[實用新型]工業以太網系統

有效

• 申請號: 201320061750.0
• 申請日: 2013-02-04
• 公開（公告）號: CN203233431U
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: B.迪恩
• 申請（專利權）人: ABB股份公司
• 主分類號: H04L12/28
• 分類號: H04L12/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張金金;朱海煜

技術領域

本實用新型涉及工業以太網系統。

背景技術

工業以太網（IE）指在工業工程化環境中使用以太網系列的計算機網絡技術用于自動化和過程控制。許多技術用于使以太網適配于工業過程的需要，這些工業過程需要實時計算行為。通過使用標準以太網，來自不同制造商的自動化系統可以在整個處理廠中互連。工業以太網利用了使用以太網的計算機互連的相對較大的市場來降低成本并且提高工業控制器之間的通信性能。

在工廠過程領域中使用的IE部件必須設計成在超出對受控環境中的安裝規定的信息技術設備的范圍的溫度極限、濕度和振動的惡劣環境中工作。

直到最近，可編程邏輯控制器（PLC）將使用例如Modbus、Sinec?H1、Profibus、CANopen、Devicenet、Foundation?Fieldbus等若干可能的開放式或專用協議中的一個與從機通信。然而，使用以太網作為鏈路層協議的興趣增加，其中上文的協議中的一個作為如在OSI模型中的應用層。

盡管在工業設置中以太網的使用使數據的物理傳輸標準化，使用多個不同的不兼容協議并且將其封裝到以太網數據幀中。例如路由器和交換機等中間網絡硬件可對封裝在每個以太網幀中的數據協議不在意，但源和消耗裝置必須使用相同的協議以允許發生通信。例如Modbus等一些標準已經從它們的原始版本被改編并且轉換為可以在以太網網絡上傳送的形式。例如，Profibus已經發展成以太網兼容標準PROFINET。例如以太網/IP等其他協議僅對于以太網傳輸層開發。工業網絡協議可以封裝到TCP數據幀內部，從而進一步使它們的處理標準化，但需要在數據連接的每個末端處存在TCP兼容協議棧。

在使用現場總線通信技術用于經由現場總線連接不同的現場設備的自動化和過程控制系統中，需要這些現場設備可以使用不同的協議連接到多種不同的現場總線，如上文提到的。響應于此需求的一個方式是建立每個現場設備的不同變化形式，其在現場總線特定的通信接口方面不同，因此例如對于每個現場設備將存在Modbus版本和profibus版本以及CANopen版本等。備選方式近來已經由ABB公司通過引入所謂的現場總線插頭系統或簡稱FBP而提出。在FBP系統中，現場設備具有現場總線中立通信接口（field?bus?neutral?communication?interface）。因此僅存在一個必需的現場設備版本，例如通用電機控制器（UMC）的一個版本或軟起動器（PST）的一個版本。FBP系統具有現場總線插頭連接器，其是具有兩個連接側和在中間的電子電路的連接設備。利用第一連接側，現場總線插頭連接器連接到現場設備的通信接口。利用第二連接側，現場總線插頭連接器連接到特定的現場總線。電子電路提供在現場總線中立現場設備與現場總線之間交換的信號的信號轉換。因此現場總線特定的信號轉換在現場總線插頭連接器中發生，而不是在現場設備中。例如在DE?102?48?100?A1或在DE?199?25?547?A1中描述FBP和現場總線插頭連接器。

然而，FBP系統不允許現場總線中立現場設備連接到工業以太網系統。仍然，根據現有技術，對于到工業以太網系統的連接，每個現場設備需要其自身特定的以太網通信接口。

實用新型內容

因此，要由本實用新型解決的問題是提供工業以太網系統，其中現場總線中立現場設備可以以容易的方式連接到工業以太網通信系統。

根據本實用新型，工業以太網系統包括至少一個工業以太網分配器單元、工業以太網交換機和若干現場設備，由此該工業以太網分配器單元和該工業以太網交換機經由工業以太網通信線路連接，由此這些現場設備經由現場總線中立通信線路連接到工業以太網分配器單元，由此在工業以太網通信線路與現場總線中立通信線路之間交換信號，并且由此工業以太網分配器單元包括電子電路，其進行要交換的信號的信號轉換。根據如上文提到的現場總線插頭系統設計從現場設備到工業以太網分配器單元的現場總線中立通信線路。

由于本實用新型，以太網分配器單元提供從現場總線中立現場設備到工業以太網通信線路的信號轉換，其允許容易設置工業以太網系統，其中具有現場總線中立FBP通信接口的一系列不同的現場設備可以連接到工業以太網通信線路。

附圖說明

將參照附圖通過實施例的描述更詳細地描述本實用新型。

圖1示出根據本實用新型采用星型拓撲的工業以太網配置的實施例，

圖2示出根據本實用新型采用總線拓撲的工業以太網配置的實施例，

圖3示出根據本實用新型采用環形拓撲的工業以太網配置的實施例，圖4示出根據本實用新型的工業以太網分配器單元的實施例，