CN105425780A - 一种总线故障自诊断装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及总线诊断领域，尤其涉及一种总线故障自诊断装置。包括若干控制器主控制器，复数个所述从控制器以及辅控制器，每个所述控制器设置一自诊断单元；每个所述控制器包括：控制单元用于对所述控制器和所述总线之间的连接故障进行诊断；所述自诊断单元用于根据所述控制单元向所述自诊断单元发送的一控制信号，控制所述控制器与所述总线连接的开闭状态；所述主控制器还包括第一电阻单元，所述辅控制器还包括第二电阻单元。有益效果是：本技术方案能够自行对总线及总线上的各器件进行全面诊断，并将诊断结果通过人机界面进行显示，为设备初期调试人员、及后期设备维护人员提供准确的故障信息，节约调试维护时间。

Description

一种总线故障自诊断装置
技术领域
本发明涉及总线诊断领域，尤其涉及一种总线故障自诊断装置。
背景技术
总线(Bus)是各部件之间传送信息的公共通信干线，用来传输I/O路径技术指定的数据和控制信号，在各工业应用中都有广泛的使用，同时，总线故障随着总线应用的普及，其发生故障的可能性也在增大、维修难度加大、需要共享的数据信息量也在增加等-，因此总线的故障自诊断技术应运而生，这也使总线故障诊断***的开发成为必要。
现有技术中，总线的故障自诊断可以检测总线短路故障，并能通过检测各控制器的通信状态，确定具体故障控制器，但现有技术对于连接总线的其他各器件、对总线本身、对终端电阻的故障检测则无法进行故障的检测，这样大大增加初期调试人员及故障后维护人员的工作量及解决故障的及时性。
发明内容
针对上述问题现提供能够通过检测总线各状态的阻抗及各控制器之间的通信状态，判断总线是否存在故障、故障的类型及故障点、并将故障实时送到人机界面，辅助初期调试人员及后期维护人员解决故障的一种总线故障自诊断装置。
具体的技术方案是：
一种总线故障自诊断装置，适用于总线4的故障诊断，其中，包括若干控制器，每个所述控制器与所述总线4连接；
所述控制器包括：主控制器1，复数个所述从控制器2以及辅控制器3；
分别对应每个所述控制器设置一自诊断单元103、202、303；
每个所述控制器包括：
控制单元101、201、301，连接所述总线4，用于根据所述控制器与所述总线4的通信状态或所述控制器的阻抗值，对所述控制器和所述总线4之间的连接故障进行诊断；
所述自诊断单元103、202、303连接对应的所述控制器中的所述控制单元101、201、301，用于根据所述控制单元101、201、301向所述自诊断单元103、202、303发送的一控制信号，控制所述控制器与所述总线4连接的开闭状态；
所述主控制器1还包括：
第一电阻单元102，用于提供所述主控制器1的阻抗；
所述辅控制器3还包括
一第二电阻单元302，用于提供所述辅控制器3的阻抗。
优选的，上述的总线故障自诊断装置，其中，对应每个所述控制器的所述自诊断单元103、202、303被设置于对应的所述控制器内。
优选的，上述的总线故障自诊断装置，其中，对应每个所述控制器的所述自诊断单元103、202、303被独立地设置于对应的所述控制器外。
优选的，上述的总线故障自诊断装置，其中，在所述主控制器1内：
所述控制单元101与所述第一电阻单元102双向连接，用于获取所述第一电阻单元102的所述阻抗值；
所述控制单元101与所述自诊断单元103单向连接，用于向所述自诊断单元103发送所述控制信号，控制所述主控制器1与所述总线4连接的开闭状态；
所述主控制器1中的所述控制单元101根据所述主控制器1与所述总线4之间在不同开闭状态时的通信状态，以及所述控制单元101从所述第一电阻单元102获取的所述阻抗值，对所述主控制器1和所述总线4之间的连接故障进行诊断。
优选的，上述的总线故障自诊断装置，其中，复数个所述从控制器2与所述总线4依次连接；
在每个所述从控制器2内：
所述自诊断单元202与所述控制单元201单向连接，用于向所述自诊断单元202发送所述控制信号，控制所述从控制器2与所述总线4连接的开闭状态；
所述从控制器2中的所述控制单元201根据所述从控制器2与所述总线4之间在不同开闭状态时的通信状态，对所述从控制器2和所述总线4之间的连接故障进行诊断。
优选的，上述的总线故障自诊断装置，其中，在所述辅控制器3内：
所述第二电阻单元302与所述控制单元301双向连接，用于最终获取所述控制单元301的所述阻抗值；
所述自诊断单元303与所述控制单元301单向连接，向所述自诊断单元303发送所述控制信号，控制所述辅控制器3与所述总线4连接的开闭状态；
所述辅控制器3中的所述控制单元301根据所述辅控制器3与所述总线4之间在不同开闭状态时的通信状态，以及所述控制单元301从所述第二电阻单元302获取的所述阻抗值，对所述辅控制器3和所述总线4之间的连接故障进行诊断。
优选的，上述的总线故障自诊断装置，其中，所述主控制器1与所述总线4之间连接所述自诊断单元103；
所述主控制器1向所述自诊断单元103发送所述主控制器1与所述总线4开闭连接的所述控制信号，并根据所述主控制器1与所述总线4之间在不同开闭状态时的通信状态，以及获取的所述第一电阻单元102的所述阻抗值，对所述主控制器1和所述总线4之间的连接故障进行诊断。
优选的，上述的总线故障自诊断装置，其中，
所述从控制器2与所述总线4之间连接所述自诊断单元202；
所述从控制器2向所述自诊断单元202发送所述从控制器2与所述总线4开闭连接的所述控制信号；并根据所述从控制器2与所述总线4之间在不同开闭状态时的通信状态，对所述从控制器2和所述总线4之间的连接故障进行诊断。
优选的，上述的总线故障自诊断装置，其中，所述辅控制器3与所述总线4之间连接所述自诊断单元303；
所述辅控制器3向所述自诊断单元303发送所述辅控制器3与所述总线4开闭连接的所述控制信号；并根据所述辅控制器3与所述总线4之间在不同开闭状态时的通信状态，以及获取的所述第二电阻单元302的所述阻抗值，对所述辅控制器3和所述总线4之间的连接故障进行诊断。
本发明的有益效果是：本技术方案能够自行对总线4及总线4上的各器件进行全面诊断，并将诊断结果通过人机界面5进行显示，为设备初期调试人员、及后期设备维护人员提供准确的故障信息，节约调试维护时间。
附图说明
图1是本发明的较佳的实施例中，一种总线故障自诊断装置的结构示意图；
图2是本发明的较佳的实施例中，一种总线故障自诊断装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅-是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
如图1所示，
一种总线故障自诊断装置，适用于总线4的故障诊断，其中，包括若干控制器，每个所述控制器与所述总线4连接；
控制器包括：主控制器1，复数个从控制器2以及辅控制器3；
分别对应每个控制器设置一自诊断单元103、202、303；
每个控制器包括：
控制单元101、控制单元201、控制单元301，连接总线4，用于根据控制器与总线4的通信状态或控制器的阻抗值，对控制器和总线4之间的连接故障进行诊断；
自诊断单元103、自诊断单元202、自诊断单元303连接对应的控制器中的控制单元101、控制单元201、控制单元301，用于根据控制单元101、控制单元201、控制单元301向自诊断单元103、自诊断单元202、自诊断单元303发送的一控制信号，控制控制器与总线4连接的开闭状态；
主控制器1还包括：
第一电阻单元102，用于提供主控制器1的阻抗；
辅控制器3还包括
第二电阻单元302，用于提供辅控制器3的阻抗。
本技术方案是判断总线4及总线4上各节点的器件是否存在故障，其能够解决现有技术中无法对总线4上各个器件节点进行全面故障检测的缺点；通过控制器向各自控制器中的自诊断单元103、自诊断单元202、自诊断单元303发出的控制信号，控制各控制器与总线的连接状态，根据不同的连接状态所收到的通信-号，以及获得不同连接状态下的控制器的阻抗值，判断对应的控制器或内部器件是否存在故障
通过本装置对总线及各控制器的故障的判断方法如下：
将主控制器1与总线4断开，主控制器1测试其总线4阻抗的阻抗值，如果阻值为120Ω，主控制器1通信正常，反之主控制器1或其终端电阻故障；
将主控制器1与总线4连接，其它所有控制器与总线4断开，如果总线4阻抗为120Ω且总线4对地电平符合设计要求，总线4线路正常，反之总线4线路故障；
将辅控制器3与总线4连接，所有从控制器2与总线4断开，如果总线4阻抗为60Ω，辅控制器3终端电阻正常，反之辅控制器3终端电阻故障；如果辅控制器3与主控制器1通信正常，辅控制器3正常，反之辅控制器3故障；
将从控制器2_1—从控制器2_N逐个与总线4连接，如果主控制器1与各从通信正常，其从控制器2正常，反这其从控制器2故障。
本发明较佳实施例中，第一电阻单元102包括一120欧姆电阻。
本发明较佳实施例中，第二电阻单元302包括一120欧姆电阻。
本发明较佳实施例中，对应每个自诊断单元103、自诊断单元202、自诊断单元303被设置于对应的从控制器2器件内。
本发明较佳实施例中，对应每个自诊断单元103、自诊断单元202、自诊断单元303被独立地设置于对应的从控制器2器件外。
自诊断单元103、自诊断单元202、自诊断单元303除设置在各控制器内部外，还可以设置各控制器外部，与对应控制器连接，也能同样达到对总线4上各器件自诊断的效果，而在设置安装上更加的灵活。
本发明较佳实施例中，在主控制器1内：
控制单元101与第一电阻单元102双向连接，用于获取第一电阻单元102的阻抗值；
控制单元101与自诊断单元103单向连接，用于向自诊断单元103发送控制信号，控制主控制器1与总线4连接的开闭状态；
主控制器1中的控制单元101根据主控制器1与总线4之间在不同开闭状态时的通信状态，以及控制单元101从第一电阻单元102获取的阻抗值，对主控制器1和总线4之间的连接故障进行诊断。
本发明较佳实施例中，上述的总线故障自诊断装置，其中，复数个从控制器2，与总线4依次连接；
在每个从控制器2内：
自诊断单元202与控制单元201单向连接，用于向自诊断单元202发送控制信号，控制从控制器2与总线4连接的开闭状态；
从控制器2中的控制单元201根据从控制器2与总线4之间在不同开闭状态时的通信状态，对从控制器2和总线4之间的连接故障进行诊断。
本发明较佳实施例中，上述的总线故障自诊断装置，其中，在辅控制器3内：
第二电阻单元302与控制单元301双向连接，用于最终获取控制单元301的阻抗值；
自诊断单元303与控制单元301单向连接，向自诊断单元303发送控制信号，控制辅控制器3与总线4连接的开闭状态；
辅控制器3中的控制单元301根据辅控制器3与总线4之间在不同开闭状态时的通信状态，以及控制单元301从第二电阻单元302获取的阻抗值，对辅控制器3和总线4之间的连接故障进行诊断。
如图2所示，
本发明较佳实施例中，还包括一种各器件间的连接方式；
主控制器1与总线4之间连接自诊断单元103；
主控制器1向自诊断单元103发送主控制器1与总线4开闭连接的控制信号，并根据主控制器1与总线4之间在不同开闭状态时的通信状态，以及获取的第一电阻单元102的阻抗值，对主控制器1和总线4之间的连接故障进行诊断。
在主控制器1外部与自诊断单元103连接，使主控制器1能够对主控制器与总线的连接故障进行诊断，并获得诊断结果，且连接灵活。
在上述技术方案的基础上，进一步的，
从控制器2与总线4之间连接自诊断单元202；
从控制器2向自诊断单元202发送从控制器2与总线4开闭连接的控制信号；并根据从控制器2与总线4之间在不同开闭状态时的通信状态，对从控制器2和总线4之间的连接故障进行诊断。
在自诊断单元103外接在主控制器1的基础上，将自诊断单元202连接在每一个从控制器2的外部，也同样使从控制器2能够对从控制器与总线的连接故障进行诊断，并获得诊断结果，且连接灵活。
在上述技术方案的基础上，进一步的，
辅控制器3与总线4之间连接自诊断单元303；
辅控制器3向自诊断单元303发送辅控制器3与总线4开闭连接的控制信号；并根据辅控制器3与总线4之间在不同开闭状态时的通信状态，以及获取的第二电阻单元302的阻抗值，对辅控制器3和总线4之间的连接故障进行诊断。
在自诊断单元103外接在主控制器1的基础上，将辅自诊断单元303连接在辅控制器3的外部，也同样使辅控制器3能够对辅控制器与总线的连接故障进行诊断，并获得诊断结果，且连接灵活。
本发明较佳实施例中，还可以包括：
人机界面5，连接主控制器1，用于接收主控制器1的判断结果，并显示。
将主控制器1检测到的所有正常通信的控制器及故障信息送入到显示屏中。
此总线4故障自诊断***适用于CAN、CANopen、RS485、Profibus、DeviceNet、Modbus等通信。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种总线故障自诊断装置，适用于总线(4)的故障诊断，其特征在于，包括若干控制器，每个所述控制器与所述总线(4)连接；
所述控制器包括：主控制器(1)，复数个所述从控制器(2)以及辅控制器(3)；
分别对应每个所述控制器设置一自诊断单元(103、202、303)；
每个所述控制器包括：
控制单元(101、201、301)，用于根据所述控制器与所述总线(4)的通信状态或所述控制器的阻抗值，对所述控制器和所述总线(4)之间的连接故障进行诊断；
所述自诊断单元(103、202、303)连接对应的所述控制器中的所述控制单元(101、201、301)，用于根据所述控制单元(101、201、301)向所述自诊断单元(103、202、303)发送的一控制信号，控制所述控制器与所述总线(4)连接的开闭状态；
所述主控制器(1)还包括：
第一电阻单元(102)，用于提供所述主控制器(1)的阻抗；
所述辅控制器(3)还包括
第二电阻单元(302)，用于提供所述辅控制器(3)的阻抗。
2.如权利要求1所述的总线故障自诊断装置，其特征在于，对应每个所述控制器的所述自诊断单元(103、202、303)被设置于对应的所述控制器内。
3.如权利要求1所述的总线故障自诊断装置，其特征在于，对应每个所述控制器的所述自诊断单元(103、202、303)被独立地设置于对应的所述控制器外。
4.如权利要求2所述的总线故障自诊断装置，其特征在于，在所述主控制器(1)内：
所述控制单元(101)与所述第一电阻单元(102)双向连接，用于获取所述第一电阻单元(102)的所述阻抗值；
所述控制单元(101)与所述自诊断单元(103)单向连接，用于向所述自诊断单元(103)发送所述控制信号，控制所述主控制器(1)与所述总线(4)连接的开闭状态；
所述主控制器(1)中的所述控制单元(101)根据所述主控制器(1)与所述总线(4)之间在不同开闭状态时的通信状态，以及所述控制单元(101)从所述第一电阻单元(102)获取的所述阻抗值，对所述主控制器(1)和所述总线(4)之间的连接故障进行诊断。
5.如权利要求2所述的总线故障自诊断装置，其特征在于，复数个所述从控制器(2)与所述总线(4)依次连接；
在每个所述从控制器(2)内：
所述自诊断单元(202)与所述控制单元(201)单向连接，用于向所述自诊断单元(202)发送所述控制信号，控制所述从控制器(2)与所述总线(4)连接的开闭状态；
所述从控制器(2)中的所述控制单元(201)根据所述从控制器(2)与所述总线(4)之间在不同开闭状态时的通信状态，对所述从控制器(2)和所述总线(4)之间的连接故障进行诊断。
6.如权利要求2所述的总线故障自诊断装置，其特征在于，
在所述辅控制器(3)内：
所述第二电阻单元(302)与所述控制单元(301)双向连接，用于最终获取所述控制单元(301)的所述阻抗值；
所述自诊断单元(303)与所述控制单元(301)单向连接，向所述自诊断单元(303)发送所述控制信号，控制所述辅控制器(3)与所述总线(4)连接的开闭状态；
所述辅控制器(3)中的所述控制单元(301)根据所述辅控制器(3)与所述总线(4)之间在不同开闭状态时的通信状态，以及所述控制单元(301)从所述第二电阻单元(302)获取的所述阻抗值，对所述辅控制器(3)和所述总线(4)之间的连接故障进行诊断。
7.如权利要求3所述的总线故障自诊断装置，其特征在于，
所述主控制器(1)与所述总线(4)之间连接所述自诊断单元(103)；
所述主控制器(1)向所述自诊断单元(103)发送所述主控制器(1)与所述总线(4)开闭连接的所述控制信号，并根据所述主控制器(1)与所述总线(4)之间在不同开闭状态时的通信状态，以及获取的所述第一电阻单元(102)的所述阻抗值，对所述主控制器(1)和所述总线(4)之间的连接故障进行诊断。
8.如权利要求3所述的总线故障自诊断装置，其特征在于，
所述从控制器(2)与所述总线(4)之间连接所述自诊断单元(202)；
所述从控制器(2)向所述自诊断单元(202)发送所述从控制器(2)与所述总线(4)开闭连接的所述控制信号；并根据所述从控制器(2)与所述总线(4)之间在不同开闭状态时的通信状态，对所述从控制器(2)和所述总线(4)之间的连接故障进行诊断。
9.如权利要求3所述的总线故障自诊断装置，其特征在于，
所述辅控制器(3)与所述总线(4)之间连接所述自诊断单元(303)；
所述辅控制器(3)向所述自诊断单元(303)发送所述辅控制器(3)与所述总线(4)开闭连接的所述控制信号；并根据所述辅控制器(3)与所述总线(4)之间在不同开闭状态时的通信状态，以及获取的所述第二电阻单元(302)的所述阻抗值，对所述辅控制器(3)和所述总线(4)之间的连接故障进行诊断。
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