ＤＣＳ控制器与通讯网关一体化模块设计方法技术

本发明专利技术提供一种ＤＣＳ控制器与通讯网关一体化模块设计方法，首先设计ＤＣＳ控制模块并预留网关模块的接插件位置；然后于接插件的管脚上定义网关模块需要的信号，并将网关模块转换好的现场总线信号经接插件传递给ＤＣＳ控制模块；接着设计网关模块，将网关模块实现协议转换功能，并定义出与ＤＣＳ控制模块相同尺寸的接插件以及管脚信号；最后将ＤＣＳ控制模块与网关模块通过定义好的接插件连接，以使各种不同协议类型的网关模块通过与所述ＤＣＳ控制模块之间的接插件连接在一起，以根据现场设备的不同总线协议来更换相应类型的网关模块，用来降低ＤＣＳ系统控制器与现场总线设备连接的结构复杂度，便于ＤＣＳ控制器灵活的扩展新的第三方现场总线系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种DCS
，特别是涉及一种DCS系统控制器通过直接固定在 其上的模块化网关与各种现场总线设备连接的设计方法。
技术介绍
DCS系统(Distributed Control System分散控制系统的简称)，国内一般习惯称 之为集散控制系统。DCS是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多 级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等4C技术，因其有着高可靠性及开放性的 优点，越来越被人们应用于各个领域，尤其作为一种现场控制的最佳技术，更是广受人们的青睐。DCS系统中控制器与各种现场总线设备之间的连接通常需要独立的网关来实现， 网关将不同现场总线设备的协议转换成控制器能够识别的协议。当现场总线设备更换后， 再更换相对应的网关和底座。大致上有三种连接方式，一种方式是通过专用的总线板连接 所述DCS控制器与网关，所述网关通过预制电缆与不同种类的现场总线设备连接；还有一 种方式是所述DCS控制器与网关分别使用不同的底板，而网关与现场设备使用相同的总线 板，底板间通过预制电缆相连；再有一种连接方式就是所有模块均采用独立的底座模式通 过预制电缆互连。但是，无论哪一种连接方式，系统的结构设计中都为网关增加了独立的一 层，所以就提高了系统结构扩展的复杂度。所以，如何提供一种DCS控制器与通讯网关互连技术，以避免现有技术中出现的 种种缺点，已为相关领域之业者目前亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种DCS控制器与通讯网 关一体化模块设计方法，用以降低DCS系统控制器与现场总线设备连接的结构复杂度，以 便于DCS控制器灵活的扩展新的第三方现场总线系统。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种DCS控制器与通讯网关一体化 模块设计方法，其特征在于，所述设计方法至少包括以下步骤(1)设计DCS控制模块，并预 留网关模块的接插件位置；(2)于所述接插件的管脚上定义所述网关模块需要的信号，并 将所述网关模块转换好的现场总线信号经所述接插件传递给所述DCS控制模块；(3)设计 所述网关模块，将所述网关模块实现协议转换功能，并定义出与所述DCS控制模块相同尺 寸的接插件以及管脚信号；以及(4)将所述DCS控制模块与所述网关模块通过定义好的所 述接插件连接，用以使各种不同协议类型的网关模块通过与所述DCS控制模块之间的接插 件连接在一起，以根据现场设备的不同总线协议来更换相应类型的网关模块。在本专利技术的DCS控制器与通讯网关一体化模块设计方法中，所述DCS控制器包括 所述网关模块及所述DCS控制模块，且各种所述现场设备的总线通讯信号均定义在所述 DCS控制模块的管脚中，所述DCS控制器与不同现场总线协议的设备通过预制电缆来连接。 如上所述，本专利技术之DCS控制器与通讯网关一体化模块设计方法与现有技术相 比，本专利技术基于DCS控制器的灵活网关一体化模块设计，该设计方法在DCS控制系统中可以 大大简化控制器与现场总线设备连接的结构复杂程度，便于DCS控制器灵活的扩展新的第 三方现场总线系统，即有效克服了现有技术中的种种缺点。附图说明 图1显示为本专利技术的一体化模块框架结构示意图。图2显示为本专利技术的一体化模块应用示意图。图3显示为本专利技术中DCS控制模块的示意图。图4显示为本专利技术中DCS控制模块与网关模块的接脚对应的示意图<图5显示为本专利技术中网关模块的示意图。图6显示为本专利技术中DCS控制器的程序运行示意图。元件标号的简单说明11DCS控制器111DCS控制模块112接插件位置113接插件114网关模块115连接端子2底座21底座端子3预制电缆具体实施例方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书 所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实 施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在不背离本 专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1至图6，图1显示为本专利技术的一体化模块框架结构示意图；图2显示为 本专利技术的一体化模块应用示意图；图3显示为本专利技术中DCS控制模块的示意图；图4显示为 本专利技术中DCS控制模块与网关模块的接脚对应的示意图；图5显示为本专利技术中网关模块的 示意图；图6显示为本专利技术中DCS控制器的程序运行示意图。需要说明的是，图式中均为简 化的示意图式，而仅以示意的方式说明本专利技术的基本构想，其组件布局型态也可能更为复杂。如图所示，本专利技术提供一种DCS控制器与通讯网关一体化模块设计方法，于本实 施方式中，将以带有CAN总线通讯接口的DCS控制器11，与一个CAN转CAN的网关模块114 组成一体化模块为例进行说明，所述设计方法至少包括以下步骤(1)设计DCS控制模块111，并预留网关模块114的接插件位置112 ；于本实施例 中，所述DCS控制器11包括所述网关模块114及所述DCS控制模块111。请参阅图3，设计DCS控制器11包含2部分功能，一方面可以通过内部的CAN总线与自身DCS的IO模块进行 通讯，进行逻辑运算以实现DCS系统的控制功能，另一方面可以通过接插件113(即图示中 的18芯连接端子)将CAN协议转换网关模块接入DCS控制器11中，以实现与第三方现场 总线设备(未图示)的连接。在DCS控制器11的程序中，所述网关模块114作为一种独立 的模块类型，与DCS数据库交换数据。程序结构如图6所示。(2)于所述接插件113的管脚上定义所述网关模块114需要的信号，并将所述网关 模块114转换好的现场总线信号经所述接插件113传递给所述DCS控制模块111 ；且各种 所述现场设备的总线通讯信号均定义在所述DCS控制模块111的管脚中，如图4所示的DCS 控制模块111与网关模块114的接脚对应关系，更为详细地，其中GND，+3. 3V，+24V，+5V为 网关模块114所需电源，该电源由DCS控制器111提供；STSl与STS2为CAN网关模块114 的运行指示灯，当网关模块114连入DCS控制器11时，该信号经网关传递给DCS控制器11， DCS控制器11中的STS1，STS2指示灯亮，显示网关模块114已连入DCS系统。C0M1-C0M4 为CAN通讯指示灯。COMl与COM2为与DCS控制器11内部CAN通讯口相连的CAN通讯指示 灯，COM3，COM4为与外部现场总线设备相连的CAN通讯指示灯。CANl+/- CAN4+/-分别为 4个CAN通讯口的通讯线。(3)设计所述网关模块114，将所述网关模块114实现协议转换功能，并定义出与 所述DCS控制模块111相同尺寸的接插件113以及管脚信号；请参阅图5，设计所述网关模 块114，CAN转CAN的网关选用了集成4CAN 口的ARM7芯片LPC2294，其中CAN1，CAN2用于 与控制器的CAN通讯口相连，CAN3, CAN4与现场的CAN总线设备相连。其中CAN1，CAN2互 为冗余，CAN3，CAN4互为冗余。与现场设备相连的CAN通讯口与CPU间需要增加隔离芯片， 来隔离现场侧信号对DCS系统的干扰，CAN收发器选用PCA82C250。现场设备的CAN协议到 DCS控制器11的CAN协本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＤＣＳ控制器与通讯网关一体化模块设计方法，其特征在于，所述设计方法至少包括以下步骤：（１）设计ＤＣＳ控制模块，并预留网关模块的接插件位置；（２）于所述接插件的管脚上定义所述网关模块需要的信号，并将所述网关模块转换好的现场总线信号经所述接插件传递给所述ＤＣＳ控制模块；（３）设计所述网关模块，将所述网关模块实现协议转换功能，并定义出与所述ＤＣＳ控制模块相同尺寸的接插件以及管脚信号；（４）将所述ＤＣＳ控制模块与所述网关模块通过定义好的所述接插件连接，用以使各种不同协议类型的网关模块通过与所述ＤＣＳ控制模块之间的接插件连接在一起，以根据现场设备的不同总线协议来更换相应类型的网关模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李杨，
申请(专利权)人：上海华文自动化系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]