[發明專利]一種基于廣域網應用實現I/O級別控制的工業總線網關裝置

在審

• 申請號: 201310178616.3
• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN103312600A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 杜繁榮
• 申請（專利權）人: 杜繁榮
• 主分類號: H04L12/66
• 分類號: H04L12/66;H04L12/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及工業總線領域，尤其涉及一種基于廣域網應用實現I/O級別控制的工業總線網關裝置。

背景技術

傳統的工業總線網絡通信大部分都是基于有限距離的小范圍應用，如應用在工廠生產線上或者某一工藝車間中，應用范圍大多數都在1km范圍以內，傳統的工業總線網關應用在這樣的場合很合適也非常成熟。目前基于物聯網應用已經延伸的工業場合，例如，對分布在城市各個角落公用設施的工業自動化系統的集中控制、大型設備制造商對于售出設備狀態的監視與維護、功能性(通訊/電力)鐵塔安全監控等這些應用，本應使用更加可靠的工業總線來實現，但由于現有工業總線的通訊距離的限制和廣域網網絡環境的復雜，目前一般都在使用商業通訊的以太網協議或3G無線通訊技術，且由于可靠性及安全方面的考慮目前僅實現最基本的狀態監視功能。

目前通過廣域網實現工業設備、系統的遠程監控使用的是商用以太網協議技術，并未考慮到工業應用場合的安全性、可靠性及實時性，所以僅實現要求不高的普通數據監視功能。并且當使用在一些僅需要采集現場儀表的情況下，由于大多數儀表自身并不具備以太網聯網功能，所以現場必須增加成本放置一個控制器以實現通用儀表總線的協議轉換和網絡接入。

發明內容

本發明的目的在于提供一種應用于廣域網環境的工業總線協議網關裝置，在廣域網環境下實現工業總線通訊功能，保證了通訊的安全性、可靠性及實時性，可以完全應用于集中對多個遠端工業自動化設備I/O級別的監視和控制。并且在僅需要采集儀表的情況下，省去了專門的控制器，節省了應用成本。

本發明提供一種在廣域網環境下實現工業總線通信的方法，其特征在于，所述方法包括：

通過電源輸入接口，對工業總線協議網關裝置輸入直流電源，所述接口具有反接保護功能；

通過現場協議接口中的支持RS232/485的一個或多個串行通訊口，解析通用于工業儀表的串行協議；通過一個或多個RJ45以太網接口接入現場的智能設備，解析或路由工業以太網協議；

通過廣域網接口連接廣域網絡，默認建立VPN虛擬專用網絡，且加載適用于廣域網絡的工業以太網協議；

內核部分通過USB配置接口，從所述USB配置接口讀取USB盤中的用戶配置文件，根據配置文件解析需要在串口上支持的總線協議，并加載運行，將交換的數據放置在內部共享存儲空間。

內核部分進一步通過讀取USB盤中的VPN參數，使用廣域網接口嘗試接入廣域網網絡中的一VPN網絡，成功后，與處于同一VPN網絡中的中心設備進行I/O控制級別的工業以太網通信。

所述通信是基于對象連接進行的：節點A以廣播的方式發出一個要求建立連接的未連接請求報文，網絡上所有的節點都接收到該請求，并判斷是否發給自己的，節點B發現是發給自己的，就以廣播的方式發出一個包含OCID的未連接響應報文，節點A接收到后，得知OCID，對象連接建立。

僅開放工業以太網所使用的44818和2222端口。

插入任一USB盤時，所述網關裝置將內部的配置文件回寫到當前的USB盤中。

同時，本發明還提供一種應用于廣域網環境的工業總線協議網關裝置，其特征在于，所述網關裝置包括：。

電源輸入接口，支持直流電源輸入，具有反接保護功能；

現場協議接口，包括：一個或多個串行通訊口，支持RS232/485，用于解析通用于工業儀表的串行協議；一個或多個RJ45以太網接口用于接入現場的智能設備，解析或路由工業以太網協議；

廣域網接口，用于連接廣域網絡，默認建立VPN虛擬專用網絡，且加載適用于廣域網絡的工業以太網協議；

USB配置接口，內核部分從所述USB配置接口讀取USB盤中的用戶配置文件，根據配置文件解析需要在串口上支持的總線協議，并加載運行，將交換的數據放置在內部共享存儲空間。

內核部分進一步通過讀取USB盤中的VPN參數，使用廣域網接口嘗試接入廣域網網絡中的一VPN網絡，成功后，與處于同一VPN網絡中的中心設備進行I/O控制級別的工業以太網通信。

所述通信是基于對象連接進行的：節點A以廣播的方式發出一個要求建立連接的未連接請求報文，網絡上所有的節點都接收到該請求，并判斷是否發給自己的，節點B發現是發給自己的，就以廣播的方式發出一個包含OCID的未連接響應報文，節點A接收到后，得知OCID，對象連接建立。

僅開放工業以太網所使用的44818和2222端口。