[實用新型]實時數據和管理數據分離型現場總線智能網關

有效

• 申請號: 201220174911.2
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN202551083U
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 孫瑋;朱耀華;黃叢智
• 申請（專利權）人: 山東電力研究院
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04L12/66;G05B19/418
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄧建國

技術領域

本實用新型涉及一種現場總線技術領域，具體涉及一種實時數據和管理數據分離型現場總線智能網關設備，其能夠將來自現場的智能設備信息進行分類，將實時數據和管理數據分別從不同的信道傳送給不同的上位機設備。

背景技術

現場總線技術以其高度的開放性、更高的傳輸精度和可互操作性在工業自動化領域獲得了越來越多的應用。許多分散控制系統（DCS）制造商，為了跟上形勢的發展，也將現場總線技術引入DCS系統，形成了同時集成現場總線設備和傳統模擬設備的混合控制系統。

在DCS系統中要集成現場總線設備就需要開發相應的現場總線網關或接口卡,且針對每種DCS系統都需要相應的現場總線網關或接口卡，其在系統中所處的位置與傳統的I/O模件相同。總線網關或接口卡的主要用于協議轉換，即將現場總線協議轉換成某種DCS系統兼容的協議，一般是I/O模件級別上的協議。由于DCS系統各異，在設計DCS系統時，I/O模件級別上的通信協議往往只考慮實時信息，并不能傳送管理信息，這就導致了現有的現場總線網關或接口卡只進行實時數據信息的轉換，而將管理信息丟失，導致信息不完備。由于管理信息是現場總線系統有別于DCS系統的重要優勢之一，而通過這種現場總線網關或接口卡集成現場總線設備的DCS系統并不能充分體現現場總線系統具有設備管理功能的優勢。

發明內容

為了克服某些DCS系統I/O模件總線協議只能表達實時數據信息而不能表達設備管理信息的不足，提供一種實時數據和管理數據分離型現場總線智能網關，尤其用于集成PROFIBUS?DP總線設備。

為實現上述目的，本實用新型采用下述技術方案：

一種實時數據和管理數據分離型現場總線智能網關，它包括現場總線主站接口、現場總線主站接口模件、控制單片機、至少一個CAN總線接口、至少一個以太網接口，以及與以太網接口相連的以太網控制芯片；

所述現場總線主站接口連接并管理現場總線設備，用于收集現場總線設備的有關實時數據和設備管理數據信息；

所述現場總線主站接口模件連接在所述現場總線主站接口和控制單片機之間，對現場總線設備的數據進行采集，并將采集的數據進行存放；

所述控制單片機對存放的數據進行分析，將實時數據與設備管理數據進行分離；

所述至少一個CAN總線接口，連接所述控制單片機，并用于與DCS系統的控制器互連，將分離出的實時數據發送給DCS系統的控制器，實現實時數據的監控；

所述至少一個以太網接口，通過以太網控制芯片連接所述控制單片機；將分離出的設備管理數據發送給上位機的設備管理監控軟件，從而實現設備管理和故障診斷；以太網控制芯片，用于處理以太網協議。

優選地，所述控制單片機還連接一程序調試接口，用于網關固件程序的調試和升級；

優選地，所述控制單片機還連接一地址撥碼開關，用于確定網關在I/O總線網絡中的物理地址。

優選地，所述控制單片機還連接一擴展內存，用于程序的運行及臨時數據的存取。

優選地，所述現場總線主站接口為PROFIBUS-DP現場總線主站接口；所述現場總線主站接口模件為AnyBus-M模塊，能夠處理PROFIBUS-DP總線協議。

優選地，所述DCS系統的控制器為LN2000?DCS系統的控制器，兼容LN2000?DCS系統的I/O總線通信協議。

優選地，CAN總線接口為兩個，互為冗余。其可與LN2000?DCS系統的控制器互連，兼容LN2000?DCS系統的I/O總線通信協議，可進行實時數據交互，實現最基本的數據采集和數據輸出功能，完成對現場PROFIBUS-DP子站設備的監控。

優選地，所述以太網接口為兩個，互為冗余，能夠接受上位機設備管理軟件的組態配置數據和獲取現場總線設備的管理信息。

優選地，所述控制單片機采用摩托羅拉的MC9S12XHZ512。

優選地，所述冗余CAN接口芯片:采用CA82C251，采用CAN2.0B協議，用于周期性實時數據的發送與接收。

優選地，所述冗余以太網接口芯片:采用DM9000A，用于組態配置數據和管理數據的發送與接收。

優選地，所述PROFIBUS_DP主站接口：采用瑞典HMS公司的AnyBus-M（AB5030）主站模塊，支持單PROFIBUS_DP接口，用于PROFIBUS_DP現場總線的協議分析，通過它完成對現場總線設備的數據采集和處理。