專利名稱：現場總線串口通信與以太網優勢互補系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力系統和工控系統，特別是涉及基于現場總線數據采 集的串口轉以太網系統。
背景技術：
現場總線與工業以太網技術是現代自動控制技術和信息網絡技術相結 合的產物，是下一代自動化設備的標志性技術，是改造傳統工業的有力工具， 也是信息化帶動工業化的重要方向。
現場總線主要是實時性好、可靠性高，主要是用在現場一級，以及現場
一級設備裝置之間的信息交換、控制。針對總線的長處，中國專利CN1828571 公開了一種通用串口總線數據傳輸處理方法，包括掃描端點描述符、傳輸 描述符鏈，找到有數據傳輸的傳輸描述符，將所述傳輸描述符內數據信息填 充到至少兩個緩沖區描述符中，同時將緩沖區描述符的狀態標志位置1;主機 控制器掃描狀態標志位為1的緩沖區描述符，根據所述緩沖區描述符內數據 信息傳輸數據；緩沖區描述符返回狀態為無響應時，從該緩沖區描述符開始 重傳。緩沖區描述符返回狀態為已接收時，繼續進行下一數據的傳輸。本實 用新型使主機控制器在基于至少兩個緩沖區描述符進行數據傳輸時，所傳輸 的數據順序不發生混亂，保證數據快速、高效的傳輸，使數據的傳輸速度提 高一倍以上。
以太網是一種介質，其速度快，但傳輸效率低下，不可靠及網絡阻塞。 因此主要是應用在車間級及工廠級上層網絡監控之用。針對以太網的特點， 中國專利CN1578237公開了一種以太網長距離高速傳輸數據的方法，其包括 以下步驟a.在發送端將以太網數據發送給端口捆綁模塊，由端口捆綁模塊 將以太網數據分配給xDSL收發器；b.xDSL收發器將上述數據進行調制，轉變 為雙絞線上的傳輸的線路信號，發送到雙絞線上；c.接收端的xDSL收發器接
3收上述信號，解調出相應的以太網數據，并送入端口捆綁模塊；d.端口捆綁
模塊把接收到的以太網數據合并，恢復原始數據。本實用新型通過采用含有
Ethernet端口捆綁模塊和多路xDSL收發器的雙絞線傳輸技術，利用了廉價的 雙絞線資源，避免了鋪設光纖的工作，降低了工程費用。
但是上述方法都只是孤立地運用了總線和以太網傳輸數據，沒有有效地 將兩者進行結合，使它們共存并且吸收各自的優勢，互為己用。
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題在于將現場總線技術與以太網技術融合 起來，現場總線向更加開放、分布的方向發展外，以太網技術也優化其穩定 性和可靠性。
為了解決上述問題本實用新型的技術方案是這樣的
現場總線串口通信與以太網優勢互補系統，包括上位計算機系統和復數 個智能采集模塊，其特征在于，所述上位計算機系統包括通用個人計算機， 和與通用個人計算機連接的現場總線通信接口適配器，現場總線通信接口適 配器連接復數個智能采集模塊；
所述現場總線串口通信與以太網優勢互補系統，還包括控制中心計算機， 所述個人計算機通過以太網連接控制中心計算機。
上述設計中，現場總線串口通信與以太網優勢互補系統采用了主要由上 位計算機系統和各類智能采集模塊構成的系統結構，在保證系統可靠工作和 降低成本的條件下，考慮到通用性、實用性和可擴展性等方面的因素。
具體的，上位計算機系統由通用個人計算機以及接通至通用個人計算機 內部的現場總線通信接口適配器組成。所述上位計算機系統通過多串口服務
器設備和D-Link路由器通過以太網傳輸到控制中心計算機。 -所述上位計算機系統負責系統的總體調度，向網絡節點發送命令，接收
節點數據，并對節點信息加以分析、存儲、顯示或打印。
所述智能采集模塊負責監控數據的采集和對監控設備的控制，以模擬量
或數字量進行通信。
本實用新型中，以太網既是連接到各種智能模塊的系統總線，又是連接現場設備的現場總線，具有雙重作用。
另外本實用新型中，所述通用個人計算機與復數個智能采集模塊間采用 全雙工模式通信。采用全雙工模式通信，用交換技術替代原有的總線型
CSMA/CD技術，避免了由于多個站點共享并競爭信道導致發生的碰撞，減少 了信道帶寬的浪費。采用全雙工模式通信，有效的提高了信道的利用率。
本實用新型可以很好地解決多種工業總線的系統集成問題，同時也大大 豐富了工業現場總線的體系，促使其向更高層次發展。
綜上所述，本實用新型有效實現了現場總線數據采集，數據傳輸，數據 信息交換，控制命令傳遞，無線遠程實時監控等功能。并將工業以太網技術 直接應用于工業現場設備間的通信，將會使設備更加網絡化、集成化、分布 化、節點智能化，更好的應用與工業現場控制。
以下結合附圖和具體實施方式
來詳細說明本實用新型。
圖1表示該實用新型系統結構示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明 白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
如圖1所示，將現場總線串口通信與以太網優勢互補系統應用到高低壓 智能監控系統中，對電器設備l進行監控。
本實施例中，通用個人計算機4和與通用個人計算機4連接的現場總線 通信接口適配器3，構成了基本的上位計算機系統6。在由現場總線通信接口 適配器3連接復數個智能采集模塊2，復數個智能采集模塊2連接復數個電器 設備1，對其進行監控。通用個人計算機4通過現場總線通信接口適配器3實 現與復數個智能采集模塊2間的全雙工模式通信。
現場總線串口通信與以太網優勢互補系統還包括控制中心計算機5，個人 計算機4通過以太網連接控制中心計算機5。
整套系統中，上位計算機系統6負責系統的總體調度，向網絡節點發送
5命令，接收節點數據，并對節點信息加以分析、存儲、顯示或打印。各類智
能采集模塊2負責對復數個電器設備1的數據采集和控制，以模擬量或開關 量輸入或輸出信息。
上位計算機系統6可以通過多串口服務器設備或D-Link路由器通過以太 網連接控制中心計算機5。這種連接中以太網既是連接到各種智能模塊2的系 統總線，又是現場總線。
本實用新型實現了串口設備與以太網相連，很好地解決多種工業總線的 系統集成問題，同時也大大豐富了工業現場總線的體系，促使其向更高層次 發展。采用全雙工模式通信，用交換技術替代原有的總線型CSMA/CD技術， 避免了由于多個站點共享并競爭信道導致發生的碰撞，減少了信道帶寬的浪 費。采用全雙工通信，提高信道的利用率。
具體工作過程中，首先，上位計算機系統6向網絡節點發送命令，各類 智能采集模塊2采集控制數據，輸入或輸出信號。例如實際中，除對高壓配 電柜上的模擬量和開關量進行監測外，也可用于對某些重要的低壓配電和低 壓電機等電器設備運行狀態的監測和控制。
接著，上位計算機系統6接收節點數據，并對節點信息進行分析、存儲、 顯示或打印。
然后，通用個人計算機4通過多串口服務器設備或D-Link路由器通過以 太網傳輸到控制中心計算機5，可以實時監控電器設備1運行狀態。
管理者通過控制中心計算機5，在配電監控中心對現場情況進行實時遠程 監控、遠程設備調試和遠程設備故障診斷和處理。
以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優 點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述 實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型 精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都 落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利 要求書及其等同物界定。
權利要求1. 現場總線串口通信與以太網優勢互補系統，包括上位計算機系統和復數個智能采集模塊，其特征在于，所述上位計算機系統包括通用個人計算機，和與通用個人計算機連接的現場總線通信接口適配器，現場總線通信接口適配器連接復數個智能采集模塊；所述現場總線串口通信與以太網優勢互補系統，還包括控制中心計算機，所述個人計算機通過以太網連接控制中心計算機。
專利摘要現場總線串口通信與以太網優勢互補系統，涉及電力系統和工控系統。包括上位計算機系統和復數個智能采集模塊，所述上位計算機系統包括通用個人計算機，和與通用個人計算機連接的現場總線通信接口適配器，現場總線通信接口適配器連接復數個智能采集模塊；還包括控制中心計算機，所述個人計算機通過以太網連接控制中心計算機。本實用新型有效實現了現場總線數據采集，數據傳輸，數據信息交換，控制命令傳遞，無線遠程實時監控等功能。并將工業以太網技術直接應用于工業現場設備間的通信，將會使設備更加網絡化、集成化、分布化、節點智能化，更好的應用與工業現場控制。
文檔編號G05B19/418GK201266317SQ20082015415
公開日2009年7月1日 申請日期2008年10月17日 優先權日2008年10月17日
發明者莉 史 申請人:上海納杰電氣成套有限公司