基于工业互联网的工业过程控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于工业互联网的工业过程控制系统，包括：第一以太网转换器，用于将5类双绞线传来的标准以太网信号转换为以太网帧信号；数模转换部件，用于将以太网帧信号经过数模转换为电力传输的数字格式信号；处理部件，用于将数字格式信号进行整流滤波放大，得到符合宽带电力线规范后的信号；二线线缆，用于传输符合宽带电力线规范的信号给连接的至少一个工业装置。本发明专利技术提供的基于工业互联网的工业过程控制系统，无需改造工业总线，即可在二线线缆上实现支持以太网技术。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，尤其涉及基于工业互联网的工业过程控制系统。
技术介绍
在工业控制领域，随着以太网通信技术的发展，其逐渐取代传统的工业现场总线技术，来传输工业控制数据。传统工业控制中多采用总线传输技术(例如PROFIBUS(Process Field Bus，过程现场总线)、Modbus(Modbus protocol，Modbus通讯协议)、can(Controller Area Network，控制器局域网络)等)传输数据。而总线传输技术多采用两线制网络结构，而以太网通常使用5类双绞线传输数据。为了通过CSMA/CD技术传输数据，必然需要将两线制网络结构改造成满足以太网网络结构的5类双绞线，这一改造即耗时、又费力。故此，需要一种新的基于工业互联网的工业过程控制系统，能够实现不将两线制网络改造成5类双绞线。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了基于工业互联网的工业过程控制系统。用以解决目前存在的若支持以太网技术必须将工业总线改造成5类双绞线的问题。本专利技术实施例提供了一种基于工业互联网的工业过程控制系统，包括：第一以太网转换器，用于将5类双绞线传来的标准以太网信号转换为以太网帧信号；数模转换部件，用于将以太网帧信号经过数模转换部件转换为电力传输的数字格式信号；处理部件，用于将数字格式信号进行整流滤波放大，得到符合宽带电力线规范后的信号；二线线缆，用于传输符合宽带电力线规范的信号给连接的至少一个工业装置。进一步地，所述系统还包括：电力线耦合电路，用于将二线线缆上的低压高频的可编程逻辑控制器波形传给可编程逻辑控制器模拟前端；可编程逻辑控制器模拟前端，用于将接收到的信号通过带通滤波器滤掉PLC以外的信号后传给放大滤波器；放大滤波器，用于对信号进行放大、滤波后传给ADC；数模转换器，用于将接收的信号转换为数字信号并传给第二以太网转换器；第二以太网转换器，用于将接收的信号转换为以太网帧信号，并将以太网帧信号转换为适合5类双绞线传输的标准以太网信号。进一步地，所述二线线缆包括以下中的至少一种：适用于Profibus的二线线缆、适用于CAN的二线线缆、适用于Modbus的二线线缆、RS485总线、适用于HART的二线线缆、适用于FSK(Frequency-shift keying，频移键控)的二线线缆、适用于FF(Fieldbus Foundation，基金会现场总线)的二线线缆。进一步地，所述系统还包括：第一处理器，与所述二线线缆连接，用于接收第二处理器发送的时间片获取请求，所述时间片获取请求中包括待传输数据的数据量；根据所述待传输数据的数据量以及未分配的时间片，为所述待传输数据分配时间片，获得时间片分配信息；将所述时间片分配信息发送给所述第二处理器，以使所述第二处理器根据所述时间片分配信息，发送所述待传输数据；第二处理器，与所述二线线缆连接，用于发送生成的时间片获取请求给第一处理器；所述时间片获取请求中包括待传输数据的数据量；接收第一处理器发送的时间片分配信息；根据所述时间片分配信息，发送所述待传输数据。进一步地，所述第一处理器和第二处理器，具体包括：正交频分复用单元，用于采用正交频分复用技术发送待传输数据到所述二线线缆。进一步地，所述第一处理器，还包括：类型标识确定单元，用于获取待处理配置信息后，根据预置的配置信息与类型标识的对应关系，确定所述待处理配置信息对应的类型标识，所述类型标识用于表示第二处理器的设备类型；查找单元，用于从预置的三维对应关系中查找与确定的类型标识对应的IP地址和MAC地址；配置信息处理单元，用于生成以查找到的MAC地址为目的MAC地址、以查找到的IP地址为目的IP，且携带所述待处理配置信息的报文，并将所述报文发送给与确定的类型标识对应的第二处理器，以使所述第二处理器根据所述配置信息执行相应配置操作。进一步地，所述第一处理器还包括：三维对应关系生成单元，用于根据以下方法生成所述三维对应关系：接收第二处理器发送的IP地址获取请求；所述IP地址获取请求中包括所述第二处理器的MAC地址以及类型标识；为所述第二处理器分配IP地址，并生成所述类型标识、所述MAC地址以及分配的所述IP地址之间的三维对应关系。进一步地，所述第二处理器还包括：配置信息接收单元，用于接收第一处理器发送的携带待处理配置信息的报文，所述报文中包括目的MAC地址以及目的IP地址；配置单元，用于确定所述目的MAC地址与自身的MAC地址相同，且所述IP地址与自身的IP地址相同时，根据所述待处理配置信息执行相应配置操作。进一步地，所述第一处理器还包括：主节点接收单元，用于接收数据传输设备发送的数据；主节点检测单元，用于检测所述数据中是否含有预置数据特征库中的至少一条特征；主节点第一处理单元，用于若检测部件的检测结果为是，则确认所述数据为合法数据；主节点第二处理单元，用于若检测部件的检测结果为否，则发出报警信息。进一步地，所述第二处理器还包括：从节点接收单元，用于接收数据传输设备发送的数据；从节点检测单元，用于检测所述数据中是否含有预置数据特征库中的至少一条特征；从节点第一处理单元，用于若检测部件的检测结果为是，则确认所述数据为合法数据；从节点第二处理单元，用于若检测部件的检测结果为否，则发出报警信息。本专利技术有益效果如下：本专利技术实施例中，通过第一以太网转换器将5类双绞线传来的标准以太网信号转换为以太网帧信号，并经过一系列处理得到符合宽带电力线规范的信号以便于在二线线缆中传输，这样，便实现了无需改造传统工业总线线缆，也能够支持以太网技术。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1所示为本专利技术实施例中所述基于工业互联网的工业过程控制系统的结构示意图之一；图2所示为本专利技术实施例中所述基于工业互联网的工业过程控制系统的结构示意图之二；图3所示为本专利技术实施例中所述基于工业互联网的工业过程控制系统的结构示意图之三；图4所示为本专利技术实施例中所述基于工业互联网的工业过程控制系统中的第一处理器的结构示意图；图5所示为本专利技术实施例中所述基于工业互联网的工业过程控制系统中的第二处理器的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，其为本专利技术实施例提供的所述基于工业互联网的工业过程控制系统的结构示意图之一，包括：第一以太网转换器101，用于将5类双绞线传来的标准以太网信号转换为以太网帧信号；数模转换部件102，用于将以太网帧信号经过数模转换为电力传输的数字格式信号；处理部件103，用于将数字格式信号进行整流滤波放大，得到符合宽带电力线规范后的信号；其中，在一个实施例中，宽带电力线规范例如homeplug AV。homeplug AV规范是一种连接到家庭的宽带接入技术，它利用现有交流配电网中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于工业互联网的工业过程控制系统，其特征在于，包括：第一以太网转换器，用于将5类双绞线传来的标准以太网信号转换为以太网帧信号；数模转换部件，用于将以太网帧信号经过数模转换为电力传输的数字格式信号；处理部件，用于将数字格式信号进行整流滤波放大，得到符合宽带电力线规范后的信号；二线线缆，用于传输符合宽带电力线规范的信号给连接的至少一个工业装置。

【技术特征摘要】
1.一种基于工业互联网的工业过程控制系统，其特征在于，包括：第一以太网转换器，用于将5类双绞线传来的标准以太网信号转换为以太网帧信号；数模转换部件，用于将以太网帧信号经过数模转换为电力传输的数字格式信号；处理部件，用于将数字格式信号进行整流滤波放大，得到符合宽带电力线规范后的信号；二线线缆，用于传输符合宽带电力线规范的信号给连接的至少一个工业装置。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：电力线耦合电路，用于将二线线缆上的低压高频的可编程逻辑控制器波形传给可编程逻辑控制器模拟前端；可编程逻辑控制器模拟前端，用于将接收到的信号通过带通滤波器滤掉PLC以外的信号后传给放大滤波器；放大滤波器，用于对信号进行放大、滤波后传给ADC；数模转换器，用于将接收的信号转换为数字信号并传给以第二太网转换器；第二以太网转换器，用于将接收的信号转换为以太网帧信号，并将以太网帧信号转换为适合5类双绞线传输的标准以太网信号。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述二线线缆包括以下中的至少一种：适用于Profibus的二线线缆、适用于CAN的二线线缆、适用于Modbus的二线线缆、485总线、适用于HART的二线线缆、适用于频移键控的二线线缆、适用于基金会现场总线的二线线缆。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：第一处理器，与所述二线线缆连接，用于接收第二处理器发送的时间片获取请求，所述时间片获取请求中包括待传输数据的数据量；根据所述待传输数据的数据量以及未分配的时间片，为所述待传输数据分配时间片，获得时间片分配信息；将所述时间片分配信息发送给所述第二处理器，以使所述第二处理器根据所述时间片分配信息，发送所述待传输数据；第二处理器，与所述二线线缆连接，用于发送生成的时间片获取请求给第一处理器；所述时间片获取请求中包括待传输数据的数据量；接收第一处理器发送的时间片分配信息；根据所述时间片分配信息，发送所述待传输数据。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一处理器和第二处理器，具体包括：正交频分复用单元，用于采用正交频分复用技术发送待传输数据到所述二线线缆。6.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李平，张俭锋，闫志伟，韦锦驹，
申请(专利权)人：北京东土科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11