本發(fā)明涉及工業(yè)現(xiàn)場控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多總線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

由于種種原因，在車間級工業(yè)現(xiàn)場，通常存在多種現(xiàn)場總線系統(tǒng)如DeviceNet、LonWorks、ProfiBus等，且各種不同廠商、不同類型的控制器和狀態(tài)傳感器組成了異構(gòu)的底層智能(如數(shù)控、智能傳感器)和非智能節(jié)點集合。實現(xiàn)各種工業(yè)現(xiàn)場總線連接的設(shè)備的“即插即用”和便捷接入，就必須解決這些異構(gòu)設(shè)備的實時信息通信問題。目前，世界上存在著大約四十余種現(xiàn)場總線，如法國的FIP、英國的ERA、德國西門子公司Siemens的ProfiBus、挪威的FINT Echelon公司的LONWorks、PhenixContact公司的InterBus、RoberBosch公司的CAN、Rosemount公司的HART、CarloGavazzi公司的Dupline、丹麥ProcessData公司的P-net、PeterHans公司的F-Mux、以及ASI(ActraturSensorInterface)、MODBus、SDS、Arcnet、國際標(biāo)準組織-基金會現(xiàn)場總線FF：FieldBus Foundation、WorldFIP、BitBus、美國的DeviceNet與ControlNet等等。這些現(xiàn)場總線大都用于過程自動化、醫(yī)藥領(lǐng)域、加工制造、交通運輸、國防、航天、農(nóng)業(yè)和樓宇等領(lǐng)域，大概不到十種的總線占有80％左右的市場。在我國，車間級工業(yè)監(jiān)控的現(xiàn)狀是FF H1、ControlNet、Profibus、CAN、Fieldbus、MODBus等多種總線并存的局面。隨著工業(yè)化與信息化兩化融合的不斷深入，工業(yè)現(xiàn)場異構(gòu)設(shè)備的便捷接入和多總線數(shù)據(jù)實時通信已成為企業(yè)亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于通過一種多總線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，來解決以上背景技術(shù)部分提到的問題。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種多總線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其包括多總線通信主機、現(xiàn)場總線、信號采集/發(fā)送設(shè)備、智能設(shè)備節(jié)點以及非智能設(shè)備節(jié)點；所述多總線通信主機包括OPC服務(wù)接口、現(xiàn)場總線自動識別與適配模塊、總線OPC接口、非智能設(shè)備OPC接口；其中，所述智能設(shè)備節(jié)點通過現(xiàn)場總線連接多總線通信主機，所述非智能設(shè)備節(jié)點通過信號采集/發(fā)送設(shè)備連接多總線通信主機；所述現(xiàn)場總線自動識別與適配模塊自動選擇相應(yīng)的協(xié)議進行通信，建立與現(xiàn)場服務(wù)器的連接，通過OPC服務(wù)接口建立與企業(yè)Intranet網(wǎng)絡(luò)的連接。

特別地，所述現(xiàn)場總線自動識別與適配模塊運行于多總線通信主機上，用于對支持總線的OPC接口和支持非智能設(shè)備接入的OPC接口進行類型識別，并自動進行通信協(xié)議適配。

特別地，所述總線OPC接口運行于多總線通信主機上，用于現(xiàn)場總線的接入；所述總線OPC接口包括支持DeviceNet總線、Profibus總線、CAN總線、FF總線的OPC接口及DeviceNet總線、Profibus總線、CAN總線、FF總線對應(yīng)的服務(wù)代理程序:Devicenet SA、Profibus SA、CAN SA、FF SA。

特別地，所述非智能設(shè)備OPC接口運行于多總線通信主機上，用于對連接非智能設(shè)備節(jié)點的信號采集/發(fā)送設(shè)備的接入；所述非智能設(shè)備OPC接口包含支持與非智能設(shè)備通信的OPC統(tǒng)一架構(gòu)。

特別地，所述信號采集/發(fā)送設(shè)備包括非智能設(shè)備接入所需要的物理接口，所述物理接口包括RS-232/422/485、USB、網(wǎng)絡(luò)接口、IEEE1394、PCI-e、Camera link、SPI。

特別地，所述智能設(shè)備節(jié)點包括帶有數(shù)字通信接口的工業(yè)設(shè)備，所述工業(yè)設(shè)備包括數(shù)控控制器、智能儀表、智能開關(guān)/閥門、可編程邏輯控制器(PLC)。

特別地，所述非智能設(shè)備節(jié)點包括不帶有數(shù)字通信接口的工業(yè)設(shè)備，所述工業(yè)設(shè)備包括繼電器、電動開關(guān)/閥門。

本發(fā)明提出的多總線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)在運行時，各種智能設(shè)備節(jié)點通過現(xiàn)場總線連接到多總線通信主機上，各種非智能設(shè)備節(jié)點通過信號采集/發(fā)送設(shè)備連接到多總線通信主機上；所述現(xiàn)場總線自動識別與適配模塊根據(jù)接入總線的類型選擇合適的通信協(xié)議進行數(shù)據(jù)通信，并建立起與現(xiàn)場服務(wù)器的數(shù)據(jù)通信，通過OPC服務(wù)接口建立與企業(yè)Intranet網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信。本發(fā)明針對工業(yè)現(xiàn)場多總線、智能與非智能設(shè)備混雜并存的問題，解決了多種智能與非智能設(shè)備、多信息源、多現(xiàn)場總線、多通信協(xié)議下的異構(gòu)工業(yè)設(shè)備互聯(lián)互通和實時通信問題，方便了多總線現(xiàn)場工業(yè)設(shè)備的實時通信和垂直管控的實現(xiàn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的多總線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部內(nèi)容，除非另有定義，本文所使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例，不是旨在于限制本發(fā)明。

請參照圖1所示，圖1為本發(fā)明實施例提供的多總線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

本實施例中多總線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)具體包括多總線通信主機11、現(xiàn)場總線6、信號采集/發(fā)送設(shè)備7、智能設(shè)備節(jié)點8以及非智能設(shè)備節(jié)點9；所述多總線通信主機11包括OPC服務(wù)接口2、現(xiàn)場總線自動識別與適配模塊3、總線OPC接口4、非智能設(shè)備OPC接口5；其中，所述智能設(shè)備節(jié)點8通過現(xiàn)場總線6連接多總線通信主機11，所述非智能設(shè)備節(jié)點9通過信號采集/發(fā)送設(shè)備7連接多總線通信主機11；所述現(xiàn)場總線自動識別與適配模塊3自動選擇相應(yīng)的協(xié)議進行通信，建立與現(xiàn)場服務(wù)器10的連接，通過OPC服務(wù)接口2建立與企業(yè)Intranet網(wǎng)絡(luò)1的連接。所述OPC服務(wù)接口2符合OPC基金會制訂的OPC工業(yè)標(biāo)準，用于多總線通信主機11與企業(yè)Intranet網(wǎng)絡(luò)1的通信，它通過自動化接口或自定義接口連接到企業(yè)Intranet網(wǎng)絡(luò)1上。

在本實施例中，所述信號采集/發(fā)送設(shè)備7包括多種與非智能設(shè)備節(jié)點9通信的各種板卡和模塊；現(xiàn)場智能設(shè)備節(jié)點8和非智能設(shè)備節(jié)點9可通過現(xiàn)場服務(wù)器10進行監(jiān)控，也可以通過OPC服務(wù)接口2接入企業(yè)Intranet網(wǎng)絡(luò)1。

所述現(xiàn)場總線自動識別與適配模塊3運行于多總線通信主機11上，用于對支持總線的OPC接口和支持非智能設(shè)備接入的OPC接口進行類型識別，并根據(jù)接入類型識別的結(jié)果自動進行通信協(xié)議適配。

所述總線OPC接口4運行于多總線通信主機11上，用于現(xiàn)場總線6的接入；所述總線OPC接口4包括但不限于支持現(xiàn)場總線6如DeviceNet總線、Profibus總線、CAN總線、FF總線的OPC接口及DeviceNet總線、Profibus總線、CAN總線、FF總線對應(yīng)的服務(wù)代理程序:Devicenet SA、Profibus SA、CAN SA、FF SA。總線OPC接口4包括DeviceNet節(jié)點、Profibus節(jié)點。所述現(xiàn)場總線6包括多種常用的工業(yè)現(xiàn)場總線類型如DeviceNet總線、Profibus總線、CAN總線、FF總線等。

所述非智能設(shè)備OPC接口5運行于多總線通信主機11上，用于對連接非智能設(shè)備節(jié)點9的信號采集/發(fā)送設(shè)備7的接入；所述非智能設(shè)備OPC接口5包含支持與非智能設(shè)備通信的OPC統(tǒng)一架構(gòu)(OPC UA)，非智能節(jié)點。

所述信號采集/發(fā)送設(shè)備7包括非智能設(shè)備接入所需要的物理接口，用于對現(xiàn)場非智能設(shè)備9的接入。所述物理接口包括但不限于RS-232/422/485、USB、網(wǎng)絡(luò)接口、IEEE1394、PCI-e、Camera link、SPI。

所述智能設(shè)備節(jié)點8包括帶有數(shù)字通信接口的工業(yè)設(shè)備，所述智能設(shè)備節(jié)點8通過現(xiàn)場總線6接入多總線通信主機11。所述工業(yè)設(shè)備包括但不限于數(shù)控控制器、智能儀表、智能開關(guān)/閥門、PLC。

所述非智能設(shè)備節(jié)點9包括不帶有數(shù)字通信接口的工業(yè)設(shè)備，所述工業(yè)設(shè)備包括但不限于繼電器、電動開關(guān)/閥門。所述非智能設(shè)備節(jié)點9通過信號采集/發(fā)送設(shè)備7接入多總線通信主機11。

工作時，首先，將工業(yè)現(xiàn)場的各種智能設(shè)備節(jié)點8通過現(xiàn)場總線6連接到多總線通信主機11上，各種非智能設(shè)備節(jié)點9通過信號采集/發(fā)送設(shè)備7連接到多總線通信主機11上；然后，所述現(xiàn)場總線自動識別與適配模塊3根據(jù)接入總線的類型選擇合適的通信協(xié)議進行數(shù)據(jù)通信，并建立起與現(xiàn)場服務(wù)器10及通過OPC服務(wù)接口2建立與企業(yè)Intranet網(wǎng)絡(luò)1的數(shù)據(jù)通信；所述現(xiàn)場總線自動識別與適配模塊3通過周期性地掃描各種總線OPC接口4和非智能設(shè)備OPC接口5，實時傳遞通信數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)對多總線工業(yè)現(xiàn)場各種設(shè)備實時垂直管控的目的。

本發(fā)明的技術(shù)方案不僅解決了包括智能設(shè)備和非智能設(shè)備的多現(xiàn)場設(shè)備的接入問題，同時，本發(fā)明也解決了多信息源、多現(xiàn)場總線、多通信協(xié)議下的異構(gòu)工業(yè)設(shè)備互聯(lián)互通和實時數(shù)據(jù)傳遞問題，對多總線現(xiàn)場工業(yè)設(shè)備的實時通信和垂直管控的實現(xiàn)具有重要的實用價值。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory，ROM)或隨機存儲記憶體(Random Access Memory，RAM)等。

以上結(jié)合具體實施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發(fā)明保護范圍的限制?；诖颂幍慕忉?，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它具體實施方式，這些方式都將落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。