專利名稱：Dcs控制器與通訊網(wǎng)關(guān)一體化模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種DCS技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種DCS系統(tǒng)控制器通過直接固 定在其上的模塊化網(wǎng)關(guān)與各種現(xiàn)場總線設(shè)備連接的設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
DCS系統(tǒng)(Distributed Control System分散控制系統(tǒng)的簡稱)，國內(nèi)一般習(xí)慣稱 之為集散控制系統(tǒng)。DCS是一個(gè)由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多 級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計(jì)算機(jī)，通信、顯示和控制等4C技術(shù)，因其有著高可靠性及開放性的 優(yōu)點(diǎn)，越來越被人們應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，尤其作為一種現(xiàn)場控制的最佳技術(shù)，更是廣受人們的青睞。 DCS系統(tǒng)中控制器與各種現(xiàn)場總線設(shè)備之間的連接通常需要獨(dú)立的網(wǎng)關(guān)來實(shí)現(xiàn)， 網(wǎng)關(guān)將不同現(xiàn)場總線設(shè)備的協(xié)議轉(zhuǎn)換成控制器能夠識(shí)別的協(xié)議。當(dāng)現(xiàn)場總線設(shè)備更換后， 再更換相對應(yīng)的網(wǎng)關(guān)和底座。大致上有三種連接方式，一種方式是通過專用的總線板連接 所述DCS控制器與網(wǎng)關(guān)，所述網(wǎng)關(guān)通過預(yù)制電纜與不同種類的現(xiàn)場總線設(shè)備連接；還有一 種方式是所述DCS控制器與網(wǎng)關(guān)分別使用不同的底板，而網(wǎng)關(guān)與現(xiàn)場設(shè)備使用相同的總線 板，底板間通過預(yù)制電纜相連；再有一種連接方式就是所有模塊均采用獨(dú)立的底座模式通 過預(yù)制電纜互連。但是，無論哪一種連接方式，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中都為網(wǎng)關(guān)增加了獨(dú)立的一 層，所以就提高了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)擴(kuò)展的復(fù)雜度。 所以，如何提供一種DCS控制器與通訊網(wǎng)關(guān)互連技術(shù)，以避免現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的 種種缺點(diǎn)，已為相關(guān)領(lǐng)域之業(yè)者目前亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種DCS控制器與通 訊網(wǎng)關(guān)一體化模塊，用以降低DCS系統(tǒng)控制器與現(xiàn)場總線設(shè)備連接的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度，以便于 DCS控制器靈活的擴(kuò)展新的第三方現(xiàn)場總線系統(tǒng)。 為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種DCS控制器與通訊網(wǎng)關(guān)一 體化模塊，其特征在于，所述一體化模塊至少包括DCS控制器，接插件，以及網(wǎng)關(guān)模塊。所 述DCS控制器具有DCS控制模塊以及一預(yù)留空間；所述接插件設(shè)置于所述預(yù)留空間，并所述 接插件的管腳上定義有網(wǎng)關(guān)模塊需要的信號，用以將所述網(wǎng)關(guān)模塊轉(zhuǎn)換好的現(xiàn)場總線信號 經(jīng)所述接插件傳遞給所述DCS控制模塊；所述網(wǎng)關(guān)模塊電性連接于所述接插件，用以將所 述網(wǎng)關(guān)模塊實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，并定義出與所述DCS控制模塊相同尺寸的接插件以及管腳 信號；其中，所述DCS控制模塊與所述網(wǎng)關(guān)模塊通過定義好的所述接插件連接，用以使各種 不同協(xié)議類型的網(wǎng)關(guān)模塊通過與所述DCS控制模塊之間的接插件連接在一起，以根據(jù)現(xiàn)場 設(shè)備的不同總線協(xié)議來更換相應(yīng)類型的網(wǎng)關(guān)模塊。 在本實(shí)用新型的DCS控制器與通訊網(wǎng)關(guān)一體化模塊中，各種所述現(xiàn)場設(shè)備的總線 通訊信號均定義在所述DCS控制模塊的管腳中，所述DCS控制器與不同現(xiàn)場總線協(xié)議的設(shè)備通過預(yù)制電纜來連接。所述DCS控制器還包括有用以連接一底座的連接端子。 如上所述，本實(shí)用新型之DCS控制器與通訊網(wǎng)關(guān)一體化模塊與現(xiàn)有技術(shù)相比，本 實(shí)用新型基于DCS控制器的靈活網(wǎng)關(guān)一體化模塊設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)在DCS控制系統(tǒng)中可以大大 簡化控制器與現(xiàn)場總線設(shè)備連接的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，便于DCS控制器靈活的擴(kuò)展新的第三方 現(xiàn)場總線系統(tǒng)，即有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)。

所述DCS控制器11具有DCS控制模塊111以及一預(yù)留空間112 ;請參閱圖3，設(shè)計(jì)DCS控制器11包含2部分功能， 一方面可以通過內(nèi)部的CAN總線與自身DCS的10模塊進(jìn)行 通訊，進(jìn)行邏輯運(yùn)算以實(shí)現(xiàn)DCS系統(tǒng)的控制功能，另一方面可以通過接插件113(即圖示中 的18芯連接端子)將CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)模塊接入DCS控制器11中，以實(shí)現(xiàn)與第三方現(xiàn)場 總線設(shè)備(未圖示)的連接。在DCS控制器11的程序中，所述網(wǎng)關(guān)模塊114作為一種獨(dú)立 的模塊類型，與DCS數(shù)據(jù)庫交換數(shù)據(jù)。程序結(jié)構(gòu)如圖6所示。 所述接插件113設(shè)置于所述預(yù)留空間112，并所述接插件113的管腳上定義有網(wǎng)關(guān) 模塊114需要的信號，用以將所述網(wǎng)關(guān)模塊114轉(zhuǎn)換好的現(xiàn)場總線信號經(jīng)所述接插件113 傳遞給所述DCS控制模塊111 ;且各種所述現(xiàn)場設(shè)備的總線通訊信號均定義在所述DCS控 制模塊111的管腳中，如圖4所示的DCS控制模塊111與網(wǎng)關(guān)模塊114的接腳對應(yīng)關(guān)系，更 為詳細(xì)地，其中GND， +3. 3V， +24V， +5V為網(wǎng)關(guān)模塊114所需電源，該電源由DCS控制器111 提供；STS1與STS2為CAN網(wǎng)關(guān)模塊114的運(yùn)行指示燈，當(dāng)網(wǎng)關(guān)模塊114連入DCS控制器11 時(shí)，該信號經(jīng)網(wǎng)關(guān)傳遞給DCS控制器11 ， DCS控制器11中的STS1 ， STS2指示燈亮，顯示網(wǎng)關(guān) 模塊114已連入DCS系統(tǒng)。C0M1-C0M4為CAN通訊指示燈。C0M1與COM2為與DCS控制器 11內(nèi)部CAN通訊口相連的CAN通訊指示燈，COM3， COM4為與外部現(xiàn)場總線設(shè)備相連的CAN 通訊指示燈。CAN1+/- CAN4+/-分別為4個(gè)CAN通訊口的通訊線。 所述網(wǎng)關(guān)模塊114電性連接于所述接插件113，用以將所述網(wǎng)關(guān)模塊114實(shí)現(xiàn)協(xié)議 轉(zhuǎn)換功能，并定義出與所述DCS控制模塊111相同尺寸的接插件113以及管腳信號；請參閱 圖5，設(shè)計(jì)所述網(wǎng)關(guān)模塊114， CAN轉(zhuǎn)CAN的網(wǎng)關(guān)選用了集成4CAN 口的ARM7芯片LPC2294, 其中CAN1， CAN2用于與控制器的CAN通訊口相連，CAN3， CAN4與現(xiàn)場的CAN總線設(shè)備相連。 其中CAN1， CAN2互為冗余，CAN3， CAN4互為冗余。與現(xiàn)場設(shè)備相連的CAN通訊口與CPU間 需要增加隔離芯片，來隔離現(xiàn)場側(cè)信號對DCS系統(tǒng)的干擾，CAN收發(fā)器選用PCA82C250?，F(xiàn) 場設(shè)備的CAN協(xié)議到DCS控制器11的CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換功能由LPC2294完成，轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)格 式經(jīng)接插件113 (即圖示中的18芯連接端子)傳送給DCS控制器11 ，圖示中的JTAG用于 LPC2294的調(diào)試。 所述DCS控制模塊111與所述網(wǎng)關(guān)模塊114通過定義好的所述接插件113連接， 用以使各種不同協(xié)議類型的網(wǎng)關(guān)模塊114通過與所述DCS控制模塊111之間的接插件113 連接在一起，以根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的不同總線協(xié)議來更換相應(yīng)類型的網(wǎng)關(guān)模塊114。更為具體 的，所述DCS控制器11與不同現(xiàn)場總線協(xié)議的設(shè)備通過其連接端子115、底座2、底座端子 21、以及連接于所述底座端子21上的預(yù)制電纜3來連接。呈如圖2所示，圖2顯示為本實(shí) 用新型的一體化模塊應(yīng)用示意圖。 采用本實(shí)用新型方法設(shè)計(jì)的DCS控制器靈活方便的擴(kuò)展了與第三方現(xiàn)場總線設(shè) 備的連接，每種類型的網(wǎng)關(guān)模塊都有定義一致的接插件并帶有各自的類型碼，連接不同的 現(xiàn)場設(shè)備時(shí)只需更換與DCS連接的網(wǎng)關(guān)模塊即可實(shí)現(xiàn)。 綜上所述，本實(shí)用新型的DCS控制器與通訊網(wǎng)關(guān)一體化模塊與現(xiàn)有技術(shù)相比，本
實(shí)用新型基于DCS控制器的靈活網(wǎng)關(guān)一體化模塊設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)在DCS控制系統(tǒng)中可以大大
簡化控制器與現(xiàn)場總線設(shè)備連接的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，便于DCS控制器靈活的擴(kuò)展新的第三方
現(xiàn)場總線系統(tǒng)，即有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。 上述實(shí)施例僅例示性說明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新
型。任何熟習(xí)此技術(shù)的人士皆可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本實(shí)用新型所揭示的精 神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由后述的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求一種DCS控制器與通訊網(wǎng)關(guān)一體化模塊，其特征在于，所述一體化模塊至少包括DCS控制器，具有DCS控制模塊以及一預(yù)留空間；接插件，設(shè)置于所述預(yù)留空間，并所述接插件的管腳上定義有網(wǎng)關(guān)模塊需要的信號，用以將所述網(wǎng)關(guān)模塊轉(zhuǎn)換好的現(xiàn)場總線信號經(jīng)所述接插件傳遞給所述DCS控制模塊；以及網(wǎng)關(guān)模塊，電性連接于所述接插件，用以將所述網(wǎng)關(guān)模塊實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，并定義出與所述DCS控制模塊相同尺寸的接插件以及管腳信號；其中，所述DCS控制模塊與所述網(wǎng)關(guān)模塊通過定義好的所述接插件連接，用以使各種不同協(xié)議類型的網(wǎng)關(guān)模塊通過與所述DCS控制模塊之間的接插件連接在一起，以根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的不同總線協(xié)議來更換相應(yīng)類型的網(wǎng)關(guān)模塊。
2. 如權(quán)利要求1所述的DCS控制器與通訊網(wǎng)關(guān)一體化模塊，其特征在于各種所述現(xiàn)場設(shè)備的總線通訊信號均定義在所述DCS控制模塊的管腳中。
3. 如權(quán)利要求2所述的DCS控制器與通訊網(wǎng)關(guān)一體化模塊，其特征在于所述DCS控制器與不同現(xiàn)場總線協(xié)議的設(shè)備通過預(yù)制電纜來連接。
4. 如權(quán)利要求3所述的DCS控制器與通訊網(wǎng)關(guān)一體化模塊，其特征在于所述DCS控制器還包括有用以連接一底座的連接端子。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種DCS控制器與通訊網(wǎng)關(guān)一體化模塊，其包括具有DCS控制模塊及預(yù)留空間的DCS控制器；設(shè)置于該預(yù)留空間的接插件，電性連接于該接插件的網(wǎng)關(guān)模塊，用以將該網(wǎng)關(guān)模塊實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，并定義出與該DCS控制模塊相同尺寸的接插件以及管腳信號；其中，該DCS控制模塊與該網(wǎng)關(guān)模塊通過定義好的該接插件連接，以使各種不同協(xié)議類型的網(wǎng)關(guān)模塊通過與該DCS控制模塊之間的接插件連接在一起，以根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的不同總線協(xié)議來更換相應(yīng)類型的網(wǎng)關(guān)模塊，用來降低DCS系統(tǒng)控制器與現(xiàn)場總線設(shè)備連接的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度，以便于DCS控制器靈活的擴(kuò)展新的第三方現(xiàn)場總線系統(tǒng)。
文檔編號G05B19/418GK201489360SQ20092020873
公開日2010年5月26日 申請日期2009年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者李楊 申請人:上海華文自動(dòng)化系統(tǒng)工程有限公司