一種可配置的現場總線系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可配置的現場總線系統，所述現場總線系統包括配置單元、主控制器和現場總線，配置單元中設置有協議庫，配置單元用于根據用戶的需求從協議庫中選擇相應的協議、對該協議進行指令和運行參數配置、并將選擇的協議及與該協議對應的指令和運行參數發送給主控制器，主控制器用于根據配置單元選擇的協議及與該協議對應的指令和運行參數形成現場協議棧，并根據現場協議棧對現場總線進行硬件接口配置。本實用新型提出了一種現場總線可配置的方案，能夠根據用戶需求對協議進行選擇和指令參數的配置，實現了現場總線的可配置功能，滿足了用戶的多樣性需求，增強了產品的競爭力。
【專利說明】
一種可配置的現場總線系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及通訊技術領域，尤其涉及一種可配置的現場總線系統。
【背景技術】
[0002]現場總線技術目前被廣泛使用到可編程邏輯器件(PLC)系統中，用來實現主控制器和現場采集及執行單元的串行通信。現場總線技術極大的方便了現場布線，并且通過使用通用的串行收發技術，可以在降低成本的同時提高傳輸的速率。
[0003]目前的PLC系統中支持各種各樣的現場總線，而現場的儀表單元也是支持不同的現場總線，這樣就存在需要PLC控制器和儀表必須使用同一總線的需求。然而，每個PLC控制器支持的現場總線都是確定的，可能不支持儀表使用的現場總線，那么用戶就需要作出選擇，要么換PLC，要么換儀表。
[0004]由于現場總線技術比較復雜，尤其作為PLC主控制器中使用的主棧技術更為復雜，目前絕大多數的現有技術都是采用直接將協議棧實現后作為固件運行在控制器的CPU中。這樣的方式導致的弊端是PLC主控制器支持的協議是固定的，不能夠根據用戶的需求進行配置，如果用戶需要使用其他的現場總線，那么就需要選擇其他的PLC，或者廠家需要重新開發用戶需要的現場總線協議棧。
[0005]因此，如何實現可配置的現場總線系統，是本領域亟待解決的技術問題。
【實用新型內容】
[0006]有鑒于此，本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種可配置的現場總線系統，以實現現場總線的可配置功能，滿足用戶的多樣性需求。
[0007]為實現以上目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0008]—種可配置的現場總線系統，包括配置單元、主控制器和現場總線，所述配置單元中設置有協議庫，所述配置單元用于根據用戶的需求從所述協議庫中選擇相應的協議、對該協議進行指令和運行參數配置、并將選擇的協議及與該協議對應的指令和運行參數發送給所述主控制器，所述主控制器用于根據所述配置單元選擇的協議及與該協議對應的指令和運行參數形成現場協議棧，并根據所述現場協議棧對所述現場總線進行硬件接口配置。
[0009]優選地，所述配置單元包括用戶邏輯子單元和配置選擇子單元，所述用戶邏輯子單元用于根據用戶的需求提取出用戶的選擇信息，并將所述選擇信息發送給所述配置選擇子單元，所述配置選擇子單元用于根據所述選擇信息從所述協議庫中選擇相應的協議，并對該協議進行指令和運行參數配置。
[0010]優選地，所述主控制器中設置有運行庫，所述主控制器根據所述現場協議棧加載所述運行庫中的程序，以對所述現場總線進行硬件接口配置。
[0011]優選地，所述現場總線包括接口端，所述接口端包括數字輸入接口、數字輸出接口、模擬輸入接口和模擬輸出接口，所述數字輸入接口和所述模擬輸入接口用于與外部采集設備相連，所述數字輸出接口和所述模擬輸出接口用于與外部執行設備相連。
[0012]優選地，所述配置單元通過可編程的組態模塊實現。
[0013]優選地，所述現場總線系統還包括與所述主控制器相連的外部接口，所述外部接口用于向所述主控制器輸入預定的協議及與該協議對應的指令和運行參數。
[0014]優選地，所述外部接口用于與以太網或者USB設備相連。
[0015]優選地，所述主控制器為可編程邏輯控制器。
[0016]本實用新型針對目前現場總線存在多個標準、適配困難的現狀，提出了一種現場總線可配置的方案，能夠根據用戶需求對協議進行選擇和指令參數的配置，實現了現場總線的可配置功能，滿足了用戶的多樣性需求，增強了產品的競爭力。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型實施例所提供的可配置的現場總線系統的結構示意圖之一；
[0018]圖2為本實用新型實施例所提供的可配置的現場總線系統的結構示意圖之二。
[0019]圖中:1、配置單元；11、協議庫；12、用戶邏輯子單元；13、配置選擇子單元;2、主控制器;21、運行庫;22、現場協議棧;3、現場總線;31、數字輸入接口； 32、數字輸出接口； 33、模擬輸入接口；34、模擬輸出接口 ；4、外部接口。
【具體實施方式】
[0020]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
[0021]本實用新型首先提供了一種可配置的現場總線系統，如圖1和圖2所示，所述現場總線系統包括配置單元1、主控制器2和現場總線3，配置單元I中設置有協議庫11，配置單元I用于根據用戶的需求從協議庫11中選擇相應的協議、對該協議進行指令和運行參數配置、并將選擇的協議及與該協議對應的指令和運行參數發送給主控制器2，主控制器2用于根據配置單元I選擇的協議及與該協議對應的指令和運行參數形成現場協議棧22，并根據現場協議棧22對現場總線3進行硬件接口配置，這里主要指硬件I/O組態配置。
[0022]本實用新型針對目前現場總線存在多個標準、適配困難的現狀，提出了一種現場總線可配置的方案，通過配置單元I的作用，能夠根據用戶需求對協議進行選擇和指令參數的配置，實現了現場總線3的可配置功能，滿足了用戶的多樣性需求，增強了產品的競爭力。
[0023]這里的主控制器2優選為可編程邏輯控制器(PLC)。所述協議包括過程現場總線協議(PROFIBUS )、網絡通訊協議(MODBUS)、控制局域網絡的高層通訊協議(CAN0PEN)等，可以根據用戶的不同需求進行配置，避免了頻繁更換主控制器、更換外接設備、或者重新開發協議的繁瑣過程，有效節約了成本，提高了產品的市場競爭力。
[0024]進一步地，如圖2所示，配置單元I包括用戶邏輯子單元12和配置選擇子單元13。其中，用戶邏輯子單元12用于根據用戶的需求提取出用戶的選擇信息，并將所述選擇信息發送給配置選擇子單元13，配置選擇子單元13用于根據所述選擇信息從協議庫11中選擇相應的協議，并對該協議進行指令和運行參數配置。
[0025]優選地，主控制器2中設置有運行庫21，主控制器2根據現場協議棧22加載運行庫21中的程序，以對現場總線3進行硬件接口配置。
[0026]在本實用新型中，現場總線3包括接口端，所述接口端包括數字輸入接口31、數字輸出接口 32、模擬輸入接口 33和模擬輸出接口 34。其中，數字輸入接口 31和模擬輸入接口 33用于與外部采集設備相連，數字輸出接口 32和模擬輸出接口 34用于與外部執行設備相連。
[0027]所述外部采集設備包括各類信號采集設備，所述外部執行設備包括各類功能執行設備。
[0028]優選地，作為本實用新型的一種實現方式，配置單元I通過可編程的組態模塊實現。更具體地，配置單元I可以采用設置在智能設備(例如PC)端的組態軟件實現。
[0029]更進一步地，如圖1所示，本實用新型所提供的現場總線系統還包括與主控制器2相連的外部接口 4，外部接口 4用于向主控制器2輸入預定的協議及與該協議對應的指令和運行參數。外部接口 4用于與以太網或者USB設備相連。
[0030]也就是說，本實用新型不僅可以通過配置單元I實現總線協議的配置，還可以通過外部接口 4直接向主控制器2輸入預定的協議，滿足了用戶的多樣性需求。
[0031]相應的，基于上述可配置的現場總線系統的配置方法包括以下步驟:
[0032]用戶確定需要使用的協議(Protocol);
[0033]配置單元I從自身的協議庫11中根據用戶的需求選擇相應的協議，對選擇的協議進行指令和運行參數配置，并將選擇的協議及與該協議對應的指令和運行參數發送給主控制器2 ；
[0034]主控制器2根據配置單元I選擇的協議及與該協議對應的指令和運行參數形成現場協議棧22，并根據現場協議棧22對現場總線3進行硬件接口(I/O)配置。
[0035]進一步地，主控制器2中設置有運行庫21，主控制器2根據現場協議棧22對現場總線3進行硬件接口配置的步驟包括:
[0036]主控制器2根據現場協議棧2加載運行庫21中的程序(例如在組態中加載相應的配置界面)，并利用加載的程序對現場總線3進行硬件接口配置。
[0037]需要說明的是，本實用新型的上述步驟既可以通過用戶手動完成，也可以設置配置單元I和主控制器2自動完成，用戶可根據實際應用場景進行選擇。此外，在本實用新型中，配置單元I和主控制器2均具備可下載功能，即用戶可以在每一步完成后對相關的數據進行下載。
[0038]可以看出，本實用新型針對目前現場總線適配困難的現狀，提出了一種現場總線可配置的方案，能夠根據用戶需求對協議進行選擇和指令參數的配置，實現了現場總線的可配置功能，滿足了用戶的多樣性需求，增強了產品的競爭力。
[0039]以上所述的【具體實施方式】，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的【具體實施方式】而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種可配置的現場總線系統，其特征在于，包括配置單元、主控制器和現場總線，所述配置單元中設置有協議庫，所述配置單元用于根據用戶的需求從所述協議庫中選擇相應的協議、對該協議進行指令和運行參數配置、并將選擇的協議及與該協議對應的指令和運行參數發送給所述主控制器，所述主控制器用于根據所述配置單元選擇的協議及與該協議對應的指令和運行參數形成現場協議棧，并根據所述現場協議棧對所述現場總線進行硬件接口配置。2.根據權利要求1所述的現場總線系統，其特征在于，所述配置單元包括用戶邏輯子單元和配置選擇子單元，所述用戶邏輯子單元用于根據用戶的需求提取出用戶的選擇信息，并將所述選擇信息發送給所述配置選擇子單元，所述配置選擇子單元用于根據所述選擇信息從所述協議庫中選擇相應的協議，并對該協議進行指令和運行參數配置。3.根據權利要求1所述的現場總線系統，其特征在于，所述主控制器中設置有運行庫，所述主控制器根據所述現場協議棧加載所述運行庫中的程序，以對所述現場總線進行硬件接口配置。4.根據權利要求1至3中任意一項所述的現場總線系統，其特征在于，所述現場總線包括接口端，所述接口端包括數字輸入接口、數字輸出接口、模擬輸入接口和模擬輸出接口，所述數字輸入接口和所述模擬輸入接口用于與外部采集設備相連，所述數字輸出接口和所述模擬輸出接口用于與外部執行設備相連。5.根據權利要求1至3中任意一項所述的現場總線系統，其特征在于，所述配置單元通過可編程的組態模塊實現。6.根據權利要求1至3中任意一項所述的現場總線系統，其特征在于，所述現場總線系統還包括與所述主控制器相連的外部接口，所述外部接口用于向所述主控制器輸入預定的協議及與該協議對應的指令和運行參數。7.根據權利要求6所述的現場總線系統，其特征在于，所述外部接口用于與以太網或者USB設備相連。8.根據權利要求1至3中任意一項所述的現場總線系統，其特征在于，所述主控制器為可編程邏輯控制器。
【文檔編號】G05B19/05GK205594417SQ201620312192
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月15日
【發明人】宋晉泉
【申請人】北京開疆智能自動化科技有限公司