專(zhuān)利名稱：冗余式智能型網(wǎng)絡(luò)通訊控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS中的網(wǎng)絡(luò)通訊控 制器，它廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、冶金、制藥、造紙等相關(guān) 行業(yè)的自動(dòng)化過(guò)程控制領(lǐng)域。
技術(shù)背景隨著智能儀表、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)總線 控制技術(shù)已成為當(dāng)今自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展主流，它替代了現(xiàn)有的 分散型控制系統(tǒng)DCS成為自動(dòng)化控制領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)手段，但現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)存在的主要技術(shù)問(wèn)題是1、均采用單機(jī)裝置，當(dāng)裝置本身或現(xiàn)場(chǎng)總線出現(xiàn)故障時(shí)，均會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，不能滿足具有高可靠性、冗余要求的應(yīng)用場(chǎng)合；2、大多采用網(wǎng)關(guān)， 即協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，由于站控層網(wǎng)絡(luò)速率一般不低于10M,而現(xiàn)場(chǎng)間 隔層的現(xiàn)場(chǎng)總線速率一般低于1M，因此當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)總線子站設(shè)備即網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)較多時(shí)，由于總處于等待子站設(shè)備數(shù)據(jù)更新，因而會(huì)大大降低整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，不能滿足大數(shù)據(jù)量、高實(shí)時(shí)性能的應(yīng)用場(chǎng)合；3、現(xiàn)有的該類(lèi)產(chǎn)品大多采用低速的下行現(xiàn)場(chǎng)接口，接口總線速率 不高于38.4K，不能滿足當(dāng)今國(guó)際工業(yè)主流的H2類(lèi)高速現(xiàn)場(chǎng)總線 的應(yīng)用及標(biāo)準(zhǔn)①DeviceNet總線，GB / T18858. 3-2002的要求， ②Profibus - DP總線，IEC 6 1 158 : 2003中TYPE III的要 求，③Modbus/TCP工業(yè)以太網(wǎng)，GB / Z19582. 1-2004第1部分的 要求；4、目前該技術(shù)領(lǐng)域的產(chǎn)品大多采用工控機(jī)及WINDOWS操作 系統(tǒng)來(lái)完成的，但由于具有風(fēng)扇、硬盤(pán)等諸多外圍接插器件，硬件 及軟件均存在不穩(wěn)定因素。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)面臨的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn) 題是保證其可靠性、實(shí)時(shí)性以及現(xiàn)場(chǎng)總線的規(guī)范性，目前上述技術(shù) 問(wèn)題均沒(méi)有得到有效的解決，制約了現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS的廣泛 應(yīng)用。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型專(zhuān)利申請(qǐng)的發(fā)明目的在于提供一種可靠性高、通 訊傳輸速率高、并可基于標(biāo)準(zhǔn)化的H2類(lèi)高速現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)組成現(xiàn) 場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS的冗余式智能型網(wǎng)絡(luò)通訊控制器。本實(shí)用新型 專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)峁┑娜哂嗍街悄苄途W(wǎng)絡(luò)通訊控制器技術(shù)方案，其主要技 術(shù)內(nèi)容是 一種冗余式智能型網(wǎng)絡(luò)通訊控制器，由結(jié)構(gòu)構(gòu)成相同 的主通訊控制器和備用通訊控制器連接組成，每組通訊控制器中設(shè)有中央控制CPU單元和電源單元，其I/O總線分別設(shè)置連接以 太網(wǎng)接口總線單元、HI類(lèi)低速現(xiàn)場(chǎng)接口總線單元和H2類(lèi)高速現(xiàn) 場(chǎng)接口總線單元，主通訊控制器和備用通訊控制器之間由I/O總 線作為監(jiān)測(cè)信號(hào)端經(jīng)光電隔離耦合器件連接。上述的兩部智能型網(wǎng)絡(luò)通訊控制器可與主用控機(jī)和備用控機(jī) 組成冗余式現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，其主用控機(jī)具有裝置的優(yōu)先管理控 制權(quán)，同時(shí)主通訊控制器每200MS以脈沖方式光隔離輸出通知備用 控機(jī)。無(wú)論何種原因，當(dāng)主用控機(jī)出現(xiàn)故障，既備用通訊控制器 在設(shè)定的500MS內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到主用控機(jī)的脈沖信號(hào)，則備用控機(jī)接 管整個(gè)系統(tǒng)的控制權(quán)，包括以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線等的硬件冗余處理和 軟件數(shù)據(jù)處理；待主用控機(jī)修復(fù)或恢復(fù)正常后，備用控機(jī)自動(dòng)將系 統(tǒng)控制管理權(quán)交還給主用控機(jī)，然后自動(dòng)退出，保證整個(gè)系統(tǒng)的"無(wú) 縫"過(guò)渡。本實(shí)用新型技術(shù)方案還基于分層分布式的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò) 架構(gòu)模式實(shí)現(xiàn)硬件網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋺?yīng)用，以軟件設(shè)計(jì)將每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線接口 均分配獨(dú)立的工作線程，下行現(xiàn)場(chǎng)總線采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新到本冗余 式智能型網(wǎng)絡(luò)通訊控制器的用戶數(shù)據(jù)區(qū)，可以根據(jù)用戶要求配置文 件，實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)編程、歸納、整理和計(jì)算，上行以太網(wǎng)僅對(duì)用戶 數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，極大提高了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，尤其是現(xiàn)場(chǎng) 總線子站設(shè)備即網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)較多的應(yīng)用場(chǎng)合。本實(shí)用新型方案具有多 種現(xiàn)場(chǎng)總線接口，包括4路標(biāo)準(zhǔn)H1類(lèi)低速現(xiàn)場(chǎng)總線；標(biāo)準(zhǔn)H2類(lèi)高 速現(xiàn)場(chǎng)總線接口，其中包括10M/100M自適應(yīng)工業(yè)以太網(wǎng)接口 2路， Profibus-DP或DeviceNet總線接口 4路。本冗余式智能型網(wǎng)絡(luò) 通訊控制器的操作系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)LINUX, CPU采用 ARM9，主頻266MHz,無(wú)硬盤(pán)、無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)，從硬件角度不但進(jìn)一 步提高可靠性，從軟件角度也可免除計(jì)算機(jī)病毒的困擾。

圖1和圖2分別為將本實(shí)用新型冗余式智能型網(wǎng)絡(luò)通訊控制 器連接為主用控機(jī)和備用控機(jī)方式的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的雙網(wǎng)和 單網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖圖3為本冗余式智能型網(wǎng)絡(luò)通訊控制器的電路結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的冗余式智能型網(wǎng)絡(luò)通訊控制器，如圖3所示， 其主要技術(shù)內(nèi)容是本冗余式智能型網(wǎng)絡(luò)通訊控制器由結(jié)構(gòu)構(gòu)成 相同的主通訊控制器(A)和備用通訊控制器(B)連接組成，每 組通訊控制器中均設(shè)有中央控制CPU單元A、B和電源單元a、 b， 其中選用ARM9作為其中央控制CPU單元的中央處理器，其I/O總 線分別分配連接設(shè)置有以太網(wǎng)接口總線單元1A、 1B、 HI類(lèi)低速 現(xiàn)場(chǎng)接口總線單元2A.3A、 2B.3B，以及H2類(lèi)高速現(xiàn)場(chǎng)接口總線 單元4A.5A、 4B.5B,主通訊控制器(A)和備用通訊控制器(B) 之間由各自分配的I/O總線作為監(jiān)測(cè)信號(hào)端、經(jīng)光電隔離耦合器 件連接。其中的中央處理器1、 CPU IDT 79R32438- 266， MIP32 Core 266MHz;2、 Flash Memory: 8M Bytes，用于存放用戶配置文件；3、 SDRAM 32M Bytes,用于CPU與現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行通訊的內(nèi)存；4、 EEPROM; 512K Bytes,用于存放系統(tǒng)程序。 現(xiàn)場(chǎng)總線接口1、 2路以太網(wǎng)接口 1A、 IB:采用10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)，RJ45 接口，通訊協(xié)議采用MODBUS/TCP，符合國(guó)標(biāo)GB/Z19582. 1-2004基 于MODBUS協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范第1、 3部分；2、 4路HI類(lèi)低速現(xiàn)場(chǎng)總線接口 2A.3A、2B.3B:采用標(biāo)準(zhǔn)RS-485 或RS-422接口，最高通訊速率可達(dá)38. 4K，通訊協(xié)議采用MODBUS RTU，符合國(guó)標(biāo)GB/Z19582. 1-2004基于MODBUS協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化 網(wǎng)絡(luò)規(guī)范第1、 2部分；3、 4路H2類(lèi)高速現(xiàn)場(chǎng)總線接口 4A.5A、 4B.5B: 具備以下現(xiàn)場(chǎng)總線接口卡，主/從站可選擇，其中 Profibus-DP總線通訊速率187. 5K/500K/1500K/3000K可選； DeviceNet總線-通訊速率125K/250K/500/謂0K可選； LonWorks總線 通訊速率125K/250K/500/1000K可選。其系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力；16位模擬量遙測(cè)總量8192點(diǎn)數(shù)據(jù)可配置；32位模擬量遙脈總量4096點(diǎn)數(shù)據(jù)可配置； 開(kāi)關(guān)量輸入遙信總量8192點(diǎn)數(shù)據(jù)可配置；
開(kāi)關(guān)量輸出遙控總量4096點(diǎn)數(shù)據(jù)可配置。其系統(tǒng)運(yùn)行及維護(hù)1、 LED指示燈電源1個(gè)；運(yùn)行1 個(gè)；以太網(wǎng)10M/100M各2個(gè)；現(xiàn)場(chǎng)總線工作狀態(tài)收/發(fā)各8個(gè)。2、系統(tǒng)配置端口 RS-232通訊口. 1個(gè)(DB9孔)；3、實(shí)時(shí)時(shí)鐘。下面敘述本冗余式智能型網(wǎng)絡(luò)通訊控制器的工作原理一、 裝置的配置文件 本實(shí)用新型冗余式智能型網(wǎng)絡(luò)通訊控制器的硬件均采用兩套獨(dú)立的硬件配置，兩套裝置的工作模式是根據(jù)用戶的配置文件來(lái)完 成的，用戶配置文件包括1、 主通訊控制器(A)和備用通訊控制器(B)的工作模式2、 Hl類(lèi)低速現(xiàn)場(chǎng)總線的通訊協(xié)議、子站數(shù)量及地址、數(shù)據(jù)類(lèi)型、數(shù)據(jù)量、通訊速率及接線方式等。3、 H2類(lèi)高速現(xiàn)場(chǎng)總線的總線類(lèi)型、子站數(shù)量及地址、數(shù)據(jù)類(lèi) 型、數(shù)據(jù)量、通訊速率等。4、 以太網(wǎng)的IP地址、端口號(hào)、子站掩碼、網(wǎng)關(guān)地址、數(shù)據(jù)類(lèi) 型、數(shù)據(jù)量、通訊協(xié)議等。二、 工作過(guò)程正常情況下主通訊控制器(A)具有裝置的優(yōu)先系統(tǒng)管理權(quán)及現(xiàn)場(chǎng)總線的通訊控制權(quán)，既"主通訊控制器(A)"處于正常工作狀態(tài)，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)總線的調(diào)度和管理工作，同時(shí)"主通訊控制器(A)"通過(guò)光電隔離耦合器件，每200mS輸出一個(gè)脈沖信號(hào)到"備 用通訊控制器(B)",供備用通訊控制器(B)監(jiān)視"主通訊控制 器(A)"是否工作正常之用，無(wú)論何種原因，當(dāng)主通訊控制器(A) 出現(xiàn)故障，如電源故障、CPU故障或現(xiàn)場(chǎng)總線故障等等時(shí)，主通訊 控制器(A)輸出脈沖信號(hào)停止，當(dāng)備用通訊控制器(B)在500MS 內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到主通訊控制器(A)的脈沖信號(hào)；備用通訊控制器(B) 自動(dòng)接管整個(gè)系統(tǒng)的控制權(quán)，包括以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線等的硬件管理 和軟件數(shù)據(jù)處理；由備用通訊控制器(B)接替主通訊控制器(A) 的調(diào)度和管理工作；當(dāng)主通訊控制器(A)修復(fù)或恢復(fù)正常后，備 用通訊控制器(B)自動(dòng)將系統(tǒng)控制管理權(quán)交給主通訊控制器(A) 后，自動(dòng)退出，實(shí)現(xiàn)整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線軟、硬件的"無(wú)逢"過(guò)渡。1、 裝置正常狀態(tài)下，"主通訊控制器(A)"具有系統(tǒng)控制權(quán)，主要調(diào) 度和管理事件如下①主通訊控制器(A)的HI類(lèi)現(xiàn)場(chǎng)總線接口 2A、 3A的負(fù)責(zé)總線數(shù)據(jù)采集、控制；備用通訊控制器(B)的HI 類(lèi)現(xiàn)場(chǎng)總線接口 2B、 3B處于等待狀態(tài)，不工作；②主通訊控制器(A)的H2類(lèi)現(xiàn)場(chǎng)總線接口 4A、 5A的負(fù)責(zé)總線數(shù)據(jù)處理、控制； 備用通訊控制器(B)的H2類(lèi)現(xiàn)場(chǎng)總線接口 4B、 5B處于等待狀態(tài)， 不工作；由于H2類(lèi)高速總線類(lèi)型較多，如Profibus-DP、 DeviceNet、 LonWorks等，它們的硬件接口及數(shù)據(jù)報(bào)文訪問(wèn)機(jī)制不 同，因此本實(shí)施例中采用了具有雙口 RAM接口的智能現(xiàn)場(chǎng)總線模 塊，其外型尺寸均為72*48*16mm,其雙口 RAM的讀寫(xiě)格式及現(xiàn)場(chǎng) 總線數(shù)據(jù)區(qū)均是相同的，因此，對(duì)于不同的H2類(lèi)現(xiàn)場(chǎng)總線，可選 擇對(duì)應(yīng)的智能現(xiàn)場(chǎng)總線模塊；軟件驅(qū)動(dòng)是完全相同的，僅需要修改 裝置的配置文件中現(xiàn)場(chǎng)總線類(lèi)型既可。③的以太網(wǎng)口 1A的網(wǎng)絡(luò)數(shù) 據(jù)處理及控制；備用通訊控制器(B)的的以太網(wǎng)口 1B處于等待 狀態(tài)，不工作； 的I/O數(shù)據(jù)處理及控制通過(guò)I/O數(shù)據(jù)線，每 200mS輸出一個(gè)脈沖信號(hào)到光電隔離耦合器件，該光電隔離耦合器 件輸出信號(hào)連接到的光電隔離耦合器件輸入。備用通訊控制器(B) 的1/0數(shù)據(jù)處理及控制通過(guò)1/0數(shù)據(jù)線，每250mS讀取一次脈沖 輸入信號(hào)，如果500mS內(nèi)未檢測(cè)到主通訊控制器(A)的脈沖信號(hào)； 備用通訊控制器(B)自動(dòng)接管整個(gè)系統(tǒng)的控制權(quán)，包括以太網(wǎng)、 現(xiàn)場(chǎng)總線等的硬件管理和軟件數(shù)據(jù)處理；由備用通訊控制器(B) 接替主通訊控制器(A)的調(diào)度和管理工作。2、裝置異常狀態(tài)下，"備用通訊控制器(B)"具有系統(tǒng)控制權(quán)，主要調(diào)度和管理事件 如下①備用通訊控制器(B)的Hl類(lèi)現(xiàn)場(chǎng)總線接口 2B、 3B的負(fù) 責(zé)總線數(shù)據(jù)采集、控制；主通訊控制器(A)的H1類(lèi)現(xiàn)場(chǎng)總線接 口 2A、 3A處于等待狀態(tài)或不工作；②備用通訊控制器(B)的H2 類(lèi)現(xiàn)場(chǎng)總線接口(4B、 5B)的負(fù)責(zé)總線數(shù)據(jù)處理/控制；主控單元的 H2類(lèi)現(xiàn)場(chǎng)總線接口 4A、 5A處于等待狀態(tài)或不工作；H2類(lèi)高速總 線工作原理同上頁(yè)"主通訊控制器(A)的H2類(lèi)現(xiàn)場(chǎng)總線接口 "。 ③備用通訊控制器(B)的以太網(wǎng)口 1B的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理及控制； 主通訊控制器(A)的以太網(wǎng)口 1A處于等待狀態(tài)或不工作；④備 用通訊控制器(B)的1/0數(shù)據(jù)處理及控制通過(guò)1/0數(shù)據(jù)線，每 250mS讀取一次由主通訊控制器(A)發(fā)出的脈沖輸入信號(hào)，如果 1000niS內(nèi)連續(xù)檢測(cè)到3個(gè)或以上的脈沖信號(hào)，表示主通訊控制器 (A)已經(jīng)恢復(fù)正常工作，備用通訊控制器(B)將立即自動(dòng)退出 整個(gè)系統(tǒng)的控制權(quán)，包括以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線等的硬件管理和軟件 數(shù)據(jù)處理；由主通訊控制器(A)負(fù)責(zé)系統(tǒng)的調(diào)度和管理工作。本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1 .具有高可靠性。硬件的CPU、 現(xiàn)場(chǎng)總線接口及電源均采用相同且獨(dú)立的硬件裝置，主備冗余工作模式，軟件采用LINUX嵌入式操作系統(tǒng)；無(wú)論出現(xiàn)何種故障，如電 源故障、CPU故障、現(xiàn)場(chǎng)總線故障或軟件故障等，均不影響裝置的正常工作?？蓮V泛應(yīng)用在工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化和工業(yè)制造自動(dòng)化領(lǐng)域，包括冶金、化工、電力、制藥、造紙等相關(guān)行業(yè)，尤其在連續(xù)生 產(chǎn)的自動(dòng)化過(guò)程控制領(lǐng)域。2 .具有分散控制特點(diǎn)。本實(shí)用新型廢棄了 DCS的輸入/輸 出單元和控制站，把DCS控制站的控制功能和DCS的輸入輸出功 能分散到網(wǎng)絡(luò)上的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，從而構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)總線控制站，控制功能 由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)徹底的分散控制，體現(xiàn)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高 度分散性。3 .具有自動(dòng)化綜合能力。本實(shí)用新型突破了 DCS系統(tǒng)中通 信由專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)的封閉系統(tǒng)采用一對(duì)一的設(shè)備連線，按控制回路分別 進(jìn)行硬線連接來(lái)實(shí)現(xiàn)所造成的弊端，可節(jié)約大量通訊線纜；把基于 封閉、專(zhuān)用的解決方案變成了基于公開(kāi)化、標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案，由 于采用了智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，能夠把原先DCS系統(tǒng)中處于控制室的控制 模塊、各輸入輸出模塊下放到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，便于將規(guī)范的自動(dòng)化設(shè)備 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)連成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化的各種功能。4 .具有高實(shí)時(shí)性。本實(shí)用新型廢棄了以往"網(wǎng)關(guān)"式透明數(shù) 據(jù)訪問(wèn)機(jī)制，硬件網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋺?yīng)用基于分層分布式的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)架 構(gòu)，軟件技術(shù)采用每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線接口均分配獨(dú)立的工作線程，下行 現(xiàn)場(chǎng)總線采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新到用戶數(shù)據(jù)區(qū)，根據(jù)用戶配置文件，可 編程、歸納、整理和計(jì)算各種數(shù)據(jù)，上行以太網(wǎng)僅對(duì)用戶數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn) 行數(shù)據(jù)交換；極大提高了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，尤其是現(xiàn)場(chǎng)總線子站 設(shè)備，即網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)較多的應(yīng)用場(chǎng)合。5 .具有系統(tǒng)的開(kāi)放性。開(kāi)放是指對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的一致性、公 開(kāi)性，強(qiáng)調(diào)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的共識(shí)與遵從。 一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，是指它可以與世 界上任何地方遵守相同標(biāo)準(zhǔn)的其它設(shè)備或系統(tǒng)連接。通信協(xié)議一致 公開(kāi)，各個(gè)不同廠家的設(shè)備之間可實(shí)現(xiàn)信息交換.本實(shí)用新型致力
于建立統(tǒng)一的工廠底層網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放系統(tǒng)，用戶可按自己的需要和考 慮，把來(lái)自不同供應(yīng)商的產(chǎn)品組成大小隨意的系統(tǒng)，通過(guò)本實(shí)用新 型構(gòu)筑自動(dòng)化領(lǐng)域的開(kāi)放互連系統(tǒng)。6 .具有互操作性與互用性.本實(shí)用新型的互操作性，是指 實(shí)現(xiàn)互連設(shè)備間、系統(tǒng)間的信息傳送與溝通；而互用則意味著不同 生產(chǎn)廠家的性能類(lèi)似的設(shè)備可實(shí)現(xiàn)相互替換。7 .具有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化與功能自治性。本實(shí)用新型將傳 感測(cè)量、補(bǔ)償計(jì)算、工程量處理與控制等功能分散到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中 完成，僅靠現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備即可完成自動(dòng)控制的基本功能，并可隨時(shí)診斷 設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。8 .具有對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性.本實(shí)用新型工作在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng) 前端，作為工廠網(wǎng)絡(luò)底層的現(xiàn)場(chǎng)總線，是專(zhuān)為現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境而設(shè)計(jì)的， 可支持雙紋線，同軸電纜、光纜、射頻、紅外線、電力線等，具有 較強(qiáng)的抗干擾能力。9.節(jié)省硬件數(shù)量與投資。由于本實(shí)用新型分散在現(xiàn)場(chǎng)的智能 設(shè)備能直接執(zhí)行多種傳感控制報(bào)警和計(jì)算功能，因而可減少變送器 的數(shù)量，不再需要單獨(dú)的調(diào)節(jié)器、計(jì)算單元等，也不再需要DCS 系統(tǒng)的信號(hào)調(diào)理、轉(zhuǎn)換、隔離等功能單元及其復(fù)雜連接，還可以用 工控PC機(jī)作為操作站，從而節(jié)省了一大筆硬件投資，并可減少控 制室的占地面積。10 .節(jié)省安裝費(fèi)用。本實(shí)用新型的接線十分簡(jiǎn)單， 一對(duì)雙紋 線或一條電纜上通常可掛接多個(gè)設(shè)備，因而電纜、端子、槽盒、橋 架的用量大大減少，連線設(shè)計(jì)與接頭校對(duì)的工作量也大大減少.當(dāng) 需要增加現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備時(shí)，無(wú)需增設(shè)新的電纜，可就近連接在原有 的電纜上，既節(jié)省了投資，也減少了設(shè)計(jì)、安裝的工作量。11 .節(jié)省維護(hù)開(kāi)銷(xiāo)。由于本實(shí)用新型具有自診斷與簡(jiǎn)單故障 處理的能力，并通過(guò)數(shù)字通訊將相關(guān)的診斷維護(hù)信息送往控制室， 用戶可以查詢所有設(shè)備的運(yùn)行，診斷維護(hù)信息，以便早期分析故障 原因并快速排除，縮短了維護(hù)停工時(shí)間，同時(shí)由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化， 連線簡(jiǎn)單而減少了維護(hù)工作量。12 .用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán).采用本實(shí)用新型用戶 可以自由選擇不同廠商所提供的設(shè)備來(lái)集成系統(tǒng).避免因選擇了某 一品牌的產(chǎn)品而被"框死"了使用設(shè)備的選擇范圍，不會(huì)為系統(tǒng)集
成中不兼容的協(xié)議、接口而一籌莫展，使系統(tǒng)集成權(quán)牢牢掌握在用戶手中。13 .提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性.由于本實(shí)用新型的智能化、數(shù)字 化，與模擬信號(hào)相比，它從根本上提高了測(cè)量與控制的精確度，減 少了傳送誤差；同時(shí)，由于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，設(shè)備與連線減少，現(xiàn) 場(chǎng)儀表內(nèi)部功能加強(qiáng)，減少了信號(hào)的往返傳輸，進(jìn)一步提高了系統(tǒng) 的工作可靠性。
權(quán)利要求1、一種冗余式智能型網(wǎng)絡(luò)通訊控制器，其特征在于它由結(jié)構(gòu)構(gòu)成相同的主通訊控制器和備用通訊控制器連接組成，每組通訊控制器中設(shè)有中央控制CPU單元和電源單元，其I/O總線分別連接設(shè)置有以太網(wǎng)接口總線單元(1A、1B)、H1類(lèi)低速現(xiàn)場(chǎng)接口總線單元和H2類(lèi)高速現(xiàn)場(chǎng)接口總線單元，主通訊控制器和備用通訊控制器之間由I/O總線作為監(jiān)測(cè)信號(hào)端、經(jīng)光電隔離耦合器件連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及的是現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS中的網(wǎng)絡(luò)通訊控制器。為提高現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)工作的可靠性和實(shí)時(shí)性，本實(shí)用新型提供的冗余式智能型網(wǎng)絡(luò)通訊控制器，它由結(jié)構(gòu)構(gòu)成相同的主通訊控制器和備用通訊控制器連接組成，每組通訊控制器中設(shè)有中央控制CPU單元和電源單元，其I/O總線分別連接設(shè)置有以太網(wǎng)接口總線單元、H1類(lèi)低速現(xiàn)場(chǎng)接口總線單元和H2類(lèi)高速現(xiàn)場(chǎng)接口總線單元，主通訊控制器和備用通訊控制器之間由I/O總線作為監(jiān)測(cè)信號(hào)端、經(jīng)光電隔離耦合器件連接。本技術(shù)方案具有高可靠性和實(shí)時(shí)性等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04L1/22GK201048386SQ20062009382
公開(kāi)日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2006年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月30日
發(fā)明者劉海波, 苑智偉 申請(qǐng)人:丹東華通測(cè)控有限公司