CN103941680A - 异构通信网络的dcs数据通信系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种异构通信网络的DCS数据通信系统，包括：HoneyWell PKS系统、ABB AC800M系统、EMERSON DeltaV系统、上位监控系统、电源模块、数据处理模块；数据处理模块包括控制器、以及信息存储模块；数据处理模块上设有：DeviceNet通讯接口、PRFIBUS-DP通讯接口、MODBUS-RTU通讯接口；控制器通过EtherNet/IP接口与上位监控系统连接。本发明将基于异构网络的DCS系统集成到一起，实现个系统之间的实时通讯及测试；因此，便于系统的升级与维护，降低了系统的硬件成本；由于其可以实现自动识别系统通讯的波特率以及站地址，因此简化了系统的调试配置过程。
Description
技术领域
本发明涉及海上石油设备控制技术领域，特别是涉及一种异构通信网络的DCS数据通信系统。
背景技术
现如今海上石油行业中，DCS系统被广泛应用到海上平台以及陆地生产流程的控制之中。目前HoneyWell公司开发的PKS系统本身支持EtherNet/IP协议、DeviceNet协议通讯等；ABB公司开发的AC800M系统支持FF总线、PROFIBUS-DP协议通讯等；EMERSON公司开发的DeltaV系统支持FF总线、DeviceNet协议、以及MODBUS-RTU协议的通讯。综上可以发现，不同公司开发的DCS系统，其系统本身支持的通讯协议是不同的，如果需要实现其相互之间的通讯，就需要额外购买第三方厂家生产的通讯模块。如果采用一对一的网关，四种系统之间的相互传输就需要六个协议转换网关。这样一方面会产生高额的成本，另一方面在系统通讯配置以及调试和系统维护升级的工作上就造成了人力资源的浪费（需要第三方厂家到场调试，并可能会产生多余的费用）。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种实现多种协议控制系统之间进行通信的异构通信网络的DCS数据通信系统。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种异构通信网络的DCS数据通信系统，包括：HoneyWell PKS系统、ABB AC800M系统、EMERSON DeltaV系统、上位监控系统、以及电源模块；其特征在于：还包括数据处理模块；所述数据处理模块包括控制器、以及与所述控制器电连接的信息存储模块；所述数据处理模块上设有：
与HoneyWell PKS系统连接的DeviceNet通讯接口；
与ABB AC800M系统连接的PRFIBUS-DP通讯接口；
以及与EMERSON DeltaV系统连接的MODBUS-RTU通讯接口；
所述控制器通过EtherNet/IP接口与上位监控系统连接。
作为优选，本发明还采用了如下的技术特征：
所述控制器的型号为STM32F407ZGT6控制器。
所述控制器上还设有COMX预留接口。
所述控制器上还设有与外设连接用的程序下载接口。
本发明具有的优点和积极效果是：通过采用上述技术方案，本发明将基于异构网络的DCS系统集成到一起，实现个系统之间的实时通讯及测试；因此：不再需要购买第三方厂家生产的通讯模块，便于系统的升级与维护，同时降低了系统的硬件成本；由于其可以实现自动识别系统通讯的波特率以及站地址，因此简化了系统的调试配置过程。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的数据处理模块的结构示意图；
图3是本发明数据流示意图；
图4是本发明电源模块电路图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1和图2，一种异构通信网络的DCS数据通信系统，包括：HoneyWell PKS系统、ABB AC800M系统、EMERSON DeltaV系统、上位监控系统、电源模块、以及数据处理模块；所述数据处理模块包括控制器、以及与所述控制器电连接的信息存储模块；所述数据处理模块上设有：
与HoneyWell PKS系统连接的DeviceNet通讯接口；
与ABB AC800M系统连接的PRFIBUS-DP通讯接口；
以及与EMERSON DeltaV系统连接的MODBUS-RTU通讯接口；
所述控制器通过EtherNet/IP接口与上位监控系统连接。
本发明的工作原理为：数据处理模块集成了以下四种协议（DeviceNet、Profibus-DP、MODBUS-RTU、Ether/IP），数据处理模块为每种协议预留了不用协议的物理接口，可以将以上四种协议进行一对一以及一对多的转换，实现了来自各异构网络数据之间的实时实时转换。
上述基于不同协议的DCS系统作为各自的主站，数据处理模块的每个接口可作为各个系统的一个从站，通过每个DCS系统主站的配置，将以上几种异构网络各自的接口模块配置成为DCS系统中的一个从站。对于来自各个DCS系统不同协议数据的处理都有特定的接口进行匹配（这种设计可以增强对协议数据处理的可靠性），每个DCS系统将数据发送到协议接口，接口进行协议报文的解包，其将处理过的数据传送给数据处理模块的控制器，控制器再将数据发送到目的协议接口，协议接口将数据组包后传送给其对应的DCS系统，其中每个接口既可以接收外部数据进行解包，又可以将通用数据进行组包将其发送。这样就完成了多个不同基于不同通讯网络的系统主站的相互通讯。
除此之外，每个接口既可以当做主站控制底层设备，又可以作为从站接受主站的配置。
接口组态信息的配置：
系统首次搭建的时候，利用赫优讯公司提供的软件对COMX的内部组态信息进行配置。针对HoneyWell公司的PKS系统的DeviceNet接口配置其站地址，波特率及各数据存储区域的类型长度等；针对ABB公司的AC800M系统的PROFIBUS-DP接口配置其站地址，波特率及各数据存储区域的类型长度等；EMERSON公司的DeltaV系统的MODBUS-RTU协议，在代码中将其组态信息设置完成；针对上位监控系统的EtherNet/IP接口配置其IP地址，子网掩码，及各数据存储区域的类型长度等。之后将各个接口插到主板的相应位置，对整个系统进行编程配置即可进行相互之间通讯。
当某个系统主站出现站地址冲突的时候，需要改变其对应接口的从站地址时，数据处理模块会做出如下反应。以PROFIBUS-DP接口为例，当系统主站对该接口的站地址进行修改以后，接口会检测到总线错误。主芯片会将原组态信息复制，暂存至其寄存器当中，将此数据中所对应站地址的数据从1到124依次更改，每次更改以后都会将其下载到其接口，直到其可以与主站系统建立通讯为止。
其中每个接口可以改变其通讯的波特率以及站地址，从而与主站的组态信息进行匹配，实现站地址与波特率的自适应。
如图3所示：作为优选，上述具体实施例中的数据处理模块的控制器选用的型号为STM32F407ZGT6控制器；赫优讯模块接口HC1连接COMXCA-DP模块，用于PRFIBUS-DP通讯，此接口接收到AC800M系统传来的PROFIBUS-DP协议的数据，利用接口的功能，将其报文进行协议的解包，将其转换成通用数据，存储在主芯片之中；赫优讯模块接口HC2连接COMXCA-DN模块，用于DeviceNet通讯，此接口接收到PKS系统的数据，利用接口的功能，将其报文进行协议的解包，将其转换成通用数据，存储在主芯片之中；赫优讯模块接口HC3连接COMXCA-DP模块，用于EtherNet/IP通讯，接收到来自于上位监控系统的数据，利用接口的功能，将其报文进行协议的解包，将其转换成通用数据，存储在主芯片之中；MODBUS-RTU模块为异构网络数据交换平台主电路的一部分，接收到来自于DeltaV系统的数据，利用芯片内部代码将其进行协议解包，将其转换成通用数据，存储在主芯片之中。此时利用程序代码控制主芯片，将存储在其内部的来自于不同系统的数据，按照预设的地址，发送到相对应的接口，利用接口集成的协议组包功能，将各个协议分别进行组包，传送到各个系统，完成基于异构网络系统之间的通讯。
如图4所示：电源模块包括将24V电源转换为5V电源的一块LM2576-5.0V芯片、以及五块将5V电源转换为3.3V电源的LM1117-3.3V芯片，其中：五块LM1117-3.3V芯片并联后与LM2576-5.0V芯片串联；五块LM1117-3.3V芯片的输出端子分别为STM32F407ZGT6控制器、DeviceNet通讯接口、PRFIBUS-DP通讯接口、MODBUS-RTU通讯接口、以及COMX预留接口连接。
作为优选，上述具体实施例中的控制器上还设有COMX预留接口。
预留接口的作用在于：如果再有系统需用加入通讯，那么可以将与需加入系统所需通讯协议相对应的COMX模块插到此预留接口，即可使该系统与上述系统进行通讯。
同上，作为优选，上述具体实施例中的控制器上还设有与外设连接用的程序下载接口。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (4)
1.一种异构通信网络的DCS数据通信系统，包括：HoneyWell PKS系统、ABBAC800M系统、EMERSON DeltaV系统、上位监控系统、以及电源模块；其特征在于：还包括数据处理模块；所述数据处理模块包括控制器、以及与所述控制器电连接的信息存储模块；所述数据处理模块上设有：
与HoneyWell PKS系统连接的DeviceNet通讯接口；
与ABB AC800M系统连接的PRFIBUS-DP通讯接口；
以及与EMERSON DeltaV系统连接的MODBUS-RTU通讯接口；
所述控制器通过EtherNet/IP接口与上位监控系统连接。
2.根据权利要求1所述的异构通信网络的DCS数据通信系统，其特征在于：所述控制器的型号为STM32F407ZGT6控制器。
3.根据权利要求1所述的异构通信网络的DCS数据通信系统，其特征在于：所述控制器上还设有COMX预留接口。
4.根据权利要求1所述的异构通信网络的DCS数据通信系统，其特征在于：所述控制器上还设有与外设连接用的程序下载接口。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107807604A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-03-16 | 山西大学 | 基于西门子控制器和欧姆龙控制器的现场总线控制系统 |
| CN114553973A (zh) * | 2022-02-09 | 2022-05-27 | 邯郸钢铁集团有限责任公司 | 一种协议数据转总线数据的装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1645852A (zh) * | 2004-12-15 | 2005-07-27 | 上海大学 | Modbus/tcp工业以太网和profibus—dp现场总线间的协议转换方法和装置 |
| CN1697448A (zh) * | 2005-04-21 | 2005-11-16 | 上海大学 | MODBUS/TCP 工业以太网与设备网现场总线和Profibus DP现场总线间的多协议转换方法和装置 |
| CN2757454Y (zh) * | 2004-04-23 | 2006-02-08 | 上海电器科学研究所（集团）有限公司 | 现场设备通讯的控制器 |
| EP1906601A1 (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-02 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Industrial ethernet communications adapter |
| CN101425948A (zh) * | 2008-10-23 | 2009-05-06 | 上海大学 | 工业无线网接入工业以太网和现场总线的多协议网关及协议转换方法 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2757454Y (zh) * | 2004-04-23 | 2006-02-08 | 上海电器科学研究所（集团）有限公司 | 现场设备通讯的控制器 |
| CN1645852A (zh) * | 2004-12-15 | 2005-07-27 | 上海大学 | Modbus/tcp工业以太网和profibus—dp现场总线间的协议转换方法和装置 |
| CN1697448A (zh) * | 2005-04-21 | 2005-11-16 | 上海大学 | MODBUS/TCP 工业以太网与设备网现场总线和Profibus DP现场总线间的多协议转换方法和装置 |
| EP1906601A1 (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-02 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Industrial ethernet communications adapter |
| CN101425948A (zh) * | 2008-10-23 | 2009-05-06 | 上海大学 | 工业无线网接入工业以太网和现场总线的多协议网关及协议转换方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107807604A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-03-16 | 山西大学 | 基于西门子控制器和欧姆龙控制器的现场总线控制系统 |
| CN107807604B (zh) * | 2017-11-22 | 2020-06-12 | 山西大学 | 基于西门子控制器和欧姆龙控制器的现场总线控制系统 |
| CN114553973A (zh) * | 2022-02-09 | 2022-05-27 | 邯郸钢铁集团有限责任公司 | 一种协议数据转总线数据的装置 |
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