[發明專利]現場總線網絡控制器

無效

• 申請號: 01106350.5
• 申請日: 2001-03-23
• 公開（公告）號: CN1376985A
• 公開（公告）日: 2002-10-30
• 發明（設計）人: 王宏;于海濱;楊志家;魏劍巍;周侗;趙海燕
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G06F13/00
• 分類號: G06F13/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利代理有限責任公司
• 代理人: 周秀梅,閔憲智

本發明涉及自動化系統，具體地說是一種用于過程自動化或制造自動化現場設備互連通信網絡的現場總線網絡控制器。

在現有技術中，現場總線控制系統為基地式氣動儀表控制系統、電動單元組合式模擬儀表控制系統、集中式數字控制系統、集散控制系統，其中主要是集散控制系統(DCS)，DCS是采用一個或多個“控制單元”對多回路進行控制，其控制部分分散到一些控制板上，每個控制板上有多個回路。在DCS系統形成的過程中，由于受計算機系統早期存在的系統封閉這一缺陷的影響，各廠家的產品自成體系，不同廠家的設備不能互連在一起，這種基于封閉、專用的解決方案難以實現互換與互操作，組成更大范圍信息共享的網絡系統存在很多困難。

為了克服通信由專用網絡的封閉系統來實現所造成的缺陷，本發明的目的是提供一種基于公開化、標準化的解決方案，即可以把來自不同廠商而遵守同一協議規范的自動化設備，通過現場總線網絡連接成系統，實現綜合自動化的各種功能的現場總線網絡控制器，它把DCS集中與分散相結合的集散系統結構，變成了新型全分布式結構，把控制功能徹底分散到現場，依靠現場智能設備本身便可實現基本控制功能。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是硬件結構包括：

一中央處理器(CPU)；

一雙口存儲器(DPRAM)，完成所述中央處理器(CPU)和所述連接的計算機中央處理器之間訪問；

一隨機存儲器(RAM)，作為所述中央處理器(CPU)與現場總線進行通訊的內存；

一可編程只讀存儲器(EPROM)，存放控制程序；

一標準ISA接口電路，與標準PC或工業PC機插接，連接計算機；

一符合現場總線H1標準的現場總線接口，提供標準的31.25K的現場總線訪問連接；

其中：所述控制程序由現場總線報文規范模塊(FMS)、現場總線訪問子層模塊(FAS)、系統管理模塊(SM)、網絡管理模塊(NM)、數據鏈路層模塊(DLL)和鏈路活動調度器(LAS)組成，現場總線報文規范模塊(FMS)經主機卡訪問模塊中的雙口存儲器(DPRAM)、通過主機驅動程序與上位機連接，又分別與系統管理模塊(SM)和現場總線訪問子層模塊(FAS)通訊；數據鏈路層模塊(DLL)及鏈路活動調度器(LAS)與系統管理模塊(SM)和現場總線訪問子層模塊(FAS)通訊，又經現場總線驅動模塊(ICDriver)輸出至現場總線接口；網絡管理模塊(NMA)與現場總線報文規范模塊(FMS)、現場總線訪問子層模塊(FAS)、數據鏈路層模塊(DLL)及鏈路活動調度器(LAS)均有通訊連接關系；

所述現場總線報文規范模塊(FMS)規定了消息發送的格式及協議的行為，提供上下文管理、對象字典服務、變量訪問、事件服務、上載/下載服務、程序調用六種服務，具體流程為：處理經主機卡訪問模塊下傳數據時，取雙口存儲器(DPRAM)中的用戶數據，對用戶數據進行認定，如果數據正確，進行編碼，發送給現場總線報文規范模塊(FMS)協議數據單元，否則給出出錯報告；處理現場總線報文規范模塊(FMS)協議數據單元傳上來的數據時，先解碼，判斷是否發給用戶，如判斷結果為發給用戶，則執行操作；若判斷結果為不發給用戶則實現服務，應經確認的則發確認命令，未經確認的則結束程序；

所述現場總線訪問子層模塊(FAS)負責為上層現場報文規范模塊(FMS)提供信息傳遞通路，包括三種應用協議機對應三種不同的虛擬通信關系，即：客戶/服務器方式、發布者/訂閱者方式、報告分發方式，其中報告分發方式的通訊應用隊列的、用戶觸發的單向方式(QUU)應用協議機；客戶/服務器方式方式應用隊列的、用戶觸發的雙向方式(QUB)應用協議機；發布者/訂閱者方式應用緩沖區的、網絡觸發的單向方式應用協議機(NBU)；其流程為：來自現場總線報文規范模塊(FMS)的信息，通過現場總線訪問子層模塊(FAS)服務協議機提供對不同通訊方式的選擇，然后用數據鏈路層模塊(DLL)映射協議機提供與數據鏈路層模塊(DLL)的通訊；