CN106209548A - 一种扩展采煤机can总线接口的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种扩展采煤机CAN总线接口的方法，包括以下步骤：1)将采煤机上输出的CAN总线信号接入一个CAN转TCP模块上；2)通过CAN转TCP模块将CAN总线信号转换为TCP信号；3)将转换后的TCP信号通过有线或者无线传输方式传送到上位机中的协议转换模块中；4)协议转换模块将接收到的TCP信号转换成第三方用户请求并认可的标准的工业协议。该方法无需对现有采煤机进行任何改动，只需将采煤机的CAN总线信号进行转换，即可使得采煤机的CAN总线接口被扩展为MODBUS‑TCP或者OPC等标准工业协议，从而使得众多的组态软件可以读取和控制采煤机的工作状态。尤其对各大煤矿正在使用的，且无法安装其他模块的采煤机来说，具有非常重大的意义。

Description

一种扩展采煤机CAN总线接口的方法
技术领域
本发明涉及一种采煤机CAN总线接口，尤其涉及一种扩展采煤机CAN总线接口的方法。
背景技术
在煤矿领域，很多采煤机都是通过CAN总线进行数据采集和控制的。要想对采煤机的数据进行采集展示以及控制，必须通过配套的支持CAN总线的组态软件来完成。但市面上很多组态软件是不支持CAN总线的。在这种情况下就必须给采煤机安装TCP模块来实现协议转换。但很多老式的采煤机没有预留TCP模块的安装位置，也没有空间安装其他的模块。
发明内容
本发明解决的问题在于提供一种扩展采煤机CAN总线接口的方法，实现了扩展采煤机CAN总线接口的目的。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种扩展采煤机CAN总线接口的方法，包括以下步骤：
1)首先，将采煤机上输出的CAN总线信号接入一个CAN转TCP模块上；
2)然后，通过CAN转TCP模块将CAN总线信号转换为TCP信号；
3)接着，将转换后的TCP信号通过有线或者无线传输方式传送到上位机中的协议转换模块中；
4)协议转换模块将接收到的TCP信号转换成第三方用户请求并认可的标准的工业协议。
所述的协议转换模块将接收到的TCP信号转换成第三方用户请求并认可的标准的MODBUS-TCP协议。
所述的MODBUS-TCP协议包括Modbus TCP数据帧，Modbus TCP数据帧包含报文头、功能代码和数据3部分。
所述的报文头为MBAP报文头，MBAP报文头分4个域，共7个字节。
协议转换模块接收第三方用户发送的请求数据格式，并根据接收到的第三方用户发送的请求数据格式来自动生成符合MODBUS-TCP协议的响应数据包，并将该响应数据包反馈给第三方用户。
所述的协议转换模块支持的MODBUS功能代码分别为：
03：读多个寄存器；
06：写单个寄存器；
16：写多个寄存器。
所述的协议转换模块将接收到的TCP信号转换成第三方用户请求并认可的OPC协议。
所述的协议转换模块接收到第三方用户发送的请求将接收到的TCP信号转换成第三方用户请求并认可的OPC协议指令后，直接调用协议转换模块，得到转换好的OPC协议。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的扩展采煤机CAN总线接口的方法，无需对现有采煤机进行任何改动，只需将采煤机的CAN总线信号进行转换，即可使得采煤机的CAN总线接口被扩展为MODBUS-TCP或者OPC等标准工业协议，从而使得众多的组态软件可以读取和控制采煤机的工作状态。尤其对各大煤矿正在使用的，且无法安装其他模块的采煤机来说，具有非常重大的意义。
附图说明
图1为本发明提供的扩展采煤机CAN总线接口的方法示意图；
图2为OPC客户与OPC服务器；
图3为标准OPC服务器对象及接口。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
参见图1，一种扩展采煤机CAN总线接口的方法，包括以下步骤：
1)首先，将采煤机上输出的CAN总线信号接入一个CAN转TCP模块上；
2)然后，通过CAN转TCP模块将CAN总线信号转换为TCP信号；
3)接着，将转换后的TCP信号通过有线或者无线传输方式传送到上位机中的协议转换模块中；
4)协议转换模块将接收到的TCP信号转换成第三方用户请求并认可的标准的工业协议。
具体的，所述的协议转换模块将接收到的TCP信号转换成第三方用户请求并认可的标准的MODBUS-TCP协议。所述的MODBUS-TCP协议包括Modbus TCP数据帧，Modbus TCP数据帧包含报文头、功能代码和数据3部分。所述的报文头为MBAP报文头，MBAP报文头分4个域，共7个字节。
进一步具体的，协议转换模块接收第三方用户发送的请求数据格式，并根据接收到的第三方用户发送的请求数据格式来自动生成符合MODBUS-TCP协议的响应数据包，并将该响应数据包反馈给第三方用户。
所述的协议转换模块支持的MODBUS功能代码分别为：
03：读多个寄存器；
06：写单个寄存器；
16：写多个寄存器。
或者，所述的协议转换模块将接收到的TCP信号转换成第三方用户请求并认可的OPC协议。
具体的，所述的协议转换模块接收到第三方用户发送的请求将接收到的TCP信号转换成第三方用户请求并认可的OPC协议指令后，直接调用协议转换模块，得到转换好的OPC协议。
具体的，参见图1，首先将采煤机上输出的CAN总线信号接入一个CAN转TCP模块上。然后通过CAN转TCP模块将CAN总线信号转换为TCP信号。接着将TCP信号通过有线或者无线传输方式传送到上位机协议转换模块中。上位机中运行了一个协议转换模块，此协议转换模块可以将采煤机输出的CAN总线信号转换为MODBUS-TCP或者OPC协议。MODBUS-TCP和OPC协议是工业控制领域比较常用的协议。市面上的组态软件基本都支持这两种或其中一种协议。这样一来就可以使得采煤机的CAN总线信号可以被所有的组态软件所识别和支持。
协议转换模块
协议转换模块的主要功能是将采煤机上的CAN总线信号转换后的TCP信号转换成MODBUS-TCP或者OPC等标准的工业协议，以下分别介绍这两种方式的具体实现方式：
TCP信号转MODBUS-TCP
Modbus是标准协议，自1978年，工业自动化行业已安装了百万计串口Modbus设备和十万计Modbus TCP/IP设备，拥有超过300个Modbus兼容设备厂商，还有90％的第三厂家I/O支持Modbus TCP/IP，所以是使用广泛的事实标准。
Modbus TCP数据帧包含报文头、功能代码和数据3部分
MODBUS-TCP数据帧格式
MBAP报文头(MBAP、Modbus Application Protocol、Modbus应用协议)分4个域，共7个字节，如下表所示。
协议转换模块会根据收到的请求数据格式来自动生成符合MODBUS-TCP协议的响应数据包。协议转换模块支持的MODBUS功能代码分别为：
03：读多个寄存器
06：写单个寄存器
16：写多个寄存器
下表给出了发送MODBUS-TCP请求的数据包格式的例子：
MODBUS-TCP请求报文举例
TCP信号转OPC
OPC(OLE for Process Control，用于过程控制的OLE)是一个工业标准，管理这个标准国际组织是OPC基金会，OPC基金会现有会员已超过220家。遍布全球，包括世界上所有主要的自动化控制系统、仪器仪表及过程控制系统的公司。参见图2。
协议转换模块的OPC服务器对象提供一些方法去读取或连接一些数据源。OPC客户程序连接到OPC服务器对象，并通过标准接口与OPC服务器联系。OPC服务器对象提供接口(AddGroup)供OPC客户程序创建组对象并将需要操作的项添加到组对象中，并且组对象可以被激活，也可以被赋予未激活状态。对于OPC客户程序而言，所有OPC服务器和OPC组对象可见的仅仅是COM接口。如图3所示：
OPC服务器基于OPC DA 2.0开发，支持市面上绝大多数OPC客户端。OPC服务器会把采煤机上所有的状态和数据信息以属性或者接口函数的形式发布出来，提供给连接的OPC客户端查询。
本发明提供的扩展采煤机CAN总线接口的方法，无需对现有采煤机进行任何改动，只需将采煤机的CAN总线信号进行转换，即可使得采煤机的CAN总线接口被扩展为MODBUS-TCP或者OPC等标准工业协议，从而使 得众多的组态软件可以读取和控制采煤机的工作状态。尤其对各大煤矿正在使用的，且无法安装其他模块的采煤机来说，具有非常重大的意义。
需要说明的是，第三方用户包括组态或其他SCADA软件。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种扩展采煤机CAN总线接口的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)首先，将采煤机上输出的CAN总线信号接入一个CAN转TCP模块上；
2)然后，通过CAN转TCP模块将CAN总线信号转换为TCP信号；
3)接着，将转换后的TCP信号通过有线或者无线传输方式传送到上位机中的协议转换模块中；
4)协议转换模块将接收到的TCP信号转换成第三方用户请求并认可的标准的工业协议。
2.根据权利要求1所述的扩展采煤机CAN总线接口的方法，其特征在于，所述的协议转换模块将接收到的TCP信号转换成第三方用户请求并认可的标准的MODBUS-TCP协议。
3.根据权利要求2所述的扩展采煤机CAN总线接口的方法，其特征在于，所述的MODBUS-TCP协议包括Modbus TCP数据帧，Modbus TCP数据帧包含报文头、功能代码和数据3部分。
4.根据权利要求3所述的扩展采煤机CAN总线接口的方法，其特征在于，所述的报文头为MBAP报文头，MBAP报文头分4个域，共7个字节。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的扩展采煤机CAN总线接口的方法，其特征在于，协议转换模块接收第三方用户发送的请求数据格式，并根据接收到的第三方用户发送的请求数据格式来自动生成符合MODBUS-TCP协议的响应数据包，并将该响应数据包反馈给第三方用户。
6.根据权利要求5所述的扩展采煤机CAN总线接口的方法，其特征在于，所述的协议转换模块支持的MODBUS功能代码分别为：
03：读多个寄存器；
06：写单个寄存器；
16：写多个寄存器。
7.根据权利要求1所述的扩展采煤机CAN总线接口的方法，其特征在于，所述的协议转换模块将接收到的TCP信号转换成第三方用户请求并认可的OPC协议。
8.根据权利要求7所述的扩展采煤机CAN总线接口的方法，其特征在于，所述的协议转换模块接收到第三方用户发送的请求将接收到的TCP信号转换成第三方用户请求并认可的OPC协议指令后，直接调用协议转换模块，得到转换好的OPC协议。
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