动化CAN用户和制造商协会(CiA)获得CANopen规范。

但是，对于上述的CANopen总线，其目前具有的输入/输出I/O装置同样不具备任何保护和诊断功能，因此，目前迫切需要开发出一种CANopen现场总线的输入和输出I/O装置，其具有短路保护与自诊断功能，可以在接口电源发生短路的情况下及时断开电源，避免因短路电流而烧毁，并提供自诊断信息，方便维护人员进行装置的故障监控和排查。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种新型CANopen现场总线输入输出装置，其具有短路保护与自诊断功能，可以在接口电源发生短路的情况下及时断开电源，避免因短路电流而烧毁，并提供自诊断信息，方便维护人员进行装置的故障监控和排查，当短路故障排除后装置自动恢复正常工作，本实用新型具有重大的实际意义。

为此，本实用新型提供了一种新型CANopen现场总线输入输出装置，包括：

CANopen接口单元，用于与CANopen现场总线之间进行数据通信，设置本节点的总线节点号Node-ID和通信波特率，与输入输出短路保护与自诊断单元之间进行现场数据的通信，以及采集来自输入输出短路保护与自诊断单元的输入接口状态和输出接口状态诊断数据；

输入输出短路保护与自诊断单元，用于与外围设备之间进行数据通信，在输入接口电路和/或输出接口电路发生短路时，断开电源给予短路保护，当短路故障排除后装置自动恢复正常工作，并实时将输入接口状态和/或输出接口状态诊断数据传送给CANopen接口单元。

优选地，所述CANopen接口单元包括有：

带有局域网CAN控制器的微处理器，用于向输入输出短路保护与自诊断单元采集和下发现场数据，采集来自输入输出短路保护与自诊断单元的输入接口状态和输出接口状态诊断数据，接收拨码开关电路所设置的本节点的总线节点号和通信波特率，控制模块/网络状态指示灯的状态，初始化并与CANopen现场总线之间进行数据通信，接收CANopen现场总线的报文并向CANopen现场总线发送符合CAN协议的报文；

拨码开关电路，与微处理器双向连接，用于设置本节点的通信波特率及总线节点号；

模块/网络状态指示灯，与微处理器双向连接，用于实时反映本节点的工作状态及通信状态；

带有隔离装置的CAN总线收发器，与独立式CAN控制器双向连接，用于实现独立式局域网CAN控制器的电平与CANopen现场总线电平之间的转换，并与CANopen现场总线进行数据的双向传输，同时实现微处理器与CANopen总线之间的隔离功能。

优选地，微处理器与CANopen现场总线之间进行数据通信具体为：所述微处理器接收来自CANopen现场总线的报文并进行解析，以及将要发送给CANopen现场总线的报文进行打包，以符合CANopen协议规范。