本发明专利技术涉及一种通讯技术网络领域，具体地说，涉及一种工业控制远程输入／输出总线扩展系统装置；包括现场控制器、通讯模块和输入／输出模块；其特征在于现场控制器由主机板和通讯扩展板构成；现场控制器中的通讯扩展板上的２１Ａ一端和２１Ｂ一端采用以太网连接两个通讯模块中的３９端两个通讯模块输出线４０Ａ和４０Ｂ上连接多个输入输出模块Ｉ／０５１端；本发明专利技术与现有技术相比，提供一种智能化、低功耗、低成本、能处理各类工业现场信号的智能工业控制远程输入／输出扩展系统，在本发明专利技术的系统中，采用了分层的网络通讯结构，达到不同设备间的互联。
Intelligent industrial control remote input / output bus extension system device
The invention relates to a network communication technology field, specifically relates to a remote industrial control input / output bus system; including field controller, communication module and input / output module; which is characterized in that the field controller expansion board which is composed of a host board and communication; field controller communication extended board 21A one end and 21B end by connecting two Ethernet communication module in the 39 end of the two output lines 40A and 40B communication module connects a plurality of input and output module of I / 051 end; compared with the prior art, to provide an intelligent, low power consumption, low cost, can deal with all kinds of industrial field intelligent signal industrial control remote input / output expansion system, in the system of the invention adopts the hierarchical structure of network communication, to achieve different Interconnection between devices.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种通讯技术网络领域，具体地说，涉及一种工业控制远程输入/输出总线扩展系统装置。
技术介绍
现有的远程输入/输出(I/O)系统大都采用PLC加上扩大单元的结构方式，例如，Siemens生产的S7。也有使用一体化模块方式，如南京工程兵学院生产的893-IDCB远程测控终端。Siemens生产的S7型远程I/O系统是由PLC构成。受PLC外型结构限制及单一通讯方式(Profibus)，其FIO(现场输入输出)功能不能相对独立，必须和自家的PLC配合使用，且测点数量有限，分散度不高。多数I/O模块未采用智能化结构，对现场信号的采样无法做动态修正。南京工程兵学院生产的893-IDCB产品虽有分布式配置功能，但其I/O模块过于分散，不利于相对集中的控制系统配置；采用单一的BITBUS通讯方式，通讯能力受到限制，无法直接与第三方的控制系统相连，即系统的开放性明显受到限制；无法适应组成具有较强控制能力的大系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种智能化、低功耗、低成本、能处理各类工业现场信号的智能工业控制远程输入/输出扩展系统，在本专利技术的系统中，采用了分层的网络通讯结构，达到不同设备间的互联。根据上述目的，本专利技术的智能工业控制远程输入/输出扩展系统，包括现场控制器、通讯模块和输入/输出模块；其特征在于所述现场控制器包括主机板和通讯扩展板；所述通讯模块与所述现场控制器中的通讯扩展板，通过以太网相连接；所述输入/输出模块通过以主从通讯现场总线方式与所述通讯模块相连。在上述的智能工业控制远程输入/输出扩展系统中，所述现场控制器的主机板采用Intel奔腾兼容CPU芯片构成；所述通讯扩展板采用低功耗嵌入式单片机。在上述的智能工业控制远程输入/输出扩展系统中，所述通讯模块采用16位嵌入式单片机。在上述的智能工业控制远程输入/输出扩展系统中，所述通讯模块还包括一个PCI扩展总线接口和I/O模块通讯端口，所述I/O模块通讯端采用RS485串行通讯方式。在上述的智能工业控制远程输入/输出扩展系统中，所述输入/输出模块包括一16位嵌入式单片机。附图说明图1是本专利技术的智能工业控制远程I/O扩展系统的整体结构示意图；图2是本专利技术的现场控制器的结构示意图；其中图2A是主机板的结构示意图；图2B是扩展通讯板的结构示意图；图3本专利技术的通讯模块的结构示意图； 图4是本专利技术的I/O模块的结构示意图。具体实施例方式以下结构附图作进一步详细描述，这种技术对本专业的人来说是非常清楚的。首先请参阅图1所示，从整体上描述本专利技术的智能工业控制远程输入/输出(I/O)扩展系统的结构示意图。如图1所示，本专利技术的智能工业控制远程I/O扩展系统由三个部分构成现场控制器10、通讯模块30和输入/输出(I/O)模块50。I/O模块50是位于现场的用于采集现场的各种信号的模块，其作用是把现场采集的信号转换成数字信号，通过通讯模块30传送给现场控制器10。在现场I/O模块可以是一个，也可以根据需要设置多个。在设置有多个I/O模块时，多个I/O模块之间通过现场总线90相互串接在一个公共通讯链路上，然后，再连接到一通讯模块30上。通讯模块30与所有I/O模块30之间采用以主从通讯现场总线的方式进行通讯。其中，通讯模块30为主站，从站为下挂的所有I/O模块50。通讯模块30与现场控制器10之间通过以太网70相连接。通讯模块30根据对可靠性的要求高低，可以采用单配方式，如果对通信的可靠性要求较高，也可以采用双重冗余配置。现场控制器10通过以太网70与通讯模块30相连，实现现场控制器10与通讯模块30之间的通讯。现场控制器10是整个远程输入/输出扩展系统的上位机，由主机板和通讯扩展板两部分构成。主机板与扩展板都为带有CPU的智能控制板。图2A示出了本专利技术的主机板的一个具体实施例，图2B示出了本专利技术的通讯扩展板的一个具体实施例。如图2A所示，主机板包括有一个与Intel-奔腾兼容的CPU芯片，在本实施例中，Intel奔腾300MHzCPU芯片11。与该CPU芯片11相配合的包括一个Intel芯片组12和128M的SDRAM存储器13，还可以包括一个32M的CF卡14。作为与外围设备的通讯端口，主机板上还包括有二个标准的100M/10M自适应网络接口15A和15B。如图2B所示，通讯扩展板上的CPU通常采用低功耗的嵌入式单片机，在图2B所示的实施例中，采用了Intel 80188兼容的R8830低功耗嵌入式单片机17，与该单片机17相配合的包括一个低功耗可编程器件(XC95144XL)18、一个128K的SRAM存储器19和一个512K的FLASH(快闪存储器)20。可编程器件18用于实现通讯板上的外围逻辑控制。现场控制器内的主机板与通讯扩展板之间通过各个板上的一个PC104总线16A和16B进行连接。在通讯扩展板上还设置有二个相互独立的现场总线通讯端21A和21B，通过以太网70(如图1所示)与通讯模块30进行通讯。图2B中，22为一个双机冗余切换端口，23是24V的电源端口。通讯模块30是整个系统中重要的组成部分之一，它位于现场控制器10与各个I/O模块50之间，主要实现现场I/O模块的实时管理、远程通讯、双机切换等功能。图3示出了本专利技术中的通讯模块的一个具体实施例。如图3所示，通讯模块以16位的嵌入式单片机31为中心，与之配合的外围电路包括128K的SRAM存储器32、512K的FLASH快闪存储器33、40MHz晶振34、可编程逻辑器件35、以太网接口36、双机切换驱动器37、实时时钟38等。这些器件与单片机31配合，构成一个计算机控制单元，在软件的驱动下，实现现场I/O的自动扫描、模块管理、TCP/IP数据讯、双机切换等功能。如图3所示，通讯模块还包括一个PCI扩展总线接口39和I/O模块通讯端口40A和40B，其中40A是下位机通讯端口，40B是上位机通讯端口，在上位机通讯端口40B与单片机31之间还可以设置一个光电隔离器41。通讯模块30与I/O模块50之间的通讯可以采用RS485串行通讯方式进行。I/O(输入/输出)模块50在整个系统中可以是多种多样的，在目前经常使用的主要包括模拟量输入模块、模拟量输出模块、开关量输入模块和开关最输出模块这四种。在本专利技术中，I/O模块均采用了智能化电路设计，所有模块都设置有16位嵌入式单片机。图4示出了本专利技术的一种I/O模块的结构示意图，包括有前置电路51、缓冲放大器52、模/数转换器53、CPU54和通讯端口55。来自工业现场的输入输出信号，首先连接到前置电路51上，由前置电路51进行处理，然后输入到缓冲放大器52中，经过信号放大之后，由模/数转换器53进行模数转换，得到输入输出信号的数字信号，提供给CPU54进行数字处理。利用计算机处理技术、软件滤波、量程处理，可以使模拟量的采集精度达到0.1％的水平。在I/O模块中，还可以应用看门狗电路、电磁兼容性(EMC)技术等，使模块的抗干扰能力得到增强，各模块的I/O输出端与系统及通讯口相互隔离，隔离电压达到1000Vp-p以上。如上所述，在本专利技术的智能工业控制远程输入/输出扩展系统中，采用了多种现场总线技术，分层次地实现各模块及设备间的通讯互联。I/O模块与系统之本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种智能工业控制远程输入／输出总线扩展系统装置，包括现场控制器、通讯模块和输入／输出模块；其特征在于现场控制器由主机板和通讯扩展板构成；现场控制器中的通讯扩展板上的２１Ａ一端和２１Ｂ一端采用以太网连接两个通讯模块中的３９端两个通讯模块输出线４０Ａ和４０Ｂ上连接多个输入输出模块Ｉ／Ｏ５１端。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：彭玉龙，
申请(专利权)人：上海国冶工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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