一種可配置的現(xiàn)場總線系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種可配置的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，所述現(xiàn)場總線系統(tǒng)包括配置單元、主控制器和現(xiàn)場總線，配置單元中設(shè)置有協(xié)議庫，配置單元用于根據(jù)用戶的需求從協(xié)議庫中選擇相應(yīng)的協(xié)議、對該協(xié)議進(jìn)行指令和運(yùn)行參數(shù)配置、并將選擇的協(xié)議及與該協(xié)議對應(yīng)的指令和運(yùn)行參數(shù)發(fā)送給主控制器，主控制器用于根據(jù)配置單元選擇的協(xié)議及與該協(xié)議對應(yīng)的指令和運(yùn)行參數(shù)形成現(xiàn)場協(xié)議棧，并根據(jù)現(xiàn)場協(xié)議棧對現(xiàn)場總線進(jìn)行硬件接口配置。本實(shí)用新型提出了一種現(xiàn)場總線可配置的方案，能夠根據(jù)用戶需求對協(xié)議進(jìn)行選擇和指令參數(shù)的配置，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場總線的可配置功能，滿足了用戶的多樣性需求，增強(qiáng)了產(chǎn)品的競爭力。
【專利說明】
一種可配置的現(xiàn)場總線系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及通訊技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可配置的現(xiàn)場總線系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)場總線技術(shù)目前被廣泛使用到可編程邏輯器件(PLC)系統(tǒng)中，用來實(shí)現(xiàn)主控制器和現(xiàn)場采集及執(zhí)行單元的串行通信?，F(xiàn)場總線技術(shù)極大的方便了現(xiàn)場布線，并且通過使用通用的串行收發(fā)技術(shù)，可以在降低成本的同時(shí)提高傳輸?shù)乃俾省?br>[0003]目前的PLC系統(tǒng)中支持各種各樣的現(xiàn)場總線，而現(xiàn)場的儀表單元也是支持不同的現(xiàn)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(gè)PLC控制器支持的現(xiàn)場總線都是確定的，可能不支持儀表使用的現(xiàn)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(xiàn)場總線技術(shù)比較復(fù)雜，尤其作為PLC主控制器中使用的主棧技術(shù)更為復(fù)雜，目前絕大多數(shù)的現(xiàn)有技術(shù)都是采用直接將協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)后作為固件運(yùn)行在控制器的CPU中。這樣的方式導(dǎo)致的弊端是PLC主控制器支持的協(xié)議是固定的，不能夠根據(jù)用戶的需求進(jìn)行配置，如果用戶需要使用其他的現(xiàn)場總線，那么就需要選擇其他的PLC，或者廠家需要重新開發(fā)用戶需要的現(xiàn)場總線協(xié)議棧。
[0005]因此，如何實(shí)現(xiàn)可配置的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，是本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可配置的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場總線的可配置功能，滿足用戶的多樣性需求。
[0007]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0008]—種可配置的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，包括配置單元、主控制器和現(xiàn)場總線，所述配置單元中設(shè)置有協(xié)議庫，所述配置單元用于根據(jù)用戶的需求從所述協(xié)議庫中選擇相應(yīng)的協(xié)議、對該協(xié)議進(jìn)行指令和運(yùn)行參數(shù)配置、并將選擇的協(xié)議及與該協(xié)議對應(yīng)的指令和運(yùn)行參數(shù)發(fā)送給所述主控制器，所述主控制器用于根據(jù)所述配置單元選擇的協(xié)議及與該協(xié)議對應(yīng)的指令和運(yùn)行參數(shù)形成現(xiàn)場協(xié)議棧，并根據(jù)所述現(xiàn)場協(xié)議棧對所述現(xiàn)場總線進(jìn)行硬件接口配置。
[0009]優(yōu)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(jù)用戶的需求提取出用戶的選擇信息，并將所述選擇信息發(fā)送給所述配置選擇子單元，所述配置選擇子單元用于根據(jù)所述選擇信息從所述協(xié)議庫中選擇相應(yīng)的協(xié)議，并對該協(xié)議進(jìn)行指令和運(yùn)行參數(shù)配置。
[0010]優(yōu)選地，所述主控制器中設(shè)置有運(yùn)行庫，所述主控制器根據(jù)所述現(xiàn)場協(xié)議棧加載所述運(yùn)行庫中的程序，以對所述現(xiàn)場總線進(jìn)行硬件接口配置。
[0011]優(yōu)選地，所述現(xiàn)場總線包括接口端，所述接口端包括數(shù)字輸入接口、數(shù)字輸出接口、模擬輸入接口和模擬輸出接口，所述數(shù)字輸入接口和所述模擬輸入接口用于與外部采集設(shè)備相連，所述數(shù)字輸出接口和所述模擬輸出接口用于與外部執(zhí)行設(shè)備相連。
[0012]優(yōu)選地，所述配置單元通過可編程的組態(tài)模塊實(shí)現(xiàn)。
[0013]優(yōu)選地，所述現(xiàn)場總線系統(tǒng)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(yù)定的協(xié)議及與該協(xié)議對應(yīng)的指令和運(yùn)行參數(shù)。
[0014]優(yōu)選地，所述外部接口用于與以太網(wǎng)或者USB設(shè)備相連。
[0015]優(yōu)選地，所述主控制器為可編程邏輯控制器。
[0016]本實(shí)用新型針對目前現(xiàn)場總線存在多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)、適配困難的現(xiàn)狀，提出了一種現(xiàn)場總線可配置的方案，能夠根據(jù)用戶需求對協(xié)議進(jìn)行選擇和指令參數(shù)的配置，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場總線的可配置功能，滿足了用戶的多樣性需求，增強(qiáng)了產(chǎn)品的競爭力。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的可配置的現(xiàn)場總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖之一；
[0018]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的可配置的現(xiàn)場總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖之二。
[0019]圖中:1、配置單元；11、協(xié)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(yùn)行庫;22、現(xiàn)場協(xié)議棧;3、現(xiàn)場總線;31、數(shù)字輸入接口； 32、數(shù)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(shí)施方式】
[0020]下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0021]本實(shí)用新型首先提供了一種可配置的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，如圖1和圖2所示，所述現(xiàn)場總線系統(tǒng)包括配置單元1、主控制器2和現(xiàn)場總線3，配置單元I中設(shè)置有協(xié)議庫11，配置單元I用于根據(jù)用戶的需求從協(xié)議庫11中選擇相應(yīng)的協(xié)議、對該協(xié)議進(jìn)行指令和運(yùn)行參數(shù)配置、并將選擇的協(xié)議及與該協(xié)議對應(yīng)的指令和運(yùn)行參數(shù)發(fā)送給主控制器2，主控制器2用于根據(jù)配置單元I選擇的協(xié)議及與該協(xié)議對應(yīng)的指令和運(yùn)行參數(shù)形成現(xiàn)場協(xié)議棧22，并根據(jù)現(xiàn)場協(xié)議棧22對現(xiàn)場總線3進(jìn)行硬件接口配置，這里主要指硬件I/O組態(tài)配置。
[0022]本實(shí)用新型針對目前現(xiàn)場總線存在多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)、適配困難的現(xiàn)狀，提出了一種現(xiàn)場總線可配置的方案，通過配置單元I的作用，能夠根據(jù)用戶需求對協(xié)議進(jìn)行選擇和指令參數(shù)的配置，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場總線3的可配置功能，滿足了用戶的多樣性需求，增強(qiáng)了產(chǎn)品的競爭力。
[0023]這里的主控制器2優(yōu)選為可編程邏輯控制器(PLC)。所述協(xié)議包括過程現(xiàn)場總線協(xié)議(PROFIBUS )、網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議(MODBUS)、控制局域網(wǎng)絡(luò)的高層通訊協(xié)議(CAN0PEN)等，可以根據(jù)用戶的不同需求進(jìn)行配置，避免了頻繁更換主控制器、更換外接設(shè)備、或者重新開發(fā)協(xié)議的繁瑣過程，有效節(jié)約了成本，提高了產(chǎn)品的市場競爭力。
[0024]進(jìn)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(jù)用戶的需求提取出用戶的選擇信息，并將所述選擇信息發(fā)送給配置選擇子單元13，配置選擇子單元13用于根據(jù)所述選擇信息從協(xié)議庫11中選擇相應(yīng)的協(xié)議，并對該協(xié)議進(jìn)行指令和運(yùn)行參數(shù)配置。
[0025]優(yōu)選地，主控制器2中設(shè)置有運(yùn)行庫21，主控制器2根據(jù)現(xiàn)場協(xié)議棧22加載運(yùn)行庫21中的程序，以對現(xiàn)場總線3進(jìn)行硬件接口配置。
[0026]在本實(shí)用新型中，現(xiàn)場總線3包括接口端，所述接口端包括數(shù)字輸入接口31、數(shù)字輸出接口 32、模擬輸入接口 33和模擬輸出接口 34。其中，數(shù)字輸入接口 31和模擬輸入接口 33用于與外部采集設(shè)備相連，數(shù)字輸出接口 32和模擬輸出接口 34用于與外部執(zhí)行設(shè)備相連。
[0027]所述外部采集設(shè)備包括各類信號采集設(shè)備，所述外部執(zhí)行設(shè)備包括各類功能執(zhí)行設(shè)備。
[0028]優(yōu)選地，作為本實(shí)用新型的一種實(shí)現(xiàn)方式，配置單元I通過可編程的組態(tài)模塊實(shí)現(xiàn)。更具體地，配置單元I可以采用設(shè)置在智能設(shè)備(例如PC)端的組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)。
[0029]更進(jìn)一步地，如圖1所示，本實(shí)用新型所提供的現(xiàn)場總線系統(tǒng)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(yù)定的協(xié)議及與該協(xié)議對應(yīng)的指令和運(yùn)行參數(shù)。外部接口 4用于與以太網(wǎng)或者USB設(shè)備相連。
[0030]也就是說，本實(shí)用新型不僅可以通過配置單元I實(shí)現(xiàn)總線協(xié)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(yù)定的協(xié)議，滿足了用戶的多樣性需求。
[0031]相應(yīng)的，基于上述可配置的現(xiàn)場總線系統(tǒng)的配置方法包括以下步驟:
[0032]用戶確定需要使用的協(xié)議(Protocol);
[0033]配置單元I從自身的協(xié)議庫11中根據(jù)用戶的需求選擇相應(yīng)的協(xié)議，對選擇的協(xié)議進(jìn)行指令和運(yùn)行參數(shù)配置，并將選擇的協(xié)議及與該協(xié)議對應(yīng)的指令和運(yùn)行參數(shù)發(fā)送給主控制器2 ；
[0034]主控制器2根據(jù)配置單元I選擇的協(xié)議及與該協(xié)議對應(yīng)的指令和運(yùn)行參數(shù)形成現(xiàn)場協(xié)議棧22，并根據(jù)現(xiàn)場協(xié)議棧22對現(xiàn)場總線3進(jìn)行硬件接口(I/O)配置。
[0035]進(jìn)一步地，主控制器2中設(shè)置有運(yùn)行庫21，主控制器2根據(jù)現(xiàn)場協(xié)議棧22對現(xiàn)場總線3進(jìn)行硬件接口配置的步驟包括:
[0036]主控制器2根據(jù)現(xiàn)場協(xié)議棧2加載運(yùn)行庫21中的程序(例如在組態(tài)中加載相應(yīng)的配置界面)，并利用加載的程序?qū)ΜF(xiàn)場總線3進(jìn)行硬件接口配置。
[0037]需要說明的是，本實(shí)用新型的上述步驟既可以通過用戶手動完成，也可以設(shè)置配置單元I和主控制器2自動完成，用戶可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場景進(jìn)行選擇。此外，在本實(shí)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(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行下載。
[0038]可以看出，本實(shí)用新型針對目前現(xiàn)場總線適配困難的現(xiàn)狀，提出了一種現(xiàn)場總線可配置的方案，能夠根據(jù)用戶需求對協(xié)議進(jìn)行選擇和指令參數(shù)的配置，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場總線的可配置功能，滿足了用戶的多樣性需求，增強(qiáng)了產(chǎn)品的競爭力。
[0039]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可配置的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，其特征在于，包括配置單元、主控制器和現(xiàn)場總線，所述配置單元中設(shè)置有協(xié)議庫，所述配置單元用于根據(jù)用戶的需求從所述協(xié)議庫中選擇相應(yīng)的協(xié)議、對該協(xié)議進(jìn)行指令和運(yùn)行參數(shù)配置、并將選擇的協(xié)議及與該協(xié)議對應(yīng)的指令和運(yùn)行參數(shù)發(fā)送給所述主控制器，所述主控制器用于根據(jù)所述配置單元選擇的協(xié)議及與該協(xié)議對應(yīng)的指令和運(yùn)行參數(shù)形成現(xiàn)場協(xié)議棧，并根據(jù)所述現(xiàn)場協(xié)議棧對所述現(xiàn)場總線進(jìn)行硬件接口配置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，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(jù)用戶的需求提取出用戶的選擇信息，并將所述選擇信息發(fā)送給所述配置選擇子單元，所述配置選擇子單元用于根據(jù)所述選擇信息從所述協(xié)議庫中選擇相應(yīng)的協(xié)議，并對該協(xié)議進(jìn)行指令和運(yùn)行參數(shù)配置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制器中設(shè)置有運(yùn)行庫，所述主控制器根據(jù)所述現(xiàn)場協(xié)議棧加載所述運(yùn)行庫中的程序，以對所述現(xiàn)場總線進(jìn)行硬件接口配置。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，其特征在于，所述現(xiàn)場總線包括接口端，所述接口端包括數(shù)字輸入接口、數(shù)字輸出接口、模擬輸入接口和模擬輸出接口，所述數(shù)字輸入接口和所述模擬輸入接口用于與外部采集設(shè)備相連，所述數(shù)字輸出接口和所述模擬輸出接口用于與外部執(zhí)行設(shè)備相連。5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，其特征在于，所述配置單元通過可編程的組態(tài)模塊實(shí)現(xiàn)。6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，其特征在于，所述現(xiàn)場總線系統(tǒng)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(yù)定的協(xié)議及與該協(xié)議對應(yīng)的指令和運(yùn)行參數(shù)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，其特征在于，所述外部接口用于與以太網(wǎng)或者USB設(shè)備相連。8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，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(fā)明人】宋晉泉
【申請人】北京開疆智能自動化科技有限公司