一种光电耦合式终端装置制造方法及图纸

一种光电耦合式终端装置，其特征在于：终端计算机Ｃ８０５１通过ＡＤＣ模块进行信息采集，利用无线电收发模块和激光收发器模块通过多频谱无线光电信号和光纤网络进行通信，把测量信息发送给控制中心，再利用无线电收发模块和激光收发器模块通过多频谱无线光电信号和光纤网络进行通信，把控制中心的控制信息通过光纤网络发给终端计算机Ｃ８０５１，然后终端计算机Ｃ８０５１通过ＤＡＣ模块把信息输入控制器进行控制。本发明专利技术的装置可以克服当前终端信息耦合的单一性，不可移动性的缺点，增强了网络信息交换能力，使总线可以通过多种媒体信息进行测控，构成移动式网络测控总线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种自动化装置，具体的说是属于自动化领域中的工业控制总线 的新型终端装置。
技术介绍
网络化控制系统的产生直接来源于计算机控制技术的发展与广泛应用。1962年， 英国帝国化学工业公司首创了计算机直接数字控制系统(DDC)，但到现在为止都是现场的 仪表和变送器并未采用计算机作为终端；在通信方面，并未采用先进的通信技术，延用了落 后的4-20mA的模拟信号和232、485总线。当前的计算机控制从结构上看，这种控制系统过 于集中，现场功能弱，所以集中式控制系统越来越满足不了复杂现场信息处理与通信的实 际需求。Honeywell公司于1975年推出了第一套集散控制系统，针对早期控制系统单台计 算机集中管理整个控制过程模式中集中的弊端，把一个控制过程分解为多个终端子系统， 由多台嵌入式计算机协同完成，每台计算机承担一部分功能，而由一台中央主机协调控制， 接入第二级的计算机控制系统。集散控制系统在实际应用中取得了巨大的成功，但也存在 一定不足。首先，集散系统 终端仍是模拟数字混合系统，特别是控制终端与现场设备、终端 之间的通信方式仍然是单一 4-20mA的模拟信号以及232、485规范，其通信速度、通信距离、 控制精度有限；其次，它在结构上遵循主从式的思想，终端没有完全突破集中控制思想的束 缚；更重要的是，集中控制系统DCS领域主要由Honeywell、Rockwell、ABB、横河、西门子等 国外大公司占据，其所生产的DCS系统都属于非开放式专用网络，相互之间不兼容，不利于 提高系统组态的灵活性和可维护性，并且不可能互相融合。当前进入第三代的现场总线控制系统，它和集散控制系统相比，现场总线控制系 统(FCS)是一种开放的分布式控制系统，它把封闭的专用协议变成标准开放协议，其设备 节点中包含了数字处理器，因此具有较强的数字计算和数字通信能力，可实现真正意义上 的分布式控制系统。当前的控制领域存在19种现场总线协议，但是由于现场总线至今没有 实现标准统一，无法实现工业企业综合自动化系统中自上(信息管理层)而下(现场设备 层)真正透明的信息互访和集成。为了满足现代大型工业生产自动化和过程控制要求复杂 化的需求，提供更安全、更可靠、性能更高、集成性更高、数据传输速率更高、成本更低的控 制系统成为未来控制科学面临的重大问题，而网络控制系统的提出和发展已经给出了这个 问题的初步答案，如何将自动控制、计算机和光电信息技术三者更紧密的结合，这也成为计 算机控制科学一个重要的发展方向。
技术实现思路
本专利技术目的是提供增强网络信息交换能力，使总线可以通过多种媒体信息进行测 控，可以构成移动式网络测控总线的一种光电耦合式终端装置。本专利技术的目的是这样实现的终端计算机C8051通过ADC模块进行信息采集，利用无线电收发模块和激光收发 器模块通过多频谱无线光电信号和光纤网络进行通信，把测量信息发送给控制中心，再利 用无线电收发模块和激光收发器模块通过多频谱无线光电信号和光纤网络进行通信，把控 制中心的控制信息通过光纤网络发给终端计算机C8051，然后终端计算机C8051通过DAC模 块把信息输入控制器进行控制。本专利技术有益效果为增强网络信息交换能力，使总线可以通过多种媒体信息进行测 控，可以构成移动式网络测控总线。可以配合标准网络软件构建二级网络式总线；可用同 时接收与发射多种媒体信息；可用克服终端供电的难题以及减少电磁干扰和电击与雷击损 害；减低当前网络总线移动化的硬件和软件成本。克服当前终端信息耦合的单一性，不可移 动性的缺点，解决固定式网络测控终端供电困难，抗电磁干扰能力不足的问题。为规范总线 终端扩展功能，提供多级化结构。使移动终端方便地接入工业因特网络，以及工业测控因特 网。附图说明图1是光电耦合式终端结构。 图2是光电耦合式终端的光纤网络程序。图3是光电耦合式终端运行程序图。图4是光纤以太网络嵌入式终端实现过程框图。图5是采用以太网络光电耦合终端构成汽车监测系统。图6是光电耦合终端结构框图。具体实施例方式1)光电耦合式终端与工业光纤以太网连接①光电耦合式终端与工业光纤以太网连接采用无线网络中继方式，②利用红外线无线激光和2. 4G无线电的兼容性，采用统一的以太网平台。③其分布有总线型和星形两种方式。④和因特网的连接采用无线路由器和无线交换机两种传统方式。2)光电耦合式终端结构，见图1①终端计算机采用C8051构成，带有ADC与DAC和红外线光电收发器，无线网络收 发器，收发器通过网络光电路由器和交换机与网络连接，通过网络进行远程信息传递。②信息输入，作传感器输入通过ADC作为传感器信息采集与量化，通过网络终端 模数转换器(ADC)，对物理量进行计量，结果数据通过网络进行远程传递。③信息输出，通过DAC完成，通过网络终端接收主要计算机的控制指令进行远程 控制。3)光电耦合式终端与光纤网络连接的软件平台①网络软件平台由LabWIEW+Windows+Quaaga路由包构成光纤以太网测控总线平 台。LabWIEW与Windows远程控制功能属于常规软件，Quaaga软件系统功能实现对瓦斯 监测光纤网络局端机控制软件系统的总体设计需求，即需要其实现的功能主要包括如下内 容(a)基于Windows构建一个稳定的操作系统平台，为嵌入驱动和网管程序运行提供良好的平台支撑，并提供充足的配置文件存储空间。(b)稳定、可靠的驱动BCM5630X核心交换芯 片，实现IEEE802. 3z协议，建立正常的数据传输通道。(c)根据产品规格书的功能要求，实 现对应的协议和功能。包括802. lp，802. lx，802. lq，802. Id, 802. 3x，IGMP，IGMP-snooping， ACL等等。(d)根据上层网管的需求，提供API接口函数，使得通过网管界面可以实现底层 协议和功能的参数指配。支持下面的功能(a)支持多种网管功能CLI、TOB、SNMP、EMS等； (b)进程(任务)调度功能，支持特有的内部调度机制，而不是完全由Dos来调度；(c) IPC 通讯方式可以支持分布式IPC通讯的方式，这样可以支持多板间无缝通讯；(d)内存管理 机制；可以监控内存分配和释放情况；(e)定时器管理机制；可以定义各种定时器周期性 定时器、相对定时器，绝对定时器等；(f)调试功能；可以设置调试开关来监控系统运行的 状态；(g)异常处理功能扑获异常(死循环，内存非法访问)；(h)系统可维护功能内存监 控功能、调试打印功能、日志功能、升级功能；建立一个稳定可靠的软件平台需要时间和经 验的积累，完全从头开发自己的软件平台需要大量的时间。不妨在一个成熟的构架上作修 改和移植，避免自己从头来建立一个构架，这样在软件开发过程中就可以重点关注本系统 的业务功能实现，迅速的开发出具有自身特色的产品。在开发业务产品的时候，如果认为现 有的构架可能不够成熟或以后可能会完全建立自有的平台构架，可以在代码中调用该构架 提供的接口函数时，对接口函数作一层封装。如在调用特殊平台提供的IPC通讯的代码，可 以封装为ipc_sendmsg。②光电耦合测控终端网络连接软件采用以太网通用软件。同时具备(a)设备升级 功能提供电信级别的在线升级功能，在系统运行的过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电耦合式终端装置，其特征是：终端计算机Ｃ８０５１通过ＡＤＣ模块进行信息采集，利用无线电收发模块和激光收发器模块通过多频谱无线光电信号和光纤网络进行通信，把测量信息发送给控制中心，再利用无线电收发模块和激光收发器模块通过多频谱无线光电信号和光纤网络进行通信，把控制中心的控制信息通过光纤网络发给终端计算机Ｃ８０５１，然后终端计算机Ｃ８０５１通过ＤＡＣ模块把信息输入控制器进行控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王克家，王怡，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]