[发明专利]基于现场总线数据采集的串口转以太网系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统和工控系统，特别是涉及基于现场总线数据采集的串口转以太网系统。

背景技术

现场总线与工业以太网技术是现代自动控制技术和信息网络技术相结合的产物，是下一代自动化设备的标志性技术，是改造传统工业的有力工具，也是信息化带动工业化的重要方向。

现场总线主要是实时性好、可靠性高，主要是用在现场一级，以及现场一级设备装置之间的信息交换、控制。针对总线的长处，中国专利CN1828571公开了一种通用串口总线数据传输处理方法，包括：扫描端点描述符、传输描述符链，找到有数据传输的传输描述符，将所述传输描述符内数据信息填充到至少两个缓冲区描述符中，同时将缓冲区描述符的状态标志位置1；主机控制器扫描状态标志位为1的缓冲区描述符，根据所述缓冲区描述符内数据信息传输数据；缓冲区描述符返回状态为无响应时，从该缓冲区描述符开始重传。缓冲区描述符返回状态为已接收时，继续进行下一数据的传输。本发明使主机控制器在基于至少两个缓冲区描述符进行数据传输时，所传输的数据顺序不发生混乱，保证数据快速、高效的传输，使数据的传输速度提高一倍以上。

以太网是一种介质，其速度快，但传输效率低下，不可靠及网络阻塞。因此主要是应用在车间级及工厂级上层网络监控之用。针对以太网的特点，中国专利CN1578237公开了一种以太网长距离高速传输数据的方法，其包括以下步骤：a.在发送端将以太网数据发送给端口捆绑模块，由端口捆绑模块将以太网数据分配给xDSL收发器；b.xDSL收发器将上述数据进行调制，转变为双绞线上的传输的线路信号，发送到双绞线上；c.接收端的xDSL收发器接收上述信号，解调出相应的以太网数据，并送入端口捆绑模块；d.端口捆绑模块把接收到的以太网数据合并，恢复原始数据。本发明通过采用含有Ethernet端口捆绑模块和多路xDSL收发器的双绞线传输技术，利用了廉价的双绞线资源，避免了铺设光纤的工作，降低了工程费用。

但是上述方法都只是孤立地运用了总线和以太网传输数据，没有有效地将两者进行结合，使它们共存并且吸收各自的优势，互为己用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于将现场总线技术与以太网技术融合起来，现场总线向更加开放、分布的方向发展外，以太网技术也优化其稳定性和可靠性。

为了解决上述问题本发明的技术方案是这样的：

基于现场总线数据采集的串口转以太网系统，包括上位计算机系统和复数个智能采集模块，其特征在于，所述上位计算机系统包括通用个人计算机，和与通用个人计算机连接的现场总线通信接口适配器，现场总线通信接口适配器连接复数个智能采集模块；

所述基于现场总线数据采集的串口转以太网系统，还包括控制中心计算机，所述个人计算机通过以太网连接控制中心计算机。

上述设计中，基于现场总线数据采集的串口转以太网系统采用了主要由上位计算机系统和各类智能采集模块构成的系统结构，在保证系统可靠工作和降低成本的条件下，考虑到通用性、实用性和可扩展性等方面的因素。

具体的，上位计算机系统由通用个人计算机以及接通至通用个人计算机内部的现场总线通信接口适配器组成。所述上位计算机系统通过多串口服务器设备和D-Link路由器通过以太网传输到控制中心计算机。

所述上位计算机系统负责系统的总体调度，向网络节点发送命令，接收节点数据，并对节点信息加以分析、存储、显示或打印。

所述智能采集模块负责监控数据的采集和对监控设备的控制，以模拟量或数字量进行通信。

本发明中，以太网既是连接到各种智能模块的系统总线，又是连接现场设备的现场总线，具有双重作用。

另外本发明中，所述通用个人计算机与复数个智能采集模块间采用全双工模式通信。采用全双工模式通信，用交换技术替代原有的总线型CSMA/CD技术，避免了由于多个站点共享并竞争信道导致发生的碰撞，减少了信道带宽的浪费。采用全双工模式通信，有效的提高了信道的利用率。

本发明可以很好地解决多种工业总线的系统集成问题，同时也大大丰富了工业现场总线的体系，促使其向更高层次发展。

综上所述，本发明有效实现了现场总线数据采集，数据传输，数据信息交换，控制命令传递，无线远程实时监控等功能。并将工业以太网技术直接应用于工业现场设备间的通信，将会使设备更加网络化、集成化、分布化、节点智能化，更好的应用与工业现场控制。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明。