УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ЭЛЕКТРОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ, РАБОТАЮЩЕГО С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНТЕРФЕЙСА RS-485 ПО ПРОТОКОЛУ MODBUS RTU

Полезная модель относится к микроэлектронике и предназначена для диагностики электронного оборудования, работающего с использованием интерфейса RS-485 по протоколу Modbus RTU, используемого в автоматизированных системах мониторинга и управления технологическими процессами в различных областях промышленности, жилищно-коммунального хозяйства и в любых других областях.
Наиболее близким к заявляемому является автоматический преобразователь интерфейсов USB/RS-485 (патент РФ №127564 U1, МПК H04L 12/66, G06F 5/00, 01.01.2006), выбранный в качестве прототипа, содержащий блок интерфейса USB и блок интерфейса RS-485.
Недостатком известного устройства является применение персонального компьютера в качестве устройства ввода и вывода информации по протоколу Modbus RTU, что не является выгодным решением с точки зрения использования вычислительной мощности персонального компьютера.
Задачей полезной модели является совмещение функции связи с электронным оборудованием, через интерфейс RS-485 по протоколу Modbus RTU и функций ввода/вывода информации в одном автономном устройстве.
Технический результат - упрощение процесса диагностики электронного оборудования, работающего с использованием интерфейса RS-485 по протоколу Modbus RTU.
Поставленная задача решается созданием специального устройства для диагностики электронного оборудования, работающего с использованием интерфейса RS-485 по протоколу Modbus RTU, предназначенного для определения неисправности электронного оборудования, работающего с использованием интерфейса RS-485 по протоколу Modbus RTU.
Заявленное устройство для диагностики электронного оборудования, работающего с использованием интерфейса RS-485 по протоколу Modbus RTU, поясняется с помощью:
фиг. 1 - внешний вид устройства;
фиг. 2 - электрическая принципиальная схема устройства;
фиг. 3 - блок-схема алгоритма работы устройства;
фиг. 4 - схема подключения устройства к диагностируемому оборудованию.
Как показано на фиг. 1 устройство выполнено в виде прибора, все электронные компоненты которого заключены в корпусе (2). Корпус (2) имеет форму параллелепипеда с размерами 90×30×130 мм. На передней панели корпуса (2) находится символьный жидкокристаллический дисплей «1602А» (5) и три кнопки без фиксатора (4), на верхней панели корпуса (2) находится выключатель (3), из него выходит двухжильный провод (1) для присоединения к диагностируемому оборудованию (10) (см. фиг. 4) по интерфейсу RS-485. Верхняя панель корпуса (2) открывается для доступа к гальваническому элементу типа 6F22 (8) (см. фиг. 2).
Как показано на фиг. 2 в качестве управляющего электронно-вычислительного блока предлагаемого устройства (9) (см. фиг. 4) используется микроконтроллер «ATMEGA328P» (6), обладающий относительно небольшой стоимостью и вычислительными возможностями, которых вполне достаточно для выполнения необходимых функций. Для соединения последовательного порта микроконтроллера «ATMEGA328P» (6) с диагностируемым оборудованием (10) (см. фиг. 4) по интерфейсу RS-485 используется преобразователь интерфейса UART TTL/RS-485 «MAX485» (7). Для вывода считываемой информации используется символьный жидкокристаллический дисплей «1602А» (5), подключенный к микроконтроллеру «ATMEGA328P» (6). Для ввода информации используются три кнопки без фиксатора (4), подключенные к цифровым входам микроконтроллера «ATMEGA328P» (6). Устройство автономно, работает от гальванического элемента типа 6F22 (8), подключаемого к схеме устройства через выключатель (3), расположенный на верхней панели корпуса (2) (см. фиг. 1).
Как показано на фиг. 3 для обеспечения необходимых функций устройства согласно алгоритму блок-схемы, написана программа для микроконтроллера.
Как показано на фиг. 4 при работе по протоколу Modbus RTU предлагаемое устройство (9) выступает в роли ведущего «master», а диагностируемое оборудование (10) - ведомого «slave».
Предлагаемое устройство (9) подключается к диагностируемому оборудованию (10) через порт интерфейса RS-485. Устройство включается при помощи выключателя (3). При помощи кнопок без фиксатора (4) вводится адрес диагностируемого оборудования, команда, адрес регистра, число считываемых регистров или значение для записи в регистр в зависимости от команды, значение вводимых данных отображается на символьном жидкокристаллическом дисплее «1602А» (5). После подтверждения вводимых данных на символьном жидкокристаллическом дисплее «1602А» (5) отображаются данные, полученные от диагностируемого оборудования (10).
Существенными отличительными признаками заявленного устройства для диагностики электронного оборудования, работающего с использованием интерфейса RS-485 по протоколу Modbus RTU, являются:
устройство выполнено таким образом, что позволяет производить диагностику оборудования без использования персонального компьютера;
устройство автономно, не требует для работы внешних источников питания;
входящие в состав устройства элементы просты и имеют низкую стоимость;
устройство имеет относительно малые размеры и массу;
внедрение данного устройства позволяет отказаться от использования дорогостоящих устройств.
Заявленные существенные отличительные признаки являются нам неизвестными из патентной и научно-технической информации и в соответствии с этим являются “Новыми”.
На заявленное устройство разработана электрическая принципиальная схема, написана программа для микроконтроллера и изготовлен опытный образец, который успешно прошел испытания при диагностике электронного оборудования, работающего с использованием интерфейса RS-485 по протоколу Modbus RTU в Приводинском ЛПУМГ ООО «Газпром трансгаз Ухта». В связи с этим заявленное нами устройство соответствует критерию “Промышленная применимость”.
Заявленное устройство позволяет производить диагностику электронного оборудования, работающего с использованием интерфейса RS-485 по протоколу Modbus RTU, используемого в автоматизированных системах мониторинга и управления технологическими процессами в различных областях промышленности, жилищно-коммунального хозяйства и в любых других областях, и предназначено для определения неисправности электронного оборудования, работающего с использованием интерфейса RS-485 по протоколу Modbus RTU, без применения других средств, что в значительной степени упростит диагностику и позволит снизить затраты на приобретение дорогостоящего персонального компьютера.