[实用新型]工业控制器与人机界面双向数据传输系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业控制通讯设备，特别是一种工业控制器与人机界面双向数据传输系统。

背景技术

在工业控制系统中，一般包括工业控制器和人机界面等。其中，控制器可能是专用控制器或工控机，集成多种总线接口，用于与人机界面以及其它工业设备（如：变频器、智能仪表、PLD等）之间的通讯。人机界面是用于与控制器之间传递或交互信息的媒体，集成有显示、鼠标、键盘、I/O等功能。其中，显示部分实时显示控制器的各种运行状态；鼠标、键盘使各种操作指令能够及时、准确地发送到控制器；I/O部分包括一些特殊功能的状态指示或按键，通过某种总线（如：RS485）与控制器进行数据通信，其数据通信有专用的通信协议（例如包括帧头、帧尾、校验码、地址等）。

根据工业现场的实际应用，要求工业控制器靠近工业现场的设备进行安装，而人机界面放置在便于人员操作的位置。因此，需要工业控制器与人机交互设备之间的通信距离足够长、响应快、抗干扰能力强。

目前，工业现场的工业控制器与远端的人机界面之间的通信方式为以下两种：

1）第一种方式如图1所示，工业控制器与人机界面之间直接通过LVDS、VGA、DVI等方式进行视频数据传输，以及直接通过USB、PS2等进行鼠标、键盘的通信。

这种方式的缺点在于：在工业控制器与人机界面距离较远的实际情况下，由于信号标准不同,线缆规格不同，各种总线之间相互影响,抗干扰能力差，布线多且传输距离非常有限。

2）第二种方式如图2所示，工业控制器与人机界面之间通过RS485等总线直接连接进行数据传输，工业控制器将需要更新的数据发送给人机界面，由人机界面内部处理单元将数据显示在人机界面，人机界面通过总线将操作指令发送给工业控制器。

这种方式的缺点在于：

成本高，人机界面需要处理能力较强的内部处理单元（嵌入式计算机CPU）进行数据管理；

工业控制器及嵌入式计算机需要一套组态软件，开发周期长，工作量大；

灵活性差，不同的应用场合，需要通过组态软件对系统进行重新配置； 

实时性差，总线两端设备需要通过软件进行数据分析处理；

传输距离十分有限。

总的来说，现有技术存在传输距离有限、抗干扰能力差、成本高、灵活性差、实时性差等缺点。   

实用新型内容

本实用新型的主要目的就是针对现有技术的不足，提供一种工业控制器与人机界面双向数据传输系统，延长数据传输距离，提高抗干扰能力，降低硬件和软件成本，并获得连线少，实时性高，使用简单、灵活的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种工业控制器与人机界面双向数据传输系统，包括：工业控制器端以太网收发单元、人机界面端以太网收发单元和以太网线路；

所述工业控制器端以太网收发单元包括第一分类数据接口和第一以太网收发模块，所述第一以太网收发模块的一端通过第一以太网物理层接口连接所述以太网线路，所述第一以太网收发模块的另一端连接所述第一分类数据接口，所述第一分类数据接口通过总线连接到所述工业控制器；

所述人机界面端以太网收发单元包括第二分类数据接口和第二以太网收发模块，所述第二以太网收发模块的一端通过第二以太网物理层接口连接所述以太网线路，所述第二以太网收发模块的另一端连接所述第二分类数据接口，所述第二分类数据接口通过总线连接到所述人机界面的输入输出外围设备。

优选地，所述第一分类数据接口包括以下至少一者：视频接收模块、PS2从设备接口模块、第一USB接口模块、第一UART接口模块和第一RS485接口模块；

所述视频接收模块通过视频转换电路经VGA/LVDS总线与所述工业控制器连接，所述PS2从设备接口模块通过总线/电平转换电路经PS2总线与所述工业控制器连接，所述第一USB接口模块通过USB收发器经USB总线与所述工业控制器连接，所述第一UART接口模块通过总线/电平转换电路经UART总线与所述工业控制器连接，所述第一RS485接口模块通过总线/电平转换电路经RS485总线与所述工业控制器连接；

所述第二分类数据接口包括以下至少一者：视频发送模块、PS2主设备接口模块、第二USB接口模块、第二UART接口模块和第二RS485接口模块；