CN100507783C - 通信系统 - Google Patents

通信系统 Download PDF

Info

Publication number
CN100507783C
CN100507783C CNB2005800159430A CN200580015943A CN100507783C CN 100507783 C CN100507783 C CN 100507783C CN B2005800159430 A CNB2005800159430 A CN B2005800159430A CN 200580015943 A CN200580015943 A CN 200580015943A CN 100507783 C CN100507783 C CN 100507783C
Authority
CN
China
Prior art keywords
communication
field device
opertaing device
facilities
communication facilities
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2005800159430A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1954278A (zh
Inventor
小川永志树
富田俊郎
星哲夫
出町公二
高桥博文
齐藤洋二
野口昌德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Publication of CN1954278A publication Critical patent/CN1954278A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100507783C publication Critical patent/CN100507783C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B15/00—Systems controlled by a computer
    • G05B15/02—Systems controlled by a computer electric
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/33—Director till display
    • G05B2219/33192—Radio link, wireless

Abstract

通信系统中设置的通信设备与现场设备相连接。所述通信设备遵循一个标准化通信协议与用来控制现场设备所处工厂的控制器之间进行无线通信，并且中继现场设备与控制器间的通信。

Description

通信系统
技术领域
本发明涉及一种通信设备，还涉及一种具有所述通信设备的通信系统，其中，一个现场装置与通信设备相连，并且所述通信设备中继该现场装置与用来对安装了该现场装置的工厂进行控制的控制设备之间的通信。
背景技术
现场装置安装在石油化学、钢铁、造纸、食品、医药、和电力等等行业的工厂中。这样的工厂是由分布式控制系统来控制的。
图4是示出常用的分布式控制系统的示例性结构图。
在图4中，操作监视设备1和控制设备2与控制总线3相连。控制设备2在操作监视设备1的监视下对工厂4进行控制。操作监视设备1对所述工厂进行运转操作和监视。操作监视设备1在其显示屏上显示用来执行控制操作和监视的内容。根据所述工厂的规模，在工厂中分布多个控制设备。操作监视设备1和控制设备2经由控制总线3彼此进行通信，从而对工厂进行控制。
设备4中安装的传感器设备5，6对诸如温度、压力和液面的工艺值进行检测。阀门7、8的打开由控制设备2提供的操作信号来控制。从传感器设备5、6输出的4至20毫安、1至5伏特的模拟信号被输入到控制设备2中。基于上述输入，控制设备2中的控制单元(未示出)执行控制计算，并获取操作量。这些操作量作为4至20毫安、1至5伏特的模拟信号被输出。通过该输出来控制阀门7、8的打开。例如，通过控制一个反应容器阀门的打开来控制诸如温度和压力之类的工艺量。
用于检测诸如温度、压力和液面之类的工艺值的传感器装置、以及用于控制阀门的阀位控制器等等装置被称为现场装置。
所述现场装置和控制设备以如以下方式执行通信，即：现场装置向控制设备传送工艺值，而控制设备向现场装置传送操作量。
图5是传统技术中现场装置和一个控制设备间的连接结构的一个例子。
在图5中，控制设备10对应图4中的控制设备2。控制设备10设置有数字I/O部分11(输入和输出被称为I/O)、模拟I/O部分12、和一个I/O接口13。
现场总线14与数字I/O部分11相连接。兼容现场总线的现场装置15a、15b与现场总线14相连。
模拟I/O总线16与模拟I/O部分12相连。模拟兼容现场装置17a至17c与模拟I/O总线16相连。
诸如以太网(注册商标)的通用网络18与I/O接口13相连。PLC(可编程逻辑控制器)19a、19b与通用网络18相连。
JP-A-2003-134030中公开了一种通信系统，在这种通信系统中，现场装置通过一个通信中继装置进行无线电通信。
当一个不兼容无线电通信的现场装置与如图5中现有技术的控制设备相连接时，就需要在此现场装置和控制设备之间进行布线。
在体系结构中，存在现场装置和控制设备间的布线成本方面的问题。为了降低布线成本，有效手段是在现场装置和控制设备间建立无线电通信。然而，由于以下原因导致在以上描述的相关技术中还没有实现无线电通信：
(a)许多现场装置不兼容无线电通信；和
(b)为了使控制设备从兼容无线电通信的现场装置获得信号，控制设备的输入/输出接口部分必须遵守无线电标准是十分必要的。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种根据标准化通信协议进行无线电通信的通信设备、以及一种包括所述通信设备的通信系统。
本发明提供了一种通信系统，包括：
一种与现场装置相连的通信设备，
其中所述通信设备根据标准化通信协议与用于对安装有所述现场装置的工厂进行控制的控制设备进行无线电通信，并中继在现场装置和控制设备之间进行的通信。
在所述通信系统中，控制设备具有：
输入/输出接口，用于根据标准化通信协议输入和输出信号；和
无线电接入点，其与所述输入/输出接口相连接，并且根据标准化通信协议执行无线电通信。
在所述通信系统中，通信设备把来自现场装置的输入信号转换成数字数据，把分配给每一个现场装置的地址附加到数字数据上，并且以无线电方式把数字数据通过无线电接口传送到控制设备。
在所述通信系统中，通信设备从控制设备以无线电方式接收操作信号，根据目的现场装置的类型对此操作信号进行转换，并且把所转换的操作信号传送到由附加到此操作信号上的地址所指定的现场装置。
在所述通信系统中，所述地址就是IP地址。
在所述通信系统中，所述通信设备通过TCP/IP执行与控制设备间的无线电通信。
在所述通信系统中，所述现场装置至少经由数字输入/输出总线、模拟输入/输出总线和现场总线之一连接到通信设备。
在所述通信系统中，所述无线电接口是OSI层次模型的无线电物理层接口。
在所述通信系统中，所述通信设备也可以通过有线方式连接到所述控制设备，从而通过有线通信中继现场装置和控制设备间的通信。
所述通信系统包括一个切换部分，其根据通信路径的状况在有线通信和无线电通信之间对通信设备和控制设备之间的通信进行切换。
本发明还提供了一种通信系统，它包括：
多个与现场装置相连的无线电通信设备，其通过标准化通信协议执行无线电通信，
其中，在多个无线电通信设备之间以ad-hoc模式进行无线电通信，并且
与不同无线电通信设备相连接的现场装置间的通信被中继。
本发明还提供了一种与现场装置相连接的通信设备，其中通信设备通过一个标准化通信协议与用来对安装有现场装置的工厂进行控制的控制设备进行无线电通信，并且中继现场装置和控制设备之间的通信。
本发明还提供了一种通信设备，其与现场装置相连接，并且通过标准化通信协议进行无线电通信，
其中，所述通信设备以ad-hoc模式与另一无线电通信设备进行无线电通信，并且对与所述无线电通信设备相连的现场装置和与所述另一无线电通信设备相连的现场装置之间的通信进行中继。
根据上述通信系统和无线电设备，就能够获得下面的效果。
(1)根据标准化通信协议与控制设备进行无线电通信的通信设备中继现场装置与控制设备间的通信。因此，即使当该控制设备没有与专用无线电标准相兼容的结构时，所述现场装置和控制设备也能够通过无线电方式进行连接。
(2)由于现场装置和控制设备通过无线电方式彼此连接，所以能够降低布线成本。
(3)所述通信系统具有多个与现场装置相连接并通过使用标准化通信协议进行无线电通信的无线电通信设备，并且在多个无线电通信设备之间以ad-hoc模式互相进行无线电通信。因此，在诸如与现场总线相兼容的现场装置之类的集成了控制逻辑的现场装置的情况下，数据可以在各现场装置之间直接被给出和接收，并且现场装置之间的控制逻辑可以协调运行。
附图说明
图1是示出本发明一个实施例的结构的示图；
图2是示出图1中的无线电中继设备的结构的具体示例的示图；
图3是示出本发明另一个实施例的结构的示图；
图4是示出一个常用分布式控制系统的示例性结构的示图；和
图5是示出传统技术中的现场装置和控制设备间的连接结构的示例。
具体实施方式
在下文中，将参照附图具体描述本发明的实施例。
图1是示出本发明通信系统的一个实施例的结构的示图。
在图1中，控制设备30对应图4中的控制设备2。控制设备30装备有一个I/O接口31。无线电接入点33经由一个诸如以太网(注册商标)的通用网络32与I/O接口31相连。由I/O接口31和无线电接入点33利用的无线电通信系统是一种通常在办公环境下使用的系统，例如IEEE 802.11a/b/g。
I/O接口31通过使用标准化通信协议输入和输出信号。无线电接入点33通过标准化通信协议进行无线电通信。
数字I/O总线51与一个无线电中继设备40相连接。例如，数字I/O总线51为现场总线。与现场总线相兼容的现场装置52a、52b与数字I/O总线51相连。另外，模拟I/O总线53与无线电中继设备40相连接。模拟兼容现场装置54a至54c与模拟I/O总线53相连接。
无线电中继设备40通过标准化通信协议与控制设备30进行无线电通信，从而中继现场装置52a、52b、和54a至54c间的通信。
无线电中继设备60、数字I/O总线71、模拟I/O总线73、和现场装置72a、72b、74a至74c具有与无线电中继设备40、数字I/O总线51、模拟I/O总线53、以及现场装置52a、52b、和54a至54c相同的结构。
无线电中继设备40的无线电通信系统是一种通常在办公室环境下使用的系统，比如IEEE 802.11a/b/g。因此，控制设备30就行使通用接入点的功能，所以控制设备30可以很容易地经由无线电网络发送和接收通信数据。控制设备30没有装配特殊的无线电设备。反之，在控制设备中，诸如以太网(注册商标)接口的通用接口与一个办公室中使用的通用无线电LAN(局域网)接入点相结合，从而使得控制设备通过无线电中继设备获得现场装置的数据。
控制设备30利用TCP/IP(传输控制协议/网际协议)作为以太网(注册商标)的一个上层协议，并且虚拟地向现场装置分配IP(网际协议)地址，从而识别各现场装置。
图2是示出图1中的无线电中继设备的结构的一个特定示例。
无线电中继设备40将作为一个示例进行描述。
协议处理部分41通过数字I/O总线51接收通信数据，并获得数据作为依照通信协议执行的处理的结果。
模拟-数字转换器42把来自模拟I/O总线53的模拟输入转换成数字输入。
由协议处理部分41和模拟-数字转换器42获得的数据被输入到地址转换处理部分43。地址转换处理部分43把分配给每一个由有线方式连接的现场装置的虚拟IP地址附加到输入数据上，然后再把这些数据提供给通信协议处理部分44。
通信协议处理部分44根据控制设备30使用的通信协议(例如，TCP/IP)把输入数据附加到通信帧上，随后把通信帧提供给无线电MAC(媒体存取控制)层处理部分45。
无线电MAC层处理部分45根据无线电通信协议将输入数据叠加在通信帧上，接着把通信帧经由无线电物理层接口46发送到无线电网络47。通信帧经由无线电网络47传送到无线电接入点33。无线电物理层接口46的物理层是OSI(开放式系统互联)层次模型的物理层。
除了模拟-数字转换器42和无线电物理层接口46中的处理以外的处理可以通过结合存储在存储器和微处理器中的程序来实现。
如上所述，无线电中继设备40把来自现场装置的输入信号转换成数字数据，把分配给每一现场装置的地址附到该数字数据上，然后再以无线电方式把该数字数据经由无线电接口传送到控制设备30。
无线电中继设备40通过无线电方式从控制设备30接收到操作信号，根据目的现场装置的类型转换该操作信号，并且把已转换的操作信号传送到由附加到此操作信号上的地址所指定的现场装置。
无线电中继设备60以和无线电中继设备40相同的方式进行通信。
图3是示出本发明另一个实施例的结构的示图。
在图1的实施例中，现场装置的数据被送往控制设备。相反，在图3的实施例中，在装置之间相互进行通信。
在图3中，现场装置92经由诸如上述数字I/O总线和模拟I/O总线之类的I/O总线91与无线电中继设备80相连。类似地，现场装置112经由诸如数字I/O总线和模拟I/O总线的I/O总线111与无线电中继设备100相连。
在诸如兼容现场总线的现场装置之类的结合了控制逻辑的现场装置的情况下，设备间的控制逻辑有时可以协作运行。在这种情况下，就很必要在现场装置之间进行通信。
在需要现场装置之间的通信的情况下，可通过在如图3所示的无线电中继设备80、100间以ad-hoc模式执行无线电通信来直接在各现场装置间给出和接收数据。
可选地，图1所示的无线电中继设备40、60不仅可以通过无线电方式与控制设备30连接，也可以通过以有线方式与控制设备30连接，并且无线电中继设备40、60可通过有线通信来中继现场装置和控制设备30之间的通信。
这种情况下，无线电中继设备40、60和控制设备30的每一个均可具有切换部分，该切换部分根据通信路径的状况在有线通信和无线电通信之间对无线电中继设备40或60和控制设备30之间的通信进行切换。

Claims (10)

1.一种通信系统，包括：
通信设备，将一个现场装置与该通信设备相连，
其中所述通信设备根据标准化通信协议与用来对安装有所述现场装置的工厂进行控制的控制设备进行无线电通信，并且中继所述现场装置与所述控制设备之间的通信，并且
其中所述控制设备具有：
输入/输出接口，用来根据所述标准化通信协议输入和输出信号；和
无线电接入点，其与所述输入/输出接口相连，并且根据所述标准化通信协议进行无线电通信。
2.根据权利要求1的通信系统，其中所述现场装置至少经由数字输入/输出总线、模拟输入/输出总线和现场总线之一与所述通信设备相连。
3.根据权利要求1的通信系统，其中所述通信设备还以有线方式与所述控制设备相连接，从而经由有线通信中继所述现场装置和所述控制设备之间的通信。
4.根据权利要求3的通信系统，其中，所述通信设备和所述控制设备中每一个都具有切换部分，所述切换部分根据通信路径的状况在有线通信和无线电通信之间对所述通信设备和所述控制设备之间的通信进行切换。
5.一种通信系统，包括：
通信设备，将一个现场装置与该通信设备相连，
其中所述通信设备根据标准化通信协议与用来对安装有所述现场装置的工厂进行控制的控制设备进行无线电通信，并且中继所述现场装置与所述控制设备之间的通信，并且
所述通信设备以无线电方式从所述控制设备接收操作信号，根据目的现场装置的类型转换所述操作信号，并且把已转换的操作信号发送到由附加到所述操作信号上的地址所指定的现场装置。
6.根据权利要求5的通信系统，其中所述地址是IP地址。
7.根据权利要求5的通信系统，其中所述现场装置至少经由数字输入/输出总线、模拟输入/输出总线和现场总线之一与所述通信设备相连。
8.根据权利要求5的通信系统，其中所述通信设备还以有线方式与所述控制设备相连接，从而经由有线通信中继所述现场装置和所述控制设备之间的通信。
9.根据权利要求8的通信系统，其中，所述通信设备和所述控制设备中每一个都具有切换部分，所述切换部分根据通信路径的状况在有线通信和无线电通信之间对所述通信设备和所述控制设备之间的通信进行切换。
10.一种通信系统，包括：
通信设备，将一个现场装置与该通信设备相连，
其中所述通信设备根据标准化通信协议与用来对安装有所述现场装置的工厂进行控制的控制设备进行无线电通信，并且中继所述现场装置与所述控制设备之间的通信，
所述通信设备把来自所述现场装置的输入信号转换成数字数据，把分配给每一个现场装置的地址附加到所述数字数据上，然后通过无线电方式把所述数字数据经由无线电接口传送到所述控制设备，并且
所述无线电接口是OSI层次模型的无线电物理层接口。
CNB2005800159430A 2004-05-18 2005-05-06 通信系统 Expired - Fee Related CN100507783C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP147397/2004 2004-05-18
JP2004147397A JP2005333189A (ja) 2004-05-18 2004-05-18 通信システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1954278A CN1954278A (zh) 2007-04-25
CN100507783C true CN100507783C (zh) 2009-07-01

Family

ID=35394311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005800159430A Expired - Fee Related CN100507783C (zh) 2004-05-18 2005-05-06 通信系统

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20080281991A1 (zh)
EP (1) EP1758005A1 (zh)
JP (1) JP2005333189A (zh)
CN (1) CN100507783C (zh)
WO (1) WO2005111753A1 (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8204078B2 (en) * 2006-03-31 2012-06-19 Honeywell International Inc. Apparatus, system, and method for integration of wireless devices with a distributed control system
JP2008141508A (ja) * 2006-12-01 2008-06-19 Koyo Electronics Ind Co Ltd Ｐｌｃシステムおよび該システムに用いるｐｌｃ
JP4490499B2 (ja) * 2008-11-26 2010-06-23 パナソニック株式会社 通信端末、中継機器、無線通信システム、無線通信制御方法、及びプログラム
FR2939591A1 (fr) 2008-12-10 2010-06-11 Airbus France Procede et dispositif de communication par virtualisation des adresses pour la simulation d'integration de composants
US9335893B2 (en) * 2009-12-29 2016-05-10 Here Global B.V. Method and apparatus for dynamically grouping items in applications
JP5481414B2 (ja) * 2011-03-04 2014-04-23 株式会社日立製作所 プラント計装制御システム
JP5218867B2 (ja) * 2011-03-31 2013-06-26 横河電機株式会社 プロビジョニングデバイス、およびプロビジョニングネットワークにおけるネットワークパラメータの設定方法
US20130053987A1 (en) * 2011-08-31 2013-02-28 General Electric Company Systems and methods of managing device parameter values when importing device definition files
JP5569491B2 (ja) * 2011-09-12 2014-08-13 横河電機株式会社 フィールド機器及び通信システム
JP5472389B2 (ja) * 2011-09-14 2014-04-16 横河電機株式会社 無線通信装置及び無線通信システム
KR101833694B1 (ko) 2015-01-07 2018-02-28 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 무선 통신 장치, 무선 통신 시스템 및 무선 통신 방법
GB2535839B (en) * 2015-01-08 2021-06-09 Fisher Rosemount Systems Inc Apparatus and methods to communicatively couple field devices to controllers in a process control system
CN108199942B (zh) * 2018-01-08 2020-06-12 深圳市道通科技股份有限公司 汽车诊断方法、装置、设备、系统和诊断连接设备

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1078807A (ja) * 1996-09-04 1998-03-24 Hitachi Ltd 制御システム及びその無線通信方法
US6131136A (en) * 1997-12-12 2000-10-10 Gateway 2000, Inc. Dual mode modem for automatically selecting between wireless and wire-based communication modes
JP3994614B2 (ja) * 2000-03-13 2007-10-24 株式会社日立製作所 パケット交換機、ネットワーク監視システム及びネットワーク監視方法
JP2002325292A (ja) * 2001-04-26 2002-11-08 Toshiba Corp ワイヤレスプラントｉ／ｏ入出力システム
EP1288757A1 (de) * 2001-08-07 2003-03-05 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Prozessleitsystem zum Betrieb einer technischen Anlage
JP3815603B2 (ja) * 2001-10-29 2006-08-30 横河電機株式会社 通信システム
US7231481B2 (en) * 2002-02-01 2007-06-12 Bryan Scott Intelligent docking station for a handheld personal computer
KR100765123B1 (ko) * 2002-02-16 2007-10-11 엘지전자 주식회사 Ｓｒｎｓ 재할당 방법
JP2004013450A (ja) * 2002-06-06 2004-01-15 Hitachi Ltd 配電盤開閉装置と操作監視制御システム

Also Published As

Publication number Publication date
EP1758005A1 (en) 2007-02-28
WO2005111753A1 (ja) 2005-11-24
US20080281991A1 (en) 2008-11-13
CN1954278A (zh) 2007-04-25
JP2005333189A (ja) 2005-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100507783C (zh) 通信系统
CN103428005A (zh) 具有以太网供电功能的接口模块
CN101310232B (zh) 网络单元及使用该网络单元的可编程控制器
CN103026664B (zh) 确定过程控制系统的基于交换的通信网络的vlan-id的方法、系统和配置工具
EP2783495B1 (en) Safety system
US20110153034A1 (en) Universal human machine interface for automation installation
US20090138104A1 (en) Field device
CN102624593A (zh) 一种用于物联网异构设备集成的智能终端
JP2023011861A (ja) アーキテクチャを横断する通信ネットワーク
CN108695973A (zh) 用于配置电子继电器的计算机实现的方法
CN110300055B (zh) 异构现场总线用网关系统
US7999661B2 (en) Signal relay device, communication network system and operation system
KR102211876B1 (ko) 기존 필드버스 기반 자동제어 시스템의 사물인터넷 연동 장치 및 방법
EP3806422A1 (en) Interconnection device, communication method and system comprising robot
CN208386578U (zh) 一种支持多总线的io-link主站装置
KR20100117705A (ko) Ｕｓｎ을 이용한 ｐｌｃ제어 시스템
CN217279354U (zh) 一种自动化系统
CN214751395U (zh) 一段式污泥半干化控制系统
CN103064367A (zh) 基于智能电机控制中心的电机控制系统及其控制方法
US11860609B2 (en) Single Pair Ethernet for operator control stations
CN215934888U (zh) 一种生产设备联网系统及生产流水线
CN103464939A (zh) 无线wifi遥控焊接控制系统
Robles et al. Architecture for SCADA with mobile remote components
Qin et al. Remote SCADA System Based on 3G VPN Services for Secondary Pressurization Pump Station
Ciccozzi et al. Integrating wireless systems into process industry and business management

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090701

Termination date: 20100506