專利名稱：現(xiàn)場(chǎng)總線串口通信與以太網(wǎng)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)和工控系統(tǒng)，特別是涉及基于現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)采 集的串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)是現(xiàn)代自動(dòng)控制技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié) 合的產(chǎn)物，是下一代自動(dòng)化設(shè)備的標(biāo)志性技術(shù)，是改造傳統(tǒng)工業(yè)的有力工具， 也是信息化帶動(dòng)工業(yè)化的重要方向。
現(xiàn)場(chǎng)總線主要是實(shí)時(shí)性好、可靠性高，主要是用在現(xiàn)場(chǎng)一級(jí)，以及現(xiàn)場(chǎng)
一級(jí)設(shè)備裝置之間的信息交換、控制。針對(duì)總線的長(zhǎng)處，中國(guó)專利CN1828571 公開了一種通用串口總線數(shù)據(jù)傳輸處理方法，包括掃描端點(diǎn)描述符、傳輸 描述符鏈，找到有數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫鬏斆枋龇?，將所述傳輸描述符?nèi)數(shù)據(jù)信息填 充到至少兩個(gè)緩沖區(qū)描述符中，同時(shí)將緩沖區(qū)描述符的狀態(tài)標(biāo)志位置1;主機(jī) 控制器掃描狀態(tài)標(biāo)志位為1的緩沖區(qū)描述符，根據(jù)所述緩沖區(qū)描述符內(nèi)數(shù)據(jù) 信息傳輸數(shù)據(jù)；緩沖區(qū)描述符返回狀態(tài)為無(wú)響應(yīng)時(shí)，從該緩沖區(qū)描述符開始 重傳。緩沖區(qū)描述符返回狀態(tài)為已接收時(shí)，繼續(xù)進(jìn)行下一數(shù)據(jù)的傳輸。本實(shí) 用新型使主機(jī)控制器在基于至少兩個(gè)緩沖區(qū)描述符進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，所傳輸 的數(shù)據(jù)順序不發(fā)生混亂，保證數(shù)據(jù)快速、高效的傳輸，使數(shù)據(jù)的傳輸速度提 高一倍以上。
以太網(wǎng)是一種介質(zhì)，其速度快，但傳輸效率低下，不可靠及網(wǎng)絡(luò)阻塞。 因此主要是應(yīng)用在車間級(jí)及工廠級(jí)上層網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控之用。針對(duì)以太網(wǎng)的特點(diǎn)， 中國(guó)專利CN1578237公開了一種以太網(wǎng)長(zhǎng)距離高速傳輸數(shù)據(jù)的方法，其包括 以下步驟a.在發(fā)送端將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送給端口捆綁模塊，由端口捆綁模塊 將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)分配給xDSL收發(fā)器；b.xDSL收發(fā)器將上述數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，轉(zhuǎn)變 為雙絞線上的傳輸?shù)木€路信號(hào)，發(fā)送到雙絞線上；c.接收端的xDSL收發(fā)器接
3收上述信號(hào)，解調(diào)出相應(yīng)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，并送入端口捆綁模塊；d.端口捆綁
模塊把接收到的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)合并，恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型通過(guò)采用含有
Ethernet端口捆綁模塊和多路xDSL收發(fā)器的雙絞線傳輸技術(shù)，利用了廉價(jià)的 雙絞線資源，避免了鋪設(shè)光纖的工作，降低了工程費(fèi)用。
但是上述方法都只是孤立地運(yùn)用了總線和以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，沒有有效地 將兩者進(jìn)行結(jié)合，使它們共存并且吸收各自的優(yōu)勢(shì)，互為己用。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于將現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)與以太網(wǎng)技術(shù)融合 起來(lái)，現(xiàn)場(chǎng)總線向更加開放、分布的方向發(fā)展外，以太網(wǎng)技術(shù)也優(yōu)化其穩(wěn)定 性和可靠性。
為了解決上述問題本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣的
現(xiàn)場(chǎng)總線串口通信與以太網(wǎng)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)系統(tǒng)，包括上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和復(fù)數(shù) 個(gè)智能采集模塊，其特征在于，所述上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括通用個(gè)人計(jì)算機(jī)， 和與通用個(gè)人計(jì)算機(jī)連接的現(xiàn)場(chǎng)總線通信接口適配器，現(xiàn)場(chǎng)總線通信接口適 配器連接復(fù)數(shù)個(gè)智能采集模塊；
所述現(xiàn)場(chǎng)總線串口通信與以太網(wǎng)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)系統(tǒng)，還包括控制中心計(jì)算機(jī)， 所述個(gè)人計(jì)算機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)連接控制中心計(jì)算機(jī)。
上述設(shè)計(jì)中，現(xiàn)場(chǎng)總線串口通信與以太網(wǎng)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)系統(tǒng)采用了主要由上 位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和各類智能采集模塊構(gòu)成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在保證系統(tǒng)可靠工作和 降低成本的條件下，考慮到通用性、實(shí)用性和可擴(kuò)展性等方面的因素。
具體的，上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由通用個(gè)人計(jì)算機(jī)以及接通至通用個(gè)人計(jì)算機(jī) 內(nèi)部的現(xiàn)場(chǎng)總線通信接口適配器組成。所述上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)多串口服務(wù)
器設(shè)備和D-Link路由器通過(guò)以太網(wǎng)傳輸?shù)娇刂浦行挠?jì)算機(jī)。 -所述上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)負(fù)責(zé)系統(tǒng)的總體調(diào)度，向網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送命令，接收
節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，并對(duì)節(jié)點(diǎn)信息加以分析、存儲(chǔ)、顯示或打印。
所述智能采集模塊負(fù)責(zé)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的采集和對(duì)監(jiān)控設(shè)備的控制，以模擬量
或數(shù)字量進(jìn)行通信。
本實(shí)用新型中，以太網(wǎng)既是連接到各種智能模塊的系統(tǒng)總線，又是連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)總線，具有雙重作用。
另外本實(shí)用新型中，所述通用個(gè)人計(jì)算機(jī)與復(fù)數(shù)個(gè)智能采集模塊間采用 全雙工模式通信。采用全雙工模式通信，用交換技術(shù)替代原有的總線型
CSMA/CD技術(shù)，避免了由于多個(gè)站點(diǎn)共享并競(jìng)爭(zhēng)信道導(dǎo)致發(fā)生的碰撞，減少 了信道帶寬的浪費(fèi)。采用全雙工模式通信，有效的提高了信道的利用率。
本實(shí)用新型可以很好地解決多種工業(yè)總線的系統(tǒng)集成問題，同時(shí)也大大 豐富了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線的體系，促使其向更高層次發(fā)展。
綜上所述，本實(shí)用新型有效實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù) 信息交換，控制命令傳遞，無(wú)線遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能。并將工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù) 直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的通信，將會(huì)使設(shè)備更加網(wǎng)絡(luò)化、集成化、分布 化、節(jié)點(diǎn)智能化，更好的應(yīng)用與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。

圖1表示該實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明 白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
如圖1所示，將現(xiàn)場(chǎng)總線串口通信與以太網(wǎng)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)系統(tǒng)應(yīng)用到高低壓 智能監(jiān)控系統(tǒng)中，對(duì)電器設(shè)備l進(jìn)行監(jiān)控。
本實(shí)施例中，通用個(gè)人計(jì)算機(jī)4和與通用個(gè)人計(jì)算機(jī)4連接的現(xiàn)場(chǎng)總線 通信接口適配器3，構(gòu)成了基本的上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)6。在由現(xiàn)場(chǎng)總線通信接口 適配器3連接復(fù)數(shù)個(gè)智能采集模塊2，復(fù)數(shù)個(gè)智能采集模塊2連接復(fù)數(shù)個(gè)電器 設(shè)備1，對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。通用個(gè)人計(jì)算機(jī)4通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通信接口適配器3實(shí) 現(xiàn)與復(fù)數(shù)個(gè)智能采集模塊2間的全雙工模式通信。
現(xiàn)場(chǎng)總線串口通信與以太網(wǎng)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)系統(tǒng)還包括控制中心計(jì)算機(jī)5，個(gè)人 計(jì)算機(jī)4通過(guò)以太網(wǎng)連接控制中心計(jì)算機(jī)5。
整套系統(tǒng)中，上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)6負(fù)責(zé)系統(tǒng)的總體調(diào)度，向網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送
5命令，接收節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，并對(duì)節(jié)點(diǎn)信息加以分析、存儲(chǔ)、顯示或打印。各類智
能采集模塊2負(fù)責(zé)對(duì)復(fù)數(shù)個(gè)電器設(shè)備1的數(shù)據(jù)采集和控制，以模擬量或開關(guān) 量輸入或輸出信息。
上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)6可以通過(guò)多串口服務(wù)器設(shè)備或D-Link路由器通過(guò)以太 網(wǎng)連接控制中心計(jì)算機(jī)5。這種連接中以太網(wǎng)既是連接到各種智能模塊2的系 統(tǒng)總線，又是現(xiàn)場(chǎng)總線。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了串口設(shè)備與以太網(wǎng)相連，很好地解決多種工業(yè)總線的 系統(tǒng)集成問題，同時(shí)也大大豐富了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線的體系，促使其向更高層次 發(fā)展。采用全雙工模式通信，用交換技術(shù)替代原有的總線型CSMA/CD技術(shù)， 避免了由于多個(gè)站點(diǎn)共享并競(jìng)爭(zhēng)信道導(dǎo)致發(fā)生的碰撞，減少了信道帶寬的浪 費(fèi)。采用全雙工通信，提高信道的利用率。
具體工作過(guò)程中，首先，上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)6向網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送命令，各類 智能采集模塊2采集控制數(shù)據(jù)，輸入或輸出信號(hào)。例如實(shí)際中，除對(duì)高壓配 電柜上的模擬量和開關(guān)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)外，也可用于對(duì)某些重要的低壓配電和低 壓電機(jī)等電器設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和控制。
接著，上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)6接收節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，并對(duì)節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行分析、存儲(chǔ)、 顯示或打印。
然后，通用個(gè)人計(jì)算機(jī)4通過(guò)多串口服務(wù)器設(shè)備或D-Link路由器通過(guò)以 太網(wǎng)傳輸?shù)娇刂浦行挠?jì)算機(jī)5，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控電器設(shè)備1運(yùn)行狀態(tài)。
管理者通過(guò)控制中心計(jì)算機(jī)5，在配電監(jiān)控中心對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程 監(jiān)控、遠(yuǎn)程設(shè)備調(diào)試和遠(yuǎn)程設(shè)備故障診斷和處理。
以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu) 點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述 實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型 精神和范圍的前提下本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都 落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利 要求書及其等同物界定。
權(quán)利要求1. 現(xiàn)場(chǎng)總線串口通信與以太網(wǎng)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)系統(tǒng)，包括上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和復(fù)數(shù)個(gè)智能采集模塊，其特征在于，所述上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括通用個(gè)人計(jì)算機(jī)，和與通用個(gè)人計(jì)算機(jī)連接的現(xiàn)場(chǎng)總線通信接口適配器，現(xiàn)場(chǎng)總線通信接口適配器連接復(fù)數(shù)個(gè)智能采集模塊；所述現(xiàn)場(chǎng)總線串口通信與以太網(wǎng)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)系統(tǒng)，還包括控制中心計(jì)算機(jī)，所述個(gè)人計(jì)算機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)連接控制中心計(jì)算機(jī)。
專利摘要現(xiàn)場(chǎng)總線串口通信與以太網(wǎng)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)系統(tǒng)，涉及電力系統(tǒng)和工控系統(tǒng)。包括上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和復(fù)數(shù)個(gè)智能采集模塊，所述上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括通用個(gè)人計(jì)算機(jī)，和與通用個(gè)人計(jì)算機(jī)連接的現(xiàn)場(chǎng)總線通信接口適配器，現(xiàn)場(chǎng)總線通信接口適配器連接復(fù)數(shù)個(gè)智能采集模塊；還包括控制中心計(jì)算機(jī)，所述個(gè)人計(jì)算機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)連接控制中心計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型有效實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)信息交換，控制命令傳遞，無(wú)線遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能。并將工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的通信，將會(huì)使設(shè)備更加網(wǎng)絡(luò)化、集成化、分布化、節(jié)點(diǎn)智能化，更好的應(yīng)用與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制。
文檔編號(hào)G05B19/418GK201266317SQ20082015415
公開日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
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