[發明專利]一種智能現場鏈路器

在審

• 申請號: 201710004870.X
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN106773865A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 張吉禮;趙天怡;歷秀明;陳婷婷;徐萌
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 大連理工大學專利中心21200
• 代理人: 溫福雪,侯明遠

技術領域

本發明屬于中央空調冷凍站能效提升技術領域，可實時監控分集水器相關參數，反饋用戶側使用情況，為中央空調系統節能減排服務。

背景技術

智能現場鏈路器是現場鏈路器的一種典型形式，是適用于中央空調冷凍站控制系統智能控制器的成套設備，可充當智能控制器的信息交互載體，用以實時監測中央空調冷凍站內分集水器的相關運行參數，提高系統的運行效率。目前，國內大多數用于集中空調系統的冷機都配有獨立的單元控制器。但除此之外，對冷凍站的其它設備，如分集水器、水泵與冷卻塔，卻幾乎沒有專用的控制器，由此導致整個冷凍站運行效率過低。同時，在建筑自動化領域存在多種現場總線協議并存的現象，導致中央控制器、數據中心和現場機電設備間的信息交互問題成為亟待解決的難題。

發明內容

本發明提出一種新型的智能現場鏈路器，可實現中央空調冷凍站內分集水器及其相關物理參數的監測，同時實現同包含智能控制終端和數據中心在內的整個冷凍站控制系統的信息交互。

本發明的技術方案：

一種智能現場鏈路器，該智能現場鏈路器適用于中央空調冷凍站控制系統，根據與智能控制器之間數據傳輸協議，將智能現場鏈路器分為兩種形式：

第一種智能現場鏈路器：

通過Profinet協議與終端進行數據交互，包括觸摸屏、電源模塊、接口模塊、輸入/輸出模塊和通信模塊；接口模塊通過背板總線分別與通信模塊、輸入/輸出模塊以及電源模塊進行連接，該接口模塊具有2個自動交叉網線功能的RJ45接口，支持Profinet、TCP/IP、ISO-on-TCP多種標準通信協議，其中一個RJ45接口與觸摸屏相連，另一個連接外部網絡；通信模塊能夠提供標準的RS485/422接口，用于執行點對點高速串行通信，支持ASCII，Modbus RTU通信協議；電源模塊能夠提供24V直流電源；輸入/輸出模塊用于與傳感器、執行器進行連接。

第二種智能現場鏈路器：

通過Modbus協議與終端進行數據交互，包括觸摸屏、電源模塊和輸入/輸出模塊；觸摸屏通過RJ45接口與外部網絡實現連接；電源模塊能夠提供24V直流電源；輸入/輸出模塊通過背板總線與電源模塊相連，用于與傳感器、執行器進行連接。

本發明的有益效果：智能現場鏈路器可通過Profinet協議或Modbus協議與上層控制器之間進行直接地、實時地數據交互。通過現場總線控制，實現與對應管理區域相關傳感器、執行機構及其他現場機電設備的信息交互，解決了傳統設備物理通道改變后控制器底層程序二次開發的麻煩，實現了控制系統的標準化，便于軟件程序的模塊化封裝。智能現場鏈路器軟硬件模塊均可自由擴展，應用十分靈活，可以非常好地滿足和適應自動化控制任務需求。智能現場鏈路器可對相應管理區域的相關參數數據進行實時采集及顯示，兼備遠程監控、網絡交互、移動設備APP等多種擴展功能。

附圖說明

圖1是智能現場鏈路器形式1的硬件系統圖。

圖2是智能現場鏈路器形式2的硬件系統圖。

圖3是智能現場鏈路器的工作流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖和技術方案，進一步說明本發明的具體實施方式。

一種智能現場鏈路器，適用于中央空調冷凍站控制系統，根據與智能控制器之間數據傳輸協議，可將智能現場鏈路器分為兩種形式：

第一種智能現場鏈路器：

通過Profinet協議與終端進行數據交互，包括觸摸屏、電源模塊、接口模塊、輸入/輸出模塊和通信模塊；接口模塊通過背板總線分別與通信模塊、輸入/輸出模塊以及電源模塊進行連接，該接口模塊具有2個自動交叉網線功能的RJ45接口，支持Profinet、TCP/IP、ISO-on-TCP多種標準通信協議，其中一個RJ45接口與觸摸屏相連，另一個連接外部網絡；通信模塊能夠提供標準的RS485/422接口，用于執行點對點高速串行通信，支持ASCII，Modbus RTU通信協議；電源模塊能夠提供24V直流電源；輸入/輸出模塊用于與傳感器、執行器進行連接。

第二種智能現場鏈路器：

通過Modbus協議與終端進行數據交互，包括觸摸屏、電源模塊和輸入/輸出模塊；觸摸屏通過RJ45接口與外部網絡實現連接；電源模塊能夠提供24V直流電源；輸入/輸出模塊通過背板總線與電源模塊相連，用于與傳感器、執行器進行連接。

智能現場鏈路器本身不具備程序裝載功能，但其與外網連接后可作為上層智能控制器程序的載體，與對應管理區域相關傳感器、執行器、通信設備之間直接地、實時地進行數據交互。智能現場鏈路器運行時可進行手/自動模式選擇，自動狀態下智能現場鏈路器通過協議傳輸默認執行上層控制器裝載程序；手動狀態下則通過觸摸屏相應參數的設置以滿足現場監控需求。智能現場鏈路器使用過程中必須確保上層智能控制器電源接通，保持系統程序運行。