專利名稱：支持C-Mbus總線與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)關(guān)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種支持C-MbUS總線與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的方法及裝置。
背景技術(shù)：
自動化領(lǐng)域分支較多，對網(wǎng)絡(luò)的要求也不完全相同，如運(yùn)動控制對速度要求很高；而過程控制對速度要求較低，但對總線供電和本質(zhì)安全等方面則要求較高，各有其不同的獨(dú)特要求。 很多情況下對網(wǎng)絡(luò)的選擇，決定了系統(tǒng)和設(shè)備的選型。為此許多全球性的儀器儀表大公司都投入巨大的資源進(jìn)行總線的開發(fā)和市場推廣，目的是使自己的系統(tǒng)，在激烈的市場競爭中處于有利位置。例如西門子主推Profibus和Profinet ;羅克韋爾提出CIP概念，包括以太網(wǎng)/IP'ControlNetdeviceNet三層網(wǎng)絡(luò)；施耐德電氣的“透明就緒”解決方案是基于Modbus和Modbus-TCP以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在系統(tǒng)之中的透明傳輸。它們共同構(gòu)成了高效的解決方案，同時也形成了 “高成本”的系列產(chǎn)品。這些成熟公司都擁有齊全的產(chǎn)品線，在特定的地域和行業(yè)上各具優(yōu)勢，雖然相互之間的競爭激烈，但第三方向其購買封裝后的通訊編譯程序，普遍要價很高，這將會直接導(dǎo)致應(yīng)用成本翻番；案例表明光通訊費(fèi)一項，就占通訊設(shè)備硬件制造總成本的一半以上。因此，大多數(shù)底層儀表或基礎(chǔ)驅(qū)動裝置，較多受成本等因素的影響，不得不依然保留著RS232、RS485、Mbus、C-Mbus等串行通訊接口，來維持設(shè)備“低成本”架構(gòu)，這為“一網(wǎng)到底”的實(shí)施和推廣帶來了一定的障礙。僅針對一種先進(jìn)高效的工業(yè)總線開發(fā)解決方案所涉及的時間、金錢和資源已是相當(dāng)可觀了，要開發(fā)多種工業(yè)總線解決方案，同時維護(hù)技術(shù)升級與確?？煽啃?，是非常困難的事。由總部位于瑞典的HMS公司于1994年提出AnyBus技術(shù)，給出了針對多種現(xiàn)場總線很優(yōu)秀的解決方案。Anybus將現(xiàn)場總線抽象成3個組成部分?jǐn)?shù)據(jù)交互、配置、控制。Anybus模塊采用標(biāo)準(zhǔn)化的芯片并預(yù)先經(jīng)過認(rèn)證，提供給應(yīng)用程序一個統(tǒng)一的接口?，F(xiàn)場總線的封裝，使得在不同的應(yīng)用環(huán)境下，更換現(xiàn)場總線的移植成本大幅降低，也使得一些復(fù)雜的現(xiàn)場總線規(guī)約與應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)了隔離，極大降低了項目開發(fā)的風(fēng)險，加快了項目開發(fā)的速度。確切地說，AnyBus技術(shù)不是一種總線，應(yīng)該是一系列支持所有工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品總稱。目前已成為世界范圍內(nèi)，應(yīng)用最廣泛的第三方現(xiàn)場總線接口與互聯(lián)產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的就是提供一種支持C-Mbus總線與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的方法，它提供了一種儀表和控制器之間的數(shù)據(jù)交換的方法，解決了現(xiàn)場檢測儀表與上位監(jiān)視控制器之間因數(shù)據(jù)格式不同而不能數(shù)據(jù)交互的問題。
本發(fā)明的該目的是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，具體步驟為
1)支持C-Mbus總線上儀表采集到的符合C-Mbus行規(guī)的數(shù)據(jù)格式；
2)實(shí)現(xiàn)步驟I)接收后的數(shù)據(jù)通過AnyBus轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為符合控制器要求的協(xié)議格
式；
3)提供C-Mbus總線儀表與一系列AnyBus所支持的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議產(chǎn)品之間進(jìn)行雙向信
息交換。本發(fā)明的另一個目的就是提供一種支持C-MbUS總線與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的裝置，它提供標(biāo)準(zhǔn)化的硬件和軟件與自動化設(shè)備接口，以及儀表和控制器之間的數(shù)據(jù)交換與協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了既能保證底層傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，又不影響先進(jìn)高效的工業(yè)總線的應(yīng)用。
本發(fā)明的該目的是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，它包括有MCU微處理單元、電源接口電路、與儀表I/o設(shè)備數(shù)據(jù)端連接的C-Mbus接口電路和與控制器數(shù)據(jù)端連接的AnyBus接口電路，C-Mbus接口電路與MCU微處理單元電連接，MCU微處理單元與AnyBus接口電路電連接，電源接口電路為C-Mbus接口電路、MCU微處理單元和AnyBus接口電路供電。進(jìn)一步，所述裝置還包括有以太網(wǎng)及RS232接口電路，以太網(wǎng)及RS232接口電路與MCU微處理器電連接。進(jìn)一步，C-Mbus接口電路包括有CMT100芯片。進(jìn)一步，所述MCU微處理單元為單片微型計算機(jī)。進(jìn)一步，AnyBus接口電路包括有Anybus-CC即插式接口模塊。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明為儀表和控制器之間提供了數(shù)據(jù)與協(xié)議轉(zhuǎn)換，能將接收到的總線上儀表采集到的符合C-Mbus行規(guī)的數(shù)據(jù)格式，通過內(nèi)置自動處理命令和參數(shù)管理，再利用Anybus現(xiàn)場總線接口模塊，確保輸入遵循C-Mbus標(biāo)準(zhǔn)，輸出支持幾乎所有工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)格式的互聯(lián)。實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場檢測和上位監(jiān)視控制間，一網(wǎng)到底的雙向數(shù)據(jù)傳輸和管理。同時，具有通訊速率高、設(shè)計簡單、布線方便、抗干擾能力強(qiáng)和價格低廉的特點(diǎn)。本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書和權(quán)利要求書來實(shí)現(xiàn)和獲得。


本發(fā)明的

如下。圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。支持C-Mbus總線與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的方法，具體步驟為
1)支持C-Mbus總線上儀表采集到的符合C-Mbus行規(guī)的數(shù)據(jù)格式；
2)實(shí)現(xiàn)步驟I)接收后的數(shù)據(jù)通過AnyBus轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為符合控制器要求的協(xié)議格
式；3)提供C-Mbus總線儀表與一系列AnyBus所支持的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議產(chǎn)品之間進(jìn)行雙向信
息交換。當(dāng)儀表I/O設(shè)備需要向控制器發(fā)送數(shù)據(jù)時，將儀表I/O設(shè)備數(shù)據(jù)端的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為符合C-Mbus行規(guī)的數(shù)據(jù)格式，再通過AnyBus轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為符合控制器要求的協(xié)議格式，在兩次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之間，也可以根據(jù)需要增加其它方式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。當(dāng)然控制器需要向儀表I/O設(shè)備發(fā)送控制指令時，只需要將數(shù)據(jù)進(jìn)行逆向轉(zhuǎn)換即可。支持C-Mbus總線與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的裝置，所述裝置包括有MCU微 處理單元、電源接口電路、與儀表I/o設(shè)備數(shù)據(jù)端連接的C-Mbus接口電路和與控制器數(shù)據(jù)端連接的AnyBus接口電路，C-Mbus接口電路與MCU微處理單元電連接，MCU微處理單元與AnyBus接口電路電連接，電源接口電路為C-Mbus接口電路、MCU微處理單元和AnyBus接口電路供電。C-Mbus接口電路接收總線上儀表輸出的符合C-Mbus行規(guī)的傳輸數(shù)據(jù)，內(nèi)置在MCU微處理單元的規(guī)約，自動處理命令和參數(shù)管理，梳理數(shù)據(jù)發(fā)送至AnyBus接口電路進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，使用CompactFlash連接器再發(fā)送至外部控制器，實(shí)現(xiàn)總線上儀表和外部控制器間的信息交互。MCU微處理單元控制著整個主板的運(yùn)行，主要完成各通訊接口的驅(qū)動、通訊狀態(tài)的控制、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)指示、系統(tǒng)參數(shù)運(yùn)行、參數(shù)管理，以及應(yīng)用程序的運(yùn)行。所述裝置還包括有以太網(wǎng)及RS232接口電路，以太網(wǎng)及RS232接口電路與MCU微處理器電連接。AnyBus接口電路包括有Anybus-CC即插式接口模塊，目前支持19種工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議BACnet/IP、BACnet MS/TP、CANopen> CC-Link、CompoNet> ControlNet、DeviceNet、EtherCAT、以太網(wǎng)/IP、Modbus RTU>Modbus TCP>Powerlink>Profibus DPVl、Profinet 10、Sercos III，以及Bluetooth、RS-232、RS-485/422、USB。滿足了目前在售的絕大部分工業(yè)產(chǎn)品之間通訊要求，余下未包含在內(nèi)的特殊產(chǎn)品，還可以通過標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)技術(shù)，甚至RS-232進(jìn)行補(bǔ)充完善。C-Mbus接口電路包括有CMTlOO芯片。所述MCU微處理單元為單片微型計算機(jī)。儀表總線Mbus是一種新型總線結(jié)構(gòu)，由德國Paderborm大學(xué)的Ziegler教授和德國Techem AG公司以及德國的Texas Intrument公司共同開發(fā)，采用雙絞線電纜連接及任意總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，總線極性可互換；同時提供儀表電源，惟一的地址碼方便管理，實(shí)現(xiàn)300 9600 bps半雙工異步通信，Mbus通訊規(guī)范是開源免費(fèi)使用的。按各自理解、可充滿想象地開發(fā)中國式的C-Mbus通訊行規(guī)細(xì)節(jié)，后續(xù)產(chǎn)品使用費(fèi)除軟件載體外幾乎不計。帶來應(yīng)用靈活，價格低廉等諸多好處。尤其是應(yīng)用不是過于復(fù)雜，不會消耗節(jié)點(diǎn)設(shè)備大量軟硬件資源，嵌入和操作方便，具有易用性特征。MCU微處理器單元與C-Mbus總線接口電路作為主通信單元，提供半雙工串行兩線制、雙絞線的無極性接口，支持網(wǎng)絡(luò)的自由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，直接把自動化設(shè)備連接到C-Mbus總線上，改善后內(nèi)置的行規(guī)功能自動處理命令和參數(shù)；利用AnyBus接口電路，其作用相當(dāng)于OEM—個總線連接器，目前為止可以支持19種工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成一個方便、快速接入的通信節(jié)點(diǎn)。通過簡單地互換Anybus可選模塊,就可以支持多種工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；包括Siemens,Allen Bradley,Schneider Electric,Mitsubishi,ABB,Omron,Hitachi,Beckhoff,PhoenixContact, Bosch Rexroth 等公司產(chǎn)品。本發(fā)明集成C-Mbus和Anybus兩項技術(shù),提供標(biāo)準(zhǔn)化的硬件和軟件與自動化設(shè)備接口，最大化地減少了自動化設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接口連接其它工業(yè)網(wǎng)絡(luò)之間的開發(fā)工作量，并能夠確保完全遵循C-Mbus行規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，來支持幾乎所有工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。設(shè)計制造過程中，借助嵌入化技術(shù)，構(gòu)建了一種簡捷化、智能化、機(jī) 電一體化產(chǎn)品應(yīng)用鏈。最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.支持C-Mbus總線與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的方法，其特征在于，具體步驟為 1)支持C-Mbus總線上儀表采集到的符合C-Mbus行規(guī)的數(shù)據(jù)格式； 2)實(shí)現(xiàn)步驟I)接收后的數(shù)據(jù)通過AnyBus轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為符合控制器要求的協(xié)議格式； 3)提供C-Mbus總線儀表與一系列AnyBus所支持的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議產(chǎn)品之間進(jìn)行雙向信息交換。
2.支持C-Mbus總線與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的裝置，其特征在于所述裝置包括有MCU微處理單元、電源接口電路、與儀表I/O設(shè)備數(shù)據(jù)端連接的C-Mbus接口電路和與控制器數(shù)據(jù)端連接的AnyBus接口電路，C-Mbus接口電路與MCU微處理單元電連接，MCU微處理單元與AnyBus接口電路電連接，電源接口電路為C-Mbus接口電路、MCU微處理單元和AnyBus接口電路供電?！ぁ?br> 3.如權(quán)利要求I所的述支持C-Mbus總線與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的裝置，其特征在于所述裝置還包括有以太網(wǎng)及RS232接口電路，以太網(wǎng)及RS232接口電路與MCU微處理器電連接。
4.如權(quán)利要求I所述的支持C-Mbus總線與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的裝置，其特征在于=C-Mbus接口電路包括有CMTlOO主站芯片。
5.如權(quán)利要求I所述的支持C-Mbus總線與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的裝置，其特征在于所述MCU微處理單元為單片微型計算機(jī)。
6.如權(quán)利要求I所述的支持C-Mbus總線與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的裝置，其特征在于=AnyBus接口電路包括有Anybus-CC即插式接口模塊。
全文摘要
支持C-Mbus總線與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的方法，具體步驟為1)支持C-Mbus總線上儀表采集到的符合C-Mbus行規(guī)的數(shù)據(jù)格式；2)實(shí)現(xiàn)步驟1)接收后的數(shù)據(jù)通過AnyBus轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為符合控制器要求的協(xié)議格式；3)提供C-Mbus總線儀表與一系列AnyBus所支持的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議產(chǎn)品之間進(jìn)行雙向信息交換。支持C-Mbus總線與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的裝置，包括有MCU微處理單元、電源接口電路、與儀表I/O設(shè)備數(shù)據(jù)端連接的C-Mbus接口電路和與控制器數(shù)據(jù)端連接的AnyBus接口電路。本發(fā)明提供了標(biāo)準(zhǔn)化的硬件和軟件與自動化設(shè)備接口，允許C-Mbus總線上儀表與一系列AnyBus所支持的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議產(chǎn)品之間進(jìn)行上、下行信息傳遞，既能保證底層傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，又不影響先進(jìn)高效的工業(yè)總線的應(yīng)用。
文檔編號H04L29/06GK102882755SQ20121040346
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者曾一 申請人:重慶金控科技有限公司