[實用新型]網絡化控制器

無效

• 申請號: 200920202990.1
• 申請日: 2009-09-02
• 公開（公告）號: CN201477439U
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 沙毅
• 申請（專利權）人: 沙毅
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;H04L12/56
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

技術領域：本實用新型涉及一種應用于天文臺500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)下拉索促動器的控制系統，屬于天文自動控制和網絡通信技術領域。

背景技術：控制器是工業生產領域、科學研究設備、科學實驗設備、大型自動控制系統和智能控制設備等領域最常用的基本單元設備，它能夠獨立完成各種參量或各種機械動作的自動檢測與控制。而通常的控制器主要由主控制單元和輸入/輸出接口單元組成，其中主控制單元可以由單片機的CPU或嵌入式的ARM構成，完成控制器的編程、外部設備的控制、控制器的操作、控制器的人-機交互的功能；輸入/輸出接口單元由主控制芯片的I/O端口組成，完成對外部設備的控制和外部數據的采集功能。

對于大型自動控制機械裝置或大型智能型科學研究設備，為了能夠實現各個控制節點的協調動作，需要大量的節點控制器組成龐大的控制系統，由各控制器共同完成整體設備或裝置的控制；中國國家天文臺500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)項目中下拉索促動器控制系統就是其中一例，這些節點控制器之間的數據通信成為不可忽視且直接影響控制系統穩定、可靠的重要因素；如何架構節點控制器之間的數據通信網絡，是提高控制系統整體性能的關鍵技術之

目前，在500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)項目中下拉索促動器控制系統中的控制器無論采用何種通信接口，其組網方式只有總線和星型兩種方式，總線式結構適合于RS-485或CAN總線標準，星型結構適合于以太網標準；當節點控制器數量過多、控制節點的物理位置結構過于密集時，采用總線式結構其線路可靠性最差，只要有一處線路斷開，則系統就會癱瘓；采用星型結構，雖然線路可靠性有所提高，但所使用的中間設備過多，會大幅增加系統的成本，以至于該方案不可行。

實用新型內容：

實用新型目的：本實用新型結合中國國家天文臺500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)項目中下拉索促動器控制系統的特殊需求，提供一種網絡化控制器，其目的是解決以下問題：1、以往利用網絡化控制器進行組網的時候，總線組網方式中存在節點控制器數量過多、控制節點的物理位置結構過于密集時，線路可靠性最差的問題；2、星型組網的方式中存在中間設備過多、大幅增加系統成本的問題。

技術方案：本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種網絡化控制器，是一種應用于天文臺球面射電望遠鏡項目中下拉索促動器的控制系統，包括主控制單元和與其連接的輸入/輸出接口單元，其特征在于：所述主控制單元通過數據交換單元與多路網絡化接口單元連接；主控制單元中還設置有路由交換算法軟件模塊(4)。

所述控制器的主控制單元由單片機的CPU或嵌入式的ARM構成，所述控制器的輸入/輸出接口單元由主控制芯片的I/O端口組成。

所述控制器的多路網絡化接口單元由多通道RS-485驅動電路系統、多通道CAN總線驅動電路系統或多通道以太網驅動電路系統組成。

多通道RS-485驅動電路系統由RS-485驅動電路、數據交換單元、路由/交換控制單元和數據總線/控制總線組成，所述RS-485驅動電路連接數據交換單元，數據交換單元連接路由/交換控制單元，路由/交換控制單元連接數據總線/控制總線。

多通道CAN總線驅動電路系統由CAN總線驅動電路、數據交換單元、路由/交換控制單元、數據總線/控制總線組成，所述CAN總線驅動電路連接數據交換單元，數據交換單元連接路由/交換控制單元，路由/交換控制單元連接數據總線/控制總線。

所述以太網驅動電路系統由以太網驅動電路、數據交換單元、路由/交換控制單元和數據/控制總線組成，所述以太網驅動電路連接數據交換單元，數據交換單元連接路由/交換控制單元，路由/交換控制單元連接數據/總線。

所述控制器的數據交換單元由數據接收發射程序或以太網交換器件組成。

優點及效果：本實用新型提供一種網絡化控制器，包括主控制單元和與其連接的輸入/輸出接口單元，所述主控制單元通過數據交換單元連接至多路網絡化接口單元；主控制單元內還設置有路由交換算法軟件模塊。本實用新型提出了將一般控制器與多路網絡化接口相結合組成網絡化控制器的方案，使該網絡化控制器同時具有節點控制和控制器網絡的數據傳輸功能；可以使多點控制系統的控制器在物理連接形式上實現真正意義的網絡化拓撲結構，通過增加控制器網絡的冗余接線和運行以太網路由算法和交換算法，實現大幅提高控制器網絡的運行可靠性。

該實用新型網絡化控制器的具體優點如下：

1、本網絡化控制器由控制器和多路網絡化接口組成，具有多數據通信接口；

2、本網絡化控制器可以組成控制器網絡進行各個控制節點的數據傳輸和節點控制；