[发明专利]一种光电耦合式终端装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种自动化装置，具体的说是属于自动化领域中的工业控制总线的新型终端装置。

背景技术

网络化控制系统的产生直接来源于计算机控制技术的发展与广泛应用。1962年，英国帝国化学工业公司首创了计算机直接数字控制系统(DDC)，但到现在为止都是现场的仪表和变送器并未采用计算机作为终端；在通信方面，并未采用先进的通信技术，延用了落后的4-20mA的模拟信号和232、485总线。当前的计算机控制从结构上看，这种控制系统过于集中，现场功能弱，所以集中式控制系统越来越满足不了复杂现场信息处理与通信的实际需求。

Honeywell公司于1975年推出了第一套集散控制系统，针对早期控制系统单台计算机集中管理整个控制过程模式中集中的弊端，把一个控制过程分解为多个终端子系统，由多台嵌入式计算机协同完成，每台计算机承担一部分功能，而由一台中央主机协调控制，接入第二级的计算机控制系统。集散控制系统在实际应用中取得了巨大的成功，但也存在一定不足。首先，集散系统终端仍是模拟数字混合系统，特别是控制终端与现场设备、终端之间的通信方式仍然是单一4-20mA的模拟信号以及232、485规范，其通信速度、通信距离、控制精度有限；其次，它在结构上遵循主从式的思想，终端没有完全突破集中控制思想的束缚；更重要的是，集中控制系统DCS领域主要由Honeywell、Rockwell、ABB、横河、西门子等国外大公司占据，其所生产的DCS系统都属于非开放式专用网络，相互之间不兼容，不利于提高系统组态的灵活性和可维护性，并且不可能互相融合。

当前进入第三代的现场总线控制系统，它和集散控制系统相比，现场总线控制系统(FCS)是一种开放的分布式控制系统，它把封闭的专用协议变成标准开放协议，其设备节点中包含了数字处理器，因此具有较强的数字计算和数字通信能力，可实现真正意义上的分布式控制系统。当前的控制领域存在19种现场总线协议，但是由于现场总线至今没有实现标准统一，无法实现工业企业综合自动化系统中自上(信息管理层)而下(现场设备层)真正透明的信息互访和集成。为了满足现代大型工业生产自动化和过程控制要求复杂化的需求，提供更安全、更可靠、性能更高、集成性更高、数据传输速率更高、成本更低的控制系统成为未来控制科学面临的重大问题，而网络控制系统的提出和发展已经给出了这个问题的初步答案，如何将自动控制、计算机和光电信息技术三者更紧密的结合，这也成为计算机控制科学一个重要的发展方向。

发明内容

本发明目的是提供增强网络信息交换能力，使总线可以通过多种媒体信息进行测控，可以构成移动式网络测控总线的一种光电耦合式终端装置。

本发明的目的是这样实现的

终端计算机C8051通过ADC模块进行信息采集，利用无线电收发模块和激光收发器模块通过多频谱无线光电信号和光纤网络进行通信，把测量信息发送给控制中心，再利用无线电收发模块和激光收发器模块通过多频谱无线光电信号和光纤网络进行通信，把控制中心的控制信息通过光纤网络发给终端计算机C8051，然后终端计算机C8051通过DAC模块把信息输入控制器进行控制。

本发明有益效果为增强网络信息交换能力，使总线可以通过多种媒体信息进行测控，可以构成移动式网络测控总线。可以配合标准网络软件构建二级网络式总线；可用同时接收与发射多种媒体信息；可用克服终端供电的难题以及减少电磁干扰和电击与雷击损害；减低当前网络总线移动化的硬件和软件成本。克服当前终端信息耦合的单一性，不可移动性的缺点，解决固定式网络测控终端供电困难，抗电磁干扰能力不足的问题。为规范总线终端扩展功能，提供多级化结构。使移动终端方便地接入工业因特网络，以及工业测控因特网。

附图说明

图1是光电耦合式终端结构。

图2是光电耦合式终端的光纤网络程序。

图3是光电耦合式终端运行程序图。

图4是光纤以太网络嵌入式终端实现过程框图。

图5是采用以太网络光电耦合终端构成汽车监测系统。

图6是光电耦合终端结构框图。

具体实施方式

1)光电耦合式终端与工业光纤以太网连接

①光电耦合式终端与工业光纤以太网连接采用无线网络中继方式，

②利用红外线无线激光和2.4G无线电的兼容性，采用统一的以太网平台。

③其分布有总线型和星形两种方式。

④和因特网的连接采用无线路由器和无线交换机两种传统方式。

2)光电耦合式终端结构，见图1