网络交换设备、网络交换系统以及机箱技术方案

本发明专利技术公开了一种网络交换设备、网络交换系统以及机箱，该网络交换设备包括：第一数据接口、第二数据接口、网络交换单元以及MCU；第一数据接口用于从控制设备获取第一数据包，并发送至网络交换单元；网络交换单元用于选取目标I/O设备，并通过第二数据接口将第一数据包发送至目标I/O设备；MCU用于对网络交换单元实现VLAN的功能设置。本发明专利技术提供了网络交换设备，能够实现DCS中控制设备与I/O设备之间的TCP/IP网络通信，使控制设备与I/O设备之间可以通过标准或私有协议进行大数据交互，从而提高两者之间通信的速度和可靠性；通过MCU对网络交换单元进行设置，实现虚拟局域网功能，进而限制网络上的广播风暴，提高网络的安全性。提高网络的安全性。提高网络的安全性。

【技术实现步骤摘要】
网络交换设备、网络交换系统以及机箱


[0001]本专利技术涉及通信
，具体涉及一种网络交换设备、网络交换系统以及机箱。

技术介绍

[0002]DCS(Distributed Control System，分布式控制系统)是目前过程控制中经常采用的一种数字化仪控系统，其具有性价比高、可靠性好、操作简单，运行过程直观等优点，广泛的应用于核电、火电、水电以及化工领域。DCS最核心的部件是负责逻辑计算处理的控制设备以及负责采集就地仪表信号与控制输出的I/O设备，两者之间的数据通信关系到整个DCS的可靠性以及安全性。目前市面上DCS的控制设备与I/O设备之间大部分采用串口通信进行通信，少数DCS采用TCP/IP协议进行通信，并且采用TCP/IP协议进行通信的DCS中的控制设备都是通过商业交换机与各个I/O设备进行通信，实现成本高，而且结构分散，造成DCS内部的设备冗杂，无法应用于对设备要求较高的场所。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中DCS中的控制设备与I/O设备之间的通信存在困难的缺陷，提供一种网络交换设备、网络交换系统以及机箱。
[0004]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0005]本专利技术提供了一种网络交换设备，所述网络交换设备包括：网络交换模块，所述网络交换模块包括第一数据接口、第二数据接口、网络交换单元以及MCU；所述第一数据接口与外部控制设备通信连接；所述第二数据接口与外部I/O设备通信连接；所述网络交换单元与所述第一数据接口以及所述第二数据接口通信连接；
[0006]所述第一数据接口用于从所述外部控制设备获取第一数据包，并将所述第一数据包发送至所述网络交换单元；
[0007]所述网络交换单元用于根据所述第一数据包从所述外部I/O设备中选取目标I/O设备，并将所述第一数据包发送至所述第二数据接口；
[0008]所述第二数据接口用于将所述第一数据包发送至所述目标I/O设备；
[0009]所述MCU用于对所述网络交换单元实现虚拟局域网的功能设置。
[0010]优选地，
[0011]所述第二数据接口还用于从所述外部I/O设备获取第二数据包，并将所述第二数据包发送至所述网络交换单元；
[0012]所述网络交换单元还用于将所述第二数据包发送至所述第一数据接口；
[0013]所述第一数据接口还用于将所述第二数据包发送至所述外部控制设备。
[0014]优选地，所述网络交换模块还包括第三数据接口；所述第三数据接口与外部设备以及所述网络交换单元通信连接；
[0015]所述第三数据接口用于从所述网络交换单元接收所述第一数据包，并将所述第一数据包发送至所述外部设备。
[0016]优选地，所述网络交换设备还包括MAC以及PHY模块；所述MAC以及PHY模块与所述网络交换单元以及MCU通信连接；
[0017]所述网络交换单元还用于判断所述第一数据包中的MAC地址与所述MAC以及PHY模块的MAC地址是否相同，若是，则通过所述MAC以及PHY模块将所述第一数据包发送至所述MCU；
[0018]所述第一数据接口、第二数据接口、第三数据接口还用于向所述MCU发送通信状态信息；
[0019]所述MCU还用于根据所述通信状态信息生成第三数据包，并通过所述MAC以及PHY模块将所述第三数据包发送至所述网络交换单元；
[0020]所述网络交换单元还用于将所述第三数据包发送至所述外部控制设备。
[0021]优选地，所述网络交换设备还用于对故障以及告警事件打时间戳。
[0022]优选地，所述网络交换设备还包括连接模块；所述连接模块与所述外部控制设备、外部I/O设备、第一数据接口、第二数据接口以及第三数据接口通信连接；
[0023]所述连接模块用于从所述外部控制设备获取所述第一数据包，并将所述第一数据包发送至所述第一数据接口；
[0024]所述连接模块还用于从所述第二数据接口获取所述第一数据包，并将所述第一数据包发送至所述目标I/O设备；
[0025]所述连接模块还用于从所述第三数据接口获取所述第一数据包，并将所述第一数据包发送至所述外部设备。
[0026]优选地，所述网络交换设备还包括电源模块；所述电源模块与所述连接模块电连接；
[0027]所述电源模块用于向所述网络交换模块供电。
[0028]优选地，所述网络交换模块还包括第四数据接口；所述第四数据接口与所述连接模块以及MCU通信连接；
[0029]所述第四数据接口用于接收所述MCU发送的所述网络交换设备的基本信息，并将所述基本信息发送至所述连接模块，其中，所述基本信息包括启动过程信息、调试信息以及参数信息。
[0030]本专利技术还提供了一种网络交换系统，所述网络交换系统包括：I/O设备、控制设备和至少一个如前所述的网络交换设备；所述I/O设备与所述网络交换设备通信连接；所述网络交换设备与所述控制设备通信连接；
[0031]所述控制设备用于发送第一数据包至所述网络交换设备；
[0032]所述网络交换设备用于根据所述第一数据包从所述I/O设备中选取目标I/O设备，并将所述第一数据包发送至所述目标I/O设备；
[0033]所述I/O设备用于将第二数据包发送至所述网络交换设备；
[0034]所述网络交换设备还用于将所述第二数据包发送至所述控制设备。
[0035]本专利技术提供了一种机箱，所述机箱包括导轨槽、航空插头插板以及背板PCB板；
[0036]所述导轨槽用于安装如所的网络交换设备以及I/O设备；
[0037]所述航空插头插板与所述网络交换设备、控制设备通信连接；
[0038]所述背板PCB板与所述网络交换设备以及I/O设备通信连接；
[0039]所述航空插头插板用于从所述控制设备获取第一数据包，并将所述第一数据包发送至所述网络交换设备；
[0040]所述背板PCB板用于从所述网络交换设备获取所述第一数据包，并将所述第一数据包发送至目标I/O设备；
[0041]所述背板PCB板用于从所述目标I/O设备获取第二数据包，并将所述第二数据包发送至所述网络交换设备；
[0042]所述航空插头插板还用于从所述网络交换设备获取所述第二数据包，并将所述第二数据包发送至所述控制设备。
[0043]本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术提供了一种网络交换设备，能够实现DCS中控制设备与I/O设备之间的TCP/IP网络通信，使控制设备以及I/O设备之间可以通过标准或私有的协议进行大数据交互，从而提高两者之间通信的速度和可靠性；通过MCU对网络交换单元进行设置，实现VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)功能，进而限制网络上的广播风暴，提高了网络的安全性。
附图说明
[0044]图1为本专利技术实施例1的网络交换设备的模块示意图。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种网络交换设备，其特征在于，所述网络交换设备包括：网络交换模块，所述网络交换模块包括第一数据接口、第二数据接口网络交换单元以及MCU；所述第一数据接口与外部控制设备通信连接；所述第二数据接口与外部I/O设备通信连接；所述网络交换单元与所述第一数据接口以及所述第二数据接口通信连接；所述第一数据接口用于从所述外部控制设备获取第一数据包，并将所述第一数据包发送至所述网络交换单元；所述网络交换单元用于根据所述第一数据包从所述外部I/O设备中选取目标I/O设备，并将所述第一数据包发送至所述第二数据接口；所述第二数据接口用于将所述第一数据包发送至所述目标I/O设备；所述MCU用于对所述网络交换单元实现虚拟局域网的功能设置。2.如权利要求1所述的网络交换设备，其特征在于，所述第二数据接口还用于从所述外部I/O设备获取第二数据包，并将所述第二数据包发送至所述网络交换单元；所述网络交换单元还用于将所述第二数据包发送至所述第一数据接口；所述第一数据接口还用于将所述第二数据包发送至所述外部控制设备。3.如权利要求1所述的网络交换设备，其特征在于，所述网络交换模块还包括第三数据接口；所述第三数据接口与外部设备以及所述网络交换单元通信连接；所述第三数据接口用于从所述网络交换单元接收所述第一数据包，并将所述第一数据包发送至所述外部设备。4.如权利要求3所述的网络交换设备，其特征在于，所述网络交换设备还包括MAC以及PHY模块；所述MAC以及PHY模块与所述网络交换单元以及MCU通信连接；所述网络交换单元还用于判断所述第一数据包中的MAC地址与所述MAC以及PHY模块的MAC地址是否相同，若是，则通过所述MAC以及PHY模块将所述第一数据包发送至所述MCU；所述第一数据接口、第二数据接口、第三数据接口还用于向所述MCU发送通信状态信息；所述MCU还用于根据所述通信状态信息生成第三数据包，并通过所述MAC以及PHY模块将所述第三数据包发送至所述网络交换单元；所述网络交换单元还用于将所述第三数据包发送至所述外部控制设备。5.如权利要求1所述的网络交换设备，其特征在于，所述网络交换设备还用于对故障以及告警事件打时间戳。6.如权利要求3所述的网络交换设备，其特征在于，所述网络交换设备还包括连接模块；所述连接模块与所述外部控制设备、外部I/O设备、第一数据接口、第二数据接口以及第三数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓怡兴，田青旺，王楠，傅佳烨，胡中泽，
申请(专利权)人：国核自仪系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：