[發明專利]多路串行通信轉換器及其應用的集散控制系統

無效

• 申請號: 200810042661.5
• 申請日: 2008-09-09
• 公開（公告）號: CN101673107A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 冷忠民;盧向東
• 申請（專利權）人: 上海輕工業研究所有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;H04L29/06
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 陳 亮

技術領域

本發明涉及工業自動化控制系統中的數據傳輸裝置，尤其涉及一種多路串 行通信轉換器及其應用的集散控制系統。

背景技術

隨著計算機技術的發展，在工業自動化領域內基于工業PC機的集散控制 系統已獲得廣泛的運用。參照圖1所示，集散控制系統從系統架構來看，基本 為二級主從結構，即上位機10采用工業PC機，在PC機的操作系統(如Windows 98/2000/XP)環境下運行各種組態軟件。下位機30為各種工業測量、控制設備 (如儀表、模塊、可編程控制器、變頻器等)，這些設備均配置了各種串行通 信接口(如RS232、RS485、RS422)，并分別具有各自的串行通信協議。上位 機10和下位機30之間以串行通信總線20相連，根據串行通信接口的不同以 及串行通信協議的區別，下位機設備30要分成多組分別連接至上位機10的某 個串行通信接口上，這樣上位機10就可能需要擴展多個串行通信接口。也可 能出現這樣的情況，即某設備的串行通信協議不在上位機組態軟件支持的范圍 內(非標準的串行通信協議)，這樣就要利用其串行通信協議得到組態軟件支 持的其他設備的模擬信號接口來采集上述設備模擬信號接口輸出的模擬信號， 轉換為數字信號后再傳輸至上位機。這樣就可能帶來新的問題，如產生轉換誤 差、易受干擾、增加成本(因增加模擬信號輸入/輸出接口)等。

以圖1為例，設備A、B、C、D、E是指具有不同的串行通信協議的設備， 分別以不同的字母來區分。圖中設備D1、D2的的串行通信協議不在上位機組 態軟件支持的范圍內，所以就要利用設備E1的模擬信號接口來采集設備D1、 D2輸出的模擬信號，再轉換為數字信號后傳輸至上位機。此系統的工業PC機 一則需要擴充至四個串行接口、四條通信總線，二則組態軟件中需配置四種串 行通信協議，由此帶來配置上的成本增加和結構復雜化。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種多路串行通信轉換器，用以在工業 自動化控制系統的上、下位機之間充當一個數據緩沖轉換裝置，從各種帶不同 的串行通信接口、串行通信協議、串行通信參數設備上傳的信息中，提取所需 的數據、狀態等，經過加工、整理后統一以常用的標準串行通信協議與上位機 進行數據傳輸。

本發明為解決上述技術問題而采用的技術方案是提出一種多路串行通信 轉換器，用以在集散控制系統的上位機與多個下位機之間進行協議轉換，其中 每一下位機具有串行通信接口及至少一串行通信協議，上位機具有串行通信接 口，上位機上運行的組態軟件具有至少一串行通信協議，該多路串行通信轉換 器包括：

多個第一通信接口，一一對應地連接多個下位機，其中各第一通信接口和 與之連接的下位機的串行通信接口兼容；

第二通信接口，連接所述上位機，所述第二通信接口與上位機的串行通信接 口兼容；

多個從微控制器，一一對應地連接各第一通信接口，其中各從微控制器使用 與對應下位機的串行通信協議兼容的第一串行通信協議與下位機進行數據通信；以 及

主微控制器，連接所述第二通信接口，并使用與上位機組態軟件中的串行通 信協議兼容的第二串行通信協議與上位機進行數據通信，其中所述主微控制器經由 一內部數據總線與各從微控制器傳輸數據。

上述的多路串行通信轉換器中，各從微控制器的第一串行通信協議是根據對 應的下位機的串行通信協議而編制的。

上述的多路串行通信轉換器中，主微控制器經由一內部控制總線控制與各從 微控制器之間的數據傳輸方向。

上述的多路串行通信轉換器中，內部數據總線為并行總線。

上述的多路串行通信轉換器中，各從微控制器具有不同的的地址編號，所 述主微控制器按照地址編號與各從微控制器傳輸數據并保存所述數據。

上述的多路串行通信轉換器中，多個第一通信接口可分別為RS232、 RS485、RS422串行通信接口之一，而第二通信接口可為RS232、RS485、RS422 串行通信接口之一。

另一方面，本發明提出一種集散控制系統，包括一上位機、多個下位機及 至少一多路串行通信轉換器，至少一多路串行通信轉換器連接在所述上位機和 多個下位機之間，用以進行協議轉換，其中每一下位機具有串行通信接口及至 少一串行通信協議，該上位機具有串行通信接口，上位機上運行的組態軟件具 有至少一串行通信協議，每一多路串行通信轉換器包括：