[發明專利]一種網絡在線可重構的工業安全監控系統

在審

• 申請號: 201510315103.1
• 申請日: 2015-06-10
• 公開（公告）號: CN104932472A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 趙亦欣;黃偉;蘇順;彭志超;田鑄
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于工業自動控制領域，特別涉及基于在線部分重構方法的工業安全監控系統。

背景技術

目前，網絡控制系統是信息時代控制系統的主要形式，是網絡控制節點通過通信介質按照一定的通信協議進行互連的。由于網絡控制系統所控制的應用對象的多樣性和應用環境的不可預知性，使得傳統的設計方法所設計的網絡控制系統不能適應應用對象和環境的變化。如果考慮了所兼容的各種對象和環境，設計的網絡控制系統成本過高。另外網絡控制系統還沒有一個統一的通信協議標準，即多種通信協議標準共存（至少幾十種以上），這也使得網絡控制系統在應用時互連存在問題?，F有關部分重構技術大多處于理論研究階段，更多的采用靜態全局重構技術。然而，靜態全局重構需要對整個FPGA資源重新配置，該重構方法是對器件的整體進行更新寫入，不需要重構的部分功能也進行了更新寫入，從而導致系統進行重新初始化，在網絡重構時，其它功能及其它通信也將暫停，系統初始化完成后，所有的采集、控制、通信再建立完成，從而影響了非重構部分的穩定運行，所以該技術尚未被廣泛應用于工業現場控制過程中。

發明內容

有鑒于此，本發明所要解決的問題是提供一種可自動識別網絡類型、自動規劃重構方案、自動完成網絡通信動態局部重構的網絡在線可重構的工業安全監控系統。

本發明是通過這樣的技術方案實現的，網絡在線可重構的工業安全監控系統，包括網絡監控人機交互界面，網絡監視單元和網絡控制單元三部分。網絡監視單元由Modbus監控主站、Modbus從站組成；網絡控制單元由CAN控制網絡組成。

進一步，所述Modbus監控主站，包括兩個不同工業控制網絡類型的監控主站（可切換投入運行）。

進一步，所述Modbus從站，包括兩個工業控制網絡可動態局部重構的現場設備，其中一個從站作為網關，連接一個基于CAN總線的控制網絡，即Modbus/CAN網關，另一個是Modbus門禁系統控制站。

進一步，所述CAN控制網絡包括3個現場控制站，分別用于監測現場溫濕度、有害煙霧濃度和發出報警。

進一步，所述Modbus監控主站與Modbus從站和網絡監控人機交互界面連接；CAN控制網絡與Modbus/CAN網關連接。

進一步，所述網絡監視單元選取Modbus作為網絡通信協議。

進一步，所述網絡控制單元選取CAN總線完成實時數據通信。

進一步，所述網絡監控人機交互界面采用基于A9雙核的Linux操作系統，采用FPGA控制網絡通信，二者之間采用AXI和Avalon-MM總線完成互訪，實現該系統的工業控制網絡動態局部重構管理、設備自動組網管理和運行可視化。

進一步，網絡在線可重構的工業安全監控系統采用動態部分重構方法，將不同應用的部分重構信息存放于外部FLASH，然后根據檢測當前通信類型，重構通信控制區域，實現不同類型網絡之間的切換。

由于采用了上述技術方案，本發明具有如下的優點:

本發明發明的網絡在線可重構的工業安全監控系統通過工業控制網絡通信動態局部重構技術，可自動識別網絡類型、自動規劃重構方案、自動完成網絡通信動態局部重構，在確保全系統連續不間斷運行、測控功能不受影響及控制品質不發生變化的約束下，自動適應不同工業控制網絡類型的變化，在工業自動控制領域具有革命性的意義。

附圖說明

為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述。

圖1是本發明網絡在線可重構的工業安全監控系統架構示意圖。

??????圖2為本發明的網絡監控人機交互界面示意圖。

??????圖3為本發明的Modbus主站系統結構示意圖。

??????圖4為本發明的Modbus主站監控示意圖。

??????圖5為本發明的Modbus/CAN網關系統結構示意圖。

??????圖6為本發明的部分重構設計流程圖。

??????圖7為本發明的部分重構結構示意圖。

具體實施方式

本發明以RS-485總線，并以Modbus?RTU和Modbus?ASCII兩種通信協議作為具體實施例對本發明作進行詳細的描述；應當理解，優選實施例僅為了說明本發明，而不是為了限制本發明的保護范圍。