[發(fā)明專利]控制網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410383123.8
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN104410600B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田海;王冬生;齊曉軍;吳振奎
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古科技大學(xué)
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L12/40
• 代理公司: 包頭市專利事務(wù)所15101
• 代理人: 莊英菊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及了一種控制網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置，可以方便的實(shí)現(xiàn)RS485/RS422/ RS232/標(biāo)準(zhǔn)接口設(shè)備數(shù)據(jù)與Profibus/CAN現(xiàn)場總線協(xié)議數(shù)據(jù)之間的多功能轉(zhuǎn)換，屬于工業(yè)控制領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類裝置。

背景技術(shù)

在工業(yè)控制領(lǐng)域，控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是自動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)發(fā)展和相互融合的網(wǎng)絡(luò)化自動(dòng)控制技術(shù)。從集散控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)乃至工業(yè)以太網(wǎng)控制系統(tǒng)都是以控制網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊為基礎(chǔ)的。目前工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)正朝著通訊網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)集成化、控制分散化及現(xiàn)場設(shè)備智能化的特征方向發(fā)展。

在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中，“系統(tǒng)集成”是指在數(shù)字信息交互的基礎(chǔ)上，將相對獨(dú)立的、各自分散的有數(shù)據(jù)通訊能力的設(shè)備或系統(tǒng)融合在統(tǒng)一的監(jiān)控環(huán)境中，實(shí)時(shí)、可靠、高效的完成監(jiān)控和管理任務(wù)。由于工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展和市場利益驅(qū)動(dòng)的歷史原因，目前有支持不同通訊協(xié)議的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)同時(shí)存在，“系統(tǒng)集成”成為制約工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個(gè)瓶頸問題。以現(xiàn)場總線為例，國際電工委員會(huì)頒布的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)IEC61158中目前同時(shí)容納了8種互不兼容的公開協(xié)議，非公開協(xié)議還有40多種，現(xiàn)場總線領(lǐng)域內(nèi)多種協(xié)議并存的局面在短時(shí)間內(nèi)很難改變。

面對當(dāng)前支持不同協(xié)議的多種控制網(wǎng)絡(luò)體系紛爭的局面，不同廠商的現(xiàn)場設(shè)備難以適從，為實(shí)現(xiàn)與控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，隨之而產(chǎn)生了大量的支持不同通訊協(xié)議的具有數(shù)據(jù)通訊接口的智能設(shè)備，這種現(xiàn)狀使智能設(shè)備的數(shù)據(jù)“系統(tǒng)集成”遇到了困難，導(dǎo)致了所謂的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)“信息孤島”現(xiàn)象的產(chǎn)生。鑒于當(dāng)前工業(yè)控制領(lǐng)域中智能設(shè)備通訊接口的配置現(xiàn)狀，尤其是控制網(wǎng)絡(luò)底層大量現(xiàn)場儀控設(shè)備，如，用于壓力、溫度、流量、稱重等智能儀表和傳感器，在“系統(tǒng)集成”方式上完全采用“一網(wǎng)到底”的方式，如，基于工業(yè)以太網(wǎng)的現(xiàn)場總線Profinet技術(shù)或OPC(object linking and embedding for process control)技術(shù)，當(dāng)前還存在一定的技術(shù)應(yīng)用成本和市場利益保護(hù)等方面的障礙。目前實(shí)現(xiàn)這類設(shè)備數(shù)據(jù)“無縫融合”的主要方式還是通過網(wǎng)關(guān)或通信適配器將一種協(xié)議的設(shè)備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成另一種協(xié)議的設(shè)備數(shù)據(jù)。

在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換方法上，一些世界著名的設(shè)備廠家提供了許多軟、硬件的配套解決方案。

例如，德國西門子公司在RS422/RS485接口設(shè)備數(shù)據(jù)到Profibus-DP協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式上，需要購買硬件配置較高的PLC（programmerable logic controller）。比如，在控制網(wǎng)絡(luò)中本來可以選用CPU313C機(jī)型，系統(tǒng)中若有RS422/RS485設(shè)備數(shù)據(jù)到Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換任務(wù)，就必須選用CPU313C-2PtP型，該機(jī)型本機(jī)集成兩個(gè)通訊接口，一個(gè)是系統(tǒng)默認(rèn)的支持MPI協(xié)議(西門子S7-300系列PLC用于編程/組態(tài)的非公開協(xié)議)的通訊接口，另一個(gè)是支持RS422/RS485設(shè)備數(shù)據(jù)的點(diǎn)到點(diǎn)串行通訊接口。使用時(shí)在PLC中需要在無協(xié)議方式下編寫十分復(fù)雜的通訊程序才能讀取RS422/RS485設(shè)備數(shù)據(jù)，并且在通訊時(shí)需要將系統(tǒng)默認(rèn)的MPI接口設(shè)置成Profibus-DP接口才能完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。該方法數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類型單一，硬件開銷大，編程工作量大、調(diào)試?yán)щy，制約了這類現(xiàn)場設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的控制需求。