使用虚拟串列现场总线埠的现场总线闸道器及其资料传递方法技术

本发明专利技术公开了一种使用虚拟串列现场总线埠的现场总线闸道器及其资料传递方法，其通过现场总线闸道器使用与来源装置或目的装置连接的虚拟串列现场总线埠(第一现场总线埠)接收包含目标资料的封包后，使用第二现场总线埠传送包含目标资料的封包至目的装置或来源装置的技术手段，可以同时提供两台远端装置控制同一受控装置，并达成让来源装置/目的装置使用单一虚拟埠即可与多个目的装置/来源装置同时通讯的技术功效。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种现场总线闸道器及其资料传递方法，特别系指一种使用虚拟串列现场总线埠的现场总线间道器及其资料传递方法。
技术介绍
在现场总线(Fieldbus)的发展过程中，由于应用在工业乙太网络(Industrial Ethernet-based)的现场总线协定，如 ProfiNet, Modbus TCP, Ethernet/IP 等，被提出的时间较应用在串列传输(serial-based)的现场总线协定，如Profibus，Modbus RTU/ASCII 等，来的晚，再加上工业乙太网络现场总线协定架构较为复杂，因此目前仍存在许多数据采集与监视控制系统(SCADA)或人机界面(Human Machine Interface, HMI)仅支援串列传输的现场总线而不支援乙太网络的现场总线，或需以额外付费的方式才可以获得工业乙太网络现场总线的支援，这使得数据采集与监视控制系统以及人机界面的使用者仅能通过串列的现场总线埠(serial Fieldbus port)与受控装置进行通讯。然而，在目前的工厂自动化架构下，为了要提供远端的中控中心及工厂的操作员同时对受控装置进行控制，往往需要受控装置可同时接受一个远端的数据采集与监视控制系统以及近端的人机界面的控制。由于串列现场总线埠的物理线路特性无法进行长距离的传输，因此需要以增加中继器 (repeater)的方式来延长传输的距离，如此将造成布线成本的提升。为了解决布线成本提升的问题，有些工厂改为改在远端及近端各使用一个现场总线闸道器(Fieldbus gateway)，两个现场总线闸道器间以乙太网络进行通讯，如此可省下长距离的布线成本，但仍需购置至少两个现场总线闸道器。为减少闸道器的购置数目， 对利用RS-232/RS-422/RS-485的串列现场总线协定，也有些工厂会改为使用设备服务器 (device server)，即COMport redirection的技术来替代，如图1所示，远端的数据采集与监视控制系统IOla可以利用COM port redirection驱动程序来产生映射COM port (Mapped COM port)，借以将被产生的映射COM port映射到近端的设备服务器700上的实体串列埠， 也就是说，在数据采集与监视控制系统上对被产生的映射COM port的所有操作会通过网络同步映射至设备服务器700的实体串列埠上进行相同的操作，例如，数据采集与监视控制系统IOla设定映射COM port的RTS脚位(pin)上输出active讯号，则设备服务器700 的实体串列埠上的RTS脚位也会同步的输出active讯号，即与设备服务器700的实体串列埠连接的可程序逻辑控制器301a(受控装置)的实体串列埠的CTS脚位也会同步接收到 active讯号，反之，若可程序逻辑控制器301a通过其的实体串列埠送出资料至设备服务器 700的实体串列埠，则设备服务器700也会将其实体连接埠所收到的资料通过网络转送至数据采集与监视控制系统IOla的映射COM port，使得数据采集与监视控制系统IOla可以同步接收到可程序逻辑控制器301a (受控装置)所传来的资料，通过串列通道的技术，可以使得近端的设备服务器700的实体串列埠如同远端数据采集与监视控制系统IOla的实体串列埠，借以与可程序逻辑控制器301a进行连接。虽然COM port redirection的技术可以仅需要增加一台设备服务器即可以延伸了串列通讯的距离，但由于COM port redirection会在设备服务器700的实体串列埠与数据采集与监视控制系统IOla的映射COM port之间建立了一条专用的通道，因此，在使用 COM port redirection的技术时，设备服务器700的实体串列埠将被建立的通道独占，如此，设备服务器的实体串列埠在同一时间只能提供一台数据采集与监视控制系统101a(映射COM port)与可程序逻辑控制器301a进行通讯及/或控制的行为，这在提供多人控制可程序逻辑控制器301a的作业环境中非常的不方便。综上所述，可知现有技术中长期以来一直存在无法同时提供两台以上远端装置控制同一受控装置的问题，因此有必要提出改进的技术手段，来解决此一问题。
技术实现思路
有鉴于现有技术存在无法同时提供两台以上远端装置控制同一受控装置的问题， 本专利技术遂公开一种，其中本专利技术所公开的使用虚拟串列现场总线埠的现场总线闸道器，至少包含至少一第一现场总线埠，与各来源装置连接，各第一现场总线埠为网络现场总线埠、虚拟串列或实体串列现场总线埠其中之一；至少一第二现场总线埠，分别与各目的装置连接，各第二现场总线埠为网络现场总线埠、虚拟串列现场总线埠或实体串列现场总线埠其中之一，且第一现场总线埠及第二现场总线埠至少其中之一为虚拟串列现场总线埠；至少一第一资料处理模块，负责处理对应于第一现场总线埠的现场总线协定，借以通过第一现场总线埠接收来源装置所传送的封包；路径选择模块，用以依据封包选择现场总线协定及相对应的第二现场总线埠；封包格式转换模块，用以于第一现场总线埠与第二现场总线埠所使用的现场总线协定不同时，转换封包为第二现场总线埠所使用的现场总线封包格式；至少一第二资料处理模块，用以处理对应各第二现场总线埠的现场总线协定，并通过各第二现场总线埠传送封包至各目的装置。本专利技术所公开的另一种使用虚拟串列现场总线埠的现场总线闸道器，至少包含 储存模块；至少一第一现场总线埠，与各第二装置/各第一装置连接；至少一第二现场总线埠，与各第一装置/各第二装置连接，各第一现场总线埠及各第二现场种线埠至少其中之一为虚拟串列现场总线埠；至少一第三资料处理模块，用以周期性的通过各第一现场总线埠接收目标资料；存取控制模块，用以将各第三资料处理模块所接收的目标资料储存于储存模块中与各第一装置/各第二装置对应的指定位置，及用以至指定位置读取目标资料； 至少一第四资料处理模块，用以周期性的通过各第二现场总线埠传送存取控制模块所读出的目标资料。本专利技术所公开的使用虚拟串列现场总线埠的资料传递方法，其步骤至少包括以各第一现场总线埠连接来源装置与现场总线闸道器；以各该第二现场总线埠连接现场总线闸道器与目的装置；来源装置通过第一现场总线埠传送包含目标资料的封包至现场总线闸道器；现场总线间道器依据封包选择第二现场总线协定及相对应的第二现场总线埠；现场总线闸道器判断第二现场总线埠与第一现场总线埠所使用的现场总线协定不同后，转换封包为第二现场总线埠所使用的现场总线封包格式；现场总线闸道器通过各该第二现场总线埠传送封包至目的装置。6本专利技术所公开的装置与方法如上，与现有技术之间的差异在于本专利技术通过现场总线闸道器以一个虚拟现场总线埠以及任一现场总线埠连接来源装置与目的装置后，在来源装置与目的装置之间转送封包，或是将目的装置上的资料与自身同步，并提供来源装置存取储存于自身的资料，借以解决现有技术所存在的问题，即提供远端来源装置或目的装置利用虚拟串列现场总线埠，来达到使用串列现场总线协定进行长距离通讯，并可以达成让来源装置/目的装置使用单一虚拟串列现场总线埠即可与多个目的装置/来源装置同时通讯的技术功效。附图说明图1为公知的串列通道的系统架构图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种使用虚拟串列现场总线埠的资料传递方法，系应用于一现场总线闸道器（Ｆｉｅｌｄｂｕｓ　ｇａｔｅｗａｙ），该现场总线闸道器包含至少一第一现场总线埠及至少一第二现场总线埠，该第一现场总线埠及第二现场总线埠至少有一为虚拟串列现场总线埠（ｖｉｒｔｕａｌ　ｓｅｒｉａｌ　Ｆｉｅｌｄｂｕｓ　ｐｏｒｔ），其特征在于，该方法至少包含下列步骤：以该第一现场总线埠连接至少一来源装置与该现场总线闸道器；以各该第二现场总线埠连接该现场总线闸道器与至少一目的装置；该来源装置通过该第一现场总线埠传送包含一目标资料的一封包至该现场总线闸道器；该现场总线闸道器依据该封包选择至少一第二现场总线协定及相对应的至少一该第二现场总线埠；该现场总线闸道器判断该第二现场总线埠与该第一现场总线埠所使用的现场总线协定不同后，转换该封包为各该第二现场总线埠所使用的现场总线封包格式；及该现场总线闸道器通过各该第二现场总线埠传送该封包至各该目的装置。

【技术特征摘要】
1.一种使用虚拟串列现场总线埠的资料传递方法，系应用于一现场总线闸道器 (Fieldbus gateway)，该现场总线闸道器包含至少一第一现场总线埠及至少一第二现场总线埠，该第一现场总线埠及第二现场总线埠至少有一为虚拟串列现场总线埠(virtual serial Fieldbus port)，其特征在于，该方法至少包含下列步骤以该第一现场总线埠连接至少一来源装置与该现场总线闸道器；以各该第二现场总线埠连接该现场总线闸道器与至少一目的装置；该来源装置通过该第一现场总线埠传送包含一目标资料的一封包至该现场总线闸道器；该现场总线闸道器依据该封包选择至少一第二现场总线协定及相对应的至少一该第二现场总线埠；该现场总线闸道器判断该第二现场总线埠与该第一现场总线埠所使用的现场总线协定不同后，转换该封包为各该第二现场总线埠所使用的现场总线封包格式；及该现场总线间道器通过各该第二现场总线埠传送该封包至各该目的装置。2.如权利要求1所述的使用虚拟串列现场总线埠的资料传递方法，其特征在于，该方法于该现场总线闸道器依据该封包选择各该第二现场总线埠的步骤系该现场总线闸道器由该封包中撷取一目的位址及/或一来源位址，并依据该目的位址及/或该来源位址选择各该第二现场总线埠的步骤。3.如权利要求2所述的使用虚拟串列现场总线埠的资料传递方法，其特征在于，该方法于该现场总线闸道器由该封包中撷取该目的位址及/或该来源位址的步骤前，或于该现场总线间道器依据该目的位址及/或该来源位址选择各该第二现场总线埠的步骤前，更包含该现场总线间道器判断该封包无效后，丢弃该封包的步骤。4.一种使用虚拟串列现场总线埠的现场总线闸道器，系将一目标资料由至少一来源装置转送至至少一目的装置，其特征在于，该现场总线闸道器至少包含至少一第一现场总线埠，与各该来源装置连接，各该第一现场总线埠为网络现场总线埠、虚拟串列现场总线埠或实体串列现场总线埠的其中之一；至少一第二现场总线埠，分别与各该目的装置连接，各该第二现场总线埠为网络现场总线埠、虚拟串列现场总线埠及实体串列现场总线埠的其中之一，且该第一现场总线埠及该第二现场总线埠至少其中之一为虚拟串列现场总线埠；至少一第一资料处理模块，用以处理相对应的现场总线协定，借以通过相对应的各该第一现场总线埠接收各该来源装置所传送的一封包；一路径选择模块，用以依据该封包选择至少一第二现场总线协定及至少一该第二现场总线埠；一封包格式转换模块，用以于该第一现场总线埠与各该第二现场总线埠所使用的现场总线协定不同时，转换该封包为各该第二现场总线埠所使用的现场总线封包格式；及至少一第二资料处理模块，用以处理相对应的现场总线协定，并通过各该第二现场总线埠传送该封包至各该目的装置。5.如权利要求4所述的使用虚拟串列现场总线埠的现场总线闸道器，其特征在于，第一现场总线掉或第二现场总线埠更包含一网络界面，用以与该来源装置或该目的装置连接；一现场总线传输模拟单元，用以通过该网络界面接收或传送该目标资料；一现场总线资料与物理讯号模拟单元，用以通过该现场总线传输模拟单元接收或传送该目标资料；及一应用程序命令处理单元，用以读取该现场总线资料与物理讯号模拟单元接收的该目标资料或输出该目标资料至现场总线资料与物理讯号模拟单元。6.如权利要求5所述的使用虚拟串列现场总线埠的现场总线闸道器，其特征在于，该现场总线资料与物理讯号模拟单元更用以设定一虚拟实体界面，并提供该虚拟实体界面的界面参数的设定与读取，及用以产生并处理一物理讯号及一状态值，借以模拟现场总线实体层，该现场总线传输模拟单元更用以依据该虚拟实体界面建立及控管与该来源装置或该目的装置的连线，并接收或传送该物理讯号及该状态值，借以模拟实体现场总线传输的传输行为，该应用程序命令处理单元更用以通过该现场总线资料与物理讯号模拟单元设定或读取该界面参数及该状态值。7.如权利要求5所述的使用虚拟串列现场总线埠的现场总线闸道器，其特征在于，该第一现场总线埠或该第二现场总线埠更包含现场总线资料链接层模拟单元，用以将该应用程序命令处理单元读取的该目标资料封装为一现场总线封包及模拟实体现场总线控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏伯而，庄峻富，
申请(专利权)人：四零四科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71