[發(fā)明專利]一種工業(yè)控制網(wǎng)關(guān)、系統(tǒng)、控制方法和存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110910049.0
• 申請日: 2021-08-09
• 公開（公告）號: CN113741360B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發(fā)明（設計）人: 范福基;張玉波;黃玲;李蒙
• 申請（專利權(quán)）人: 北京和利時控制技術(shù)有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京安信方達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 吳曉霞;解婷婷

本公開實施例提供一種應用于工業(yè)控制系統(tǒng)的工業(yè)控制網(wǎng)關(guān)、控制方法、存儲介質(zhì)和工業(yè)控制系統(tǒng)。其中，所述工業(yè)控制網(wǎng)關(guān)包括，第一從站模塊、主站模塊、第一無線轉(zhuǎn)換模塊和第一5G通信模塊；其中，第一從站模塊設置為，作為從站采用工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議與工業(yè)控制系統(tǒng)中的控制器進行交互；主站模塊設置為，實現(xiàn)工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議和現(xiàn)場總線協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換；還設置為作為主站采用現(xiàn)場總線協(xié)議與工業(yè)控制系統(tǒng)中的被控制設備進行交互；第一無線轉(zhuǎn)換模塊設置為，實現(xiàn)現(xiàn)場總線協(xié)議和5G通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。該方案在滿足工業(yè)控制系統(tǒng)通信性能需求的前提下，能夠顯著提升工業(yè)控制系統(tǒng)的環(huán)境適應性，節(jié)省布線成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及但不限于工業(yè)控制領(lǐng)域，具體涉及一種應用于工業(yè)控制系統(tǒng)的工業(yè)控制網(wǎng)關(guān)、控制方法、存儲介質(zhì)和工業(yè)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境包羅萬象，在旋轉(zhuǎn)類機械裝備、老舊工業(yè)控制系統(tǒng)改造替換、以及高溫高濕高腐場所等環(huán)境條件下，生產(chǎn)現(xiàn)場的實時控制信號(如控制器要求100ms內(nèi)獲取到100個從站數(shù)據(jù))采用有線傳輸?shù)慕ㄔO成本及維護成本均很高，領(lǐng)域內(nèi)急需一種能夠?qū)崿F(xiàn)控制網(wǎng)絡無線化的解決方案。

現(xiàn)有的工業(yè)無線協(xié)議(如WirelessHart、ISA100、WIA-PA等)由于延時大、通信速率低，一般只能用于監(jiān)視生產(chǎn)現(xiàn)場的溫度、壓力、流量等場景，無法滿足生產(chǎn)現(xiàn)場實時控制數(shù)據(jù)的傳輸應用，所以工業(yè)控制領(lǐng)域DCS(集散控制系統(tǒng))系統(tǒng)對實時性要求較高的控制信號傳輸現(xiàn)在仍然停留在有線傳輸階段。

因此，提出新的控制方法，以滿足工業(yè)控制領(lǐng)域的業(yè)務要求，并有效降低工業(yè)控制網(wǎng)絡部署復雜性，是工業(yè)控制領(lǐng)域有待改進的方面。

發(fā)明內(nèi)容

本公開實施例提供一種應用于工業(yè)控制系統(tǒng)的工業(yè)控制網(wǎng)關(guān)、控制方法、存儲介質(zhì)和工業(yè)控制系統(tǒng)，提出了基于5G的工業(yè)控制網(wǎng)絡架構(gòu)，能夠顯著提升工業(yè)控制系統(tǒng)的環(huán)境適應性，節(jié)省布線成本，提升了工業(yè)控制網(wǎng)絡的組網(wǎng)靈活性和重構(gòu)生產(chǎn)線的靈活性。

本公開實施例提供一種工業(yè)控制網(wǎng)關(guān)，應用于工業(yè)控制系統(tǒng)，包括，

第一從站模塊、主站模塊、第一無線轉(zhuǎn)換模塊和第一5G通信模塊；

其中，所述第一從站模塊設置為，作為從站采用工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議與所述工業(yè)控制系統(tǒng)中的控制器進行交互；

所述主站模塊設置為，實現(xiàn)所述工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議和所述現(xiàn)場總線協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換；還設置為作為主站采用現(xiàn)場總線協(xié)議與所述工業(yè)控制系統(tǒng)中的被控制設備進行交互；

所述第一無線轉(zhuǎn)換模塊設置為，實現(xiàn)所述現(xiàn)場總線協(xié)議和5G通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換；

所述第一5G通信模塊設置為，發(fā)送或接收5G通信協(xié)議報文。

本公開實施例還提供一種工業(yè)控制系統(tǒng)，包括，

控制器、如上所述的工業(yè)控制網(wǎng)關(guān)和被控制設備；

其中，所述控制器設置為通過所述工業(yè)控制網(wǎng)關(guān)與所述被控制設備進行交互以實現(xiàn)對所述被控制設備的控制。

本公開實施例還提供一種控制方法，應用于工業(yè)控制系統(tǒng)，包括，

作為從站采用工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議與所述工業(yè)控制系統(tǒng)中的控制器進行通信，接收和/或發(fā)送承載了交互指令的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議報文；

作為主站進行所述工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議報文和現(xiàn)場總線協(xié)議報文之間的轉(zhuǎn)換；還進行所述現(xiàn)場總線協(xié)議報文和5G通信協(xié)議報文之間的轉(zhuǎn)換；

與所述工業(yè)控制系統(tǒng)中的第二從站或所述工業(yè)控制系統(tǒng)中的被控制設備進行5G通信協(xié)議報文的發(fā)送和/或接收，以控制所述被控制設備。

本公開實施例還提供一種控制方法，應用于工業(yè)控制系統(tǒng)，包括，

接收和/或發(fā)送5G通信協(xié)議報文，進行所述5G通信協(xié)議報文和現(xiàn)場總線協(xié)議報文之間的轉(zhuǎn)換；