工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)及其組網(wǎng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)及其組網(wǎng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的控制領(lǐng)域正經(jīng)歷著一場前所未有的變革，開始向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展?？刂葡到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)從最初的CCS(計算機集中控制系統(tǒng))，到第二代的DCS (分散控制系統(tǒng))，發(fā)展到現(xiàn)在流行的FCS (現(xiàn)場總線控制系統(tǒng))。
[0003]工業(yè)控制過程中有時候一個站點并不能完全滿足現(xiàn)場的控制要求，這時可以采用主從的方式進(jìn)行通信，也就是配置一個站點作為主站，其它站點作為從站的通訊方式。
[0004]主從通信過程中，主站可以與每個從站直接通信，下達(dá)控制命令，接收反饋信息等；從站不能主動發(fā)起通信，只能響應(yīng)主站的訪問，為主站提供數(shù)據(jù)或者接收主站發(fā)送的數(shù)據(jù)；一個從站不能訪問其它從站。
[0005]目前，在工業(yè)控制系統(tǒng)中廣泛使用的通信總線包括CAN現(xiàn)場總線、Profibus現(xiàn)場總線等，存在通信速率和通信距離的限制。
[0006]傳統(tǒng)工業(yè)控制現(xiàn)場總線在通信速率和通信距離方面的能力限制導(dǎo)致工業(yè)控制系統(tǒng)的某些特殊應(yīng)用(如對實時性要求高的應(yīng)用)無法實施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對以上不足之處，提供一種工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)及其組網(wǎng)方法。本發(fā)明解決傳統(tǒng)工業(yè)控制現(xiàn)場總線在通信速率和通信距離方面的能力限制導(dǎo)致工業(yè)控制系統(tǒng)的某些特殊應(yīng)用(如對實時性要求高的應(yīng)用)無法實施的問題。
[0008]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)，包括一套主站設(shè)備和一套從站設(shè)備，所述的主站設(shè)備與從站設(shè)備順次連接，形成一個閉合的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；主站設(shè)備和從站設(shè)備均包括:至少一個數(shù)據(jù)發(fā)送端口、至少一個數(shù)據(jù)接收端口 ；
主站設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送端口連接至從站設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端口，從站設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送端口連接至主站設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端口 ；形成一個閉合的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0009]工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)，包括一套主站設(shè)備和至少兩套從站設(shè)備，所述的主站設(shè)備與從站設(shè)備順次連接，形成一個閉合的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；主站設(shè)備和從站設(shè)備均包括:至少一個數(shù)據(jù)發(fā)送端口、至少一個數(shù)據(jù)接收端口 ；
主站設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送端口連接至第一套從站設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端口，第一套從站設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送端口連接至第二套從站設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端口，依次類推，最后一套從站設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送端口連接至主站設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端口 ；如此順次連接，形成一個閉合的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0010]所述的工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)，主站設(shè)備和從站設(shè)備均包括:至少一個數(shù)據(jù)發(fā)送端口、至少一個數(shù)據(jù)接收端口、通信模塊、CPU模塊，通信模塊連接數(shù)據(jù)發(fā)送端口及數(shù)據(jù)接收端口，主站設(shè)備的CPU模塊連接主站設(shè)備的通信模塊；
數(shù)據(jù)發(fā)送端口，用于發(fā)送數(shù)據(jù)信號至與該設(shè)備相連的主站設(shè)備或者從站設(shè)備；
數(shù)據(jù)接收端口，用于接收與該設(shè)備相連的主站設(shè)備或者從站設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)信號； 通信模塊用于與該設(shè)備相連的主站設(shè)備或者從站設(shè)備進(jìn)行通信；
主站設(shè)備的CPU模塊用作所述工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的CPU模塊使用，從站設(shè)備的CPU模塊為預(yù)留模塊。
[0011]所述的工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)，主站設(shè)備和從站設(shè)備通過以下至少之一的總線連接成一個閉合的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu):光纖、高速電纜。
[0012]所述的工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)，通信模塊包括數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，數(shù)據(jù)處理模塊連接數(shù)據(jù)接收模塊與數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；數(shù)據(jù)接收模塊連接數(shù)據(jù)接收端口，數(shù)據(jù)發(fā)送模塊連接數(shù)據(jù)發(fā)送端口 ；數(shù)據(jù)處理模塊用于對數(shù)據(jù)處理。
[0013]工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的組網(wǎng)方法，對工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行組網(wǎng)，包括如下步驟:
(1)、選取需要進(jìn)行組網(wǎng)的主站設(shè)備和從站設(shè)備，其中，主站設(shè)備一套，從站設(shè)備至少一套，主站設(shè)備與從站設(shè)備順次連接組成一個閉合的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；
(2)、主站設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送端口通過總線連接至第一套從站設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端口，第一套從站設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送端口通過總線連接至第二套從站設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端口，依次類推，最后一套從站設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送端口通過總線連接至主站設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端口 ；
(3)、通信模塊，用于與所述的主站設(shè)備或者從站設(shè)備進(jìn)行通信；
(4 )、主站設(shè)備的CPU模塊用作所述工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的CPU模塊使用，從站設(shè)備的CPU模塊為預(yù)留模塊。
[0014]所述的工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的組網(wǎng)方法，總線為光纖或者為高速電纜。
[0015]所述的工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的組網(wǎng)方法，通信模塊包括數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)處理模塊；
數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和數(shù)據(jù)接收模塊:用于與該設(shè)備相連的主站設(shè)備或者從站設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
數(shù)據(jù)處理模塊:用于對數(shù)據(jù)處理。
[0016]本發(fā)明的工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)及其組網(wǎng)方法和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:
1、可以有效的進(jìn)行工業(yè)控制系統(tǒng)的組網(wǎng)并實施工業(yè)控制系統(tǒng)的某些特殊應(yīng)用，如對實時性要求尚的應(yīng)用；
2、將一套主站設(shè)備和N套從站設(shè)備(N多1，N為自然數(shù))通過利用“光纖”或者“高速電纜”組成一個閉合的環(huán)網(wǎng)，可以大幅提高通信速率，同時增大了數(shù)據(jù)傳輸距離。
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0018]附圖1為工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)拓?fù)淇驁D；
附圖2為工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的主站設(shè)備的結(jié)構(gòu)拓?fù)淇驁D；
附圖3為工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的從站設(shè)備的結(jié)構(gòu)拓?fù)淇驁D。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0020]實施例1:
本發(fā)明的工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)，包括一套主站設(shè)備和一套從站設(shè)備，所述的主站設(shè)備與從站設(shè)備順次連接，形成一個閉合的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；主站設(shè)備和從站設(shè)備均包括:至少一個數(shù)據(jù)發(fā)送端口、至少一個數(shù)據(jù)接收端口 ；
主站設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送端口連接至從站設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端口，從站設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送端口連接至主站設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端口 ；形成一個閉合的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0021]實施例2:
本發(fā)明的工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)，包括一套主站設(shè)備和一套從站設(shè)備，所述的主站設(shè)備與從站設(shè)備順次連接，形成一個閉合的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；主站設(shè)備和從站設(shè)備均包括:至少一個數(shù)據(jù)發(fā)送端口、至少一個數(shù)據(jù)接收端口 ；
主站設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送端口連接至從站設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端口，從站設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送端口連接至主站設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端口 ；形成一個閉合的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0022]主站設(shè)備和從站設(shè)備均包括:至少一個數(shù)據(jù)發(fā)送端口、至少一個數(shù)據(jù)接收端口、通信模塊、CPU模塊，通信模塊連接數(shù)據(jù)發(fā)送端口及數(shù)據(jù)接收端口，主站設(shè)備的CPU模塊連接主站設(shè)備的通信模塊；
數(shù)據(jù)發(fā)送端口，用于發(fā)送數(shù)據(jù)信號至與該設(shè)備相連的主站設(shè)備或者從站設(shè)備；
數(shù)據(jù)接收端口，用于接收與該設(shè)備相連的主站設(shè)備或者從站設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)信號； 通信模塊用于與該設(shè)備相連的主站設(shè)備或者從站設(shè)備進(jìn)行通信；
主站設(shè)備的CPU模塊用作所述工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的CPU模塊使用，從站設(shè)備的CPU模塊為預(yù)留模塊。
[0023]通信模塊包括數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，數(shù)據(jù)處理模塊連接數(shù)據(jù)接收模塊與數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；數(shù)據(jù)接收模塊連接數(shù)據(jù)接收端口，數(shù)據(jù)發(fā)送模塊連接數(shù)據(jù)發(fā)送端口 ；數(shù)據(jù)處理模塊用于對數(shù)據(jù)處理。
[0024]主站設(shè)備和從站設(shè)備通過光纖連接成一個閉合的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
[0025]實施例3:
本發(fā)明的工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)，包括一套主站設(shè)備和至少兩套從站設(shè)備，所述的主站設(shè)備與從站設(shè)備順次連接，形成一個閉合的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；主站設(shè)備和從站設(shè)備均包括:至少一個數(shù)據(jù)發(fā)送端口、至少一個數(shù)據(jù)接收端口 ；
主站設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送端口連接至第一套從站設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端口，第一套從站設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送端口連接至第二套從站設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端口，依次類推，最后一套從站設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送端口連接至主站設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端口 ；如此順次連接，形成一個閉合的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0026]實施例4:
本發(fā)明的工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)，包括一套主站設(shè)備和至少兩套從站設(shè)備，所述的主站設(shè)備與從站設(shè)備順次連接，形成一個閉合的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；主站設(shè)備和從站設(shè)備均包括:至少一個數(shù)據(jù)發(fā)送端口、至少一個數(shù)據(jù)接收端口 ；
主站設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送端口連接至第一套從站設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端口，第一套從站設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送端口連接至第二套從站設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端口，依次類推，最后一套從站設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送端口連接至主站設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端口 ；如此順次連接，形成一個閉合的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0027]主站設(shè)備和從站設(shè)備均包括:數(shù)據(jù)發(fā)送端口、數(shù)據(jù)接收端口、通信模塊、CPU模塊，通信模塊連接數(shù)據(jù)發(fā)送端口及數(shù)據(jù)接收端口，主站設(shè)備的CPU模塊連接主站設(shè)備的通信模塊；
數(shù)據(jù)發(fā)送端口，用于發(fā)送數(shù)據(jù)信號至與該設(shè)備相連的主站設(shè)備或者從站設(shè)備；
數(shù)據(jù)接收端口，用于接收與該設(shè)備相連的主站設(shè)備或者從站設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)信號； 通信模塊用于與該設(shè)備相連的主站設(shè)備或者從站設(shè)備進(jìn)行通信；
主站設(shè)備的CPU模塊用作所述工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的CPU模塊使用，從站設(shè)備的CPU模塊為預(yù)留模塊。
[0028]通信模塊包括數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，數(shù)據(jù)處理模塊連接數(shù)據(jù)接收模塊與數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；數(shù)據(jù)接收模塊連接數(shù)據(jù)接收端口，數(shù)據(jù)發(fā)送模塊連接數(shù)據(jù)發(fā)送端口 ；數(shù)據(jù)處理模塊用于對數(shù)據(jù)處理。
[0029]主站設(shè)備和從站設(shè)備通過高速電纜連接成一個閉合的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
[0030]主站設(shè)備作為整個工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)通信的發(fā)起端，主站設(shè)備的通信模塊接收工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的CPU模塊的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，如果主站設(shè)備解析到CPU模塊的數(shù)據(jù)是發(fā)送給主站設(shè)備的數(shù)據(jù)，則主站設(shè)備將數(shù)據(jù)接收，并進(jìn)數(shù)據(jù)行處理，如果主站設(shè)備解析到CPU模塊的數(shù)據(jù)是發(fā)送其它從站設(shè)備的，則主站設(shè)備將CPU模塊的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給與主站設(shè)備通過高速電纜相連下一級從站設(shè)備，通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機制，將CPU模塊的數(shù)據(jù)發(fā)送至目的從站設(shè)備，如果在工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)中找不到目的從站設(shè)備(站點)，則對數(shù)據(jù)進(jìn)行丟棄處