[發明專利]智能總線轉換控制器

在審

• 申請號: 201611266508.1
• 申請日: 2016-12-31
• 公開（公告）號: CN106603363A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 馮領;雍盛貴
• 申請（專利權）人: 重慶川儀自動化股份有限公司
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40
• 代理公司: 重慶志合專利事務所50210
• 代理人: 胡榮琿,代嬋

技術領域

本發明涉及總線通訊技術領域，特別涉及一種實現總線通訊卡與執行器的控制器數據交互的智能總線轉換控制器。

背景技術

目前市場上智能執行機構控制方式有以下兩種方式：

第一種是采用傳統控制方式，傳統控制方式有開關信號及4-20mA模擬信號控制。常用的現場總線控制方式有PROFIBUS、FF、MODBUS、HART等。

第二種是采用現場總線控制方式。帶現場總線的智能執行機構具有雙向通信、參數在線標定、故障自診斷等多種控制技術要求的功能。同時需要使用的輔助設備少，無需任何隔離、轉換和DI、DO、AI、AO等輸入輸出模塊，同時減少大量信號電纜、電纜配件及相應的安裝和檢修工作。電動執行機構的智能化和現場總線化成為該領域技術的必然發展趨勢，總線型智能電動執行機構帶來了廣闊的發展前景。

然而每種現場總線與執行機構的通訊方式均為采用通訊卡與執行機構的控制器直接連接以進行數據交互，這樣的電路結構造成了每種現場總線的智能執行機構都需要特別設計，以配置特定的硬件及軟件，導致帶現場總線的執行機構只能局限某個特定型號的產品，不但開發周期長，并且采用這種方式增加執行機構主控制器的工作負擔和內存要求，同時增加了客戶在總線產品選型及現場普通產品升級時造成了局限性與復雜性。當現場客戶需要對普通智能執行器進行總線升級時，需要對硬件重新配置安裝，增加操作環節及操作成本。有時候甚至需要更換整個執行機構，造成施工困難，改造周期長，改造成本增加。顯然現有的智能執行機構具有一定的局限性，不能完全滿足客戶的需要及適應市場的需求。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的不足，提供一種智能總線轉換控制器，其減少執行機構主控CPU的負荷及內存，提高產品性能，增加產品的多樣性及適應性，同時實現各種現場總線的無縫轉換或兼容，減少輔助設備及簡化升級改造時的操作過程，減少人工及設計成本。

本發明的目的是采用下述方案實現的：一種智能總線轉換控制器，包括轉換控制器殼體、設于轉換控制器殼體中的微控制單元和電源單元，以及與微控制單元信號連接的第一串行通信接口和第二串行通信接口；所述電源單元用于為整個轉換控制器供電；所述第一串行通信接口用于實現多種總線通訊卡與微控制單元之間的數據交互；所述第二串行通信接口用于實現微控制單元與執行器的控制器之間的數據交互；所述微控制單元用于接收與第一串行通信接口連接的總線通訊卡的數據，并將與第一串行通信接口連接的總線通訊卡傳遞的數據的數據幀結構與存儲的各種類型的現場總線數據的數據幀結構進行比較，判斷與第一串行通信接口連接的總線通訊卡的總線類型，并調用對應的通訊協議轉換程序，將與第一串行通信接口連接的總線通訊卡傳遞的數據進行分類整理，并轉換為與第二串行通信接口連接的執行器可識別的數據后輸出給該執行器；所述微控制單元用于接收所述執行器的數據，根據判斷得出的與第一串行通信接口連接的總線通訊卡的總線類型，調用對應的通訊協議轉換程序，將所述執行器傳遞的數據進行分類整理，并轉換為與第一串行通信接口連接的總線通訊卡可識別的數據后發送給該總線通訊卡。

本發明的轉換控制器選用具有串行通信接口電路的MCU進行數據收發及數據轉換，其與各個通訊卡接口可以設計為統一接口，以實現各種通訊卡的兼容。只需在MCU內配置不同的通訊協議轉換程序，來對PROFIBUS總線通訊卡或FF總線通訊卡或MODBUS總線通訊卡或HART總線通訊卡的數據進行處理和轉換，就能實現不同現場總線與執行控制機構的通訊功能。

對于如PROFIBUS總線或FF總線或MODBUS總線或HART總線等具有標準協議的現場總線而言，本發明通過轉換控制器能夠對來自各種通訊卡解析的數據進行識別并對數據進行分類整理，以在各種具有標準通信協議通信卡與執行機構控制器進行數據交互，并最終實現在這些現場總線與執行機構控制器進行數據交互。但是對于沒有標準通信協議的現場總線而言，本發明的處理方式是，增加一個邏輯檢測電路，該邏輯檢測電路與微控制單元連接，該邏輯檢測電路用于為強制執行非標準通訊協議的轉換提供判斷依據。