CN106843073B - 云控制解决电气自动化控制的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种云控制解决电气自动化控制的装置，包括云主机和物理设备端，所述云主机和物理设备端通过Internet网络进行连接。本发明把现场生产数据传输至互联网络，并依托云计算的分布式处理、分布式数据库、云存储和虚拟化技术实现电气自动化控制。

Description

云控制解决电气自动化控制的装置
技术领域
本发明属于电气工程技术领域，涉及一种云控制解决电气自动化控制的装置。
背景技术
PLC(可编程控制器)与DCS(分布式控制系统)促进了计算机技术与电气自动化控制技术的完美结合，推进了社会生产力，提高了自动化程度。改革开放以来，我国大力引进该类设备，并应用在各行各业，以PLC为例，主要品牌有德国西门子、法国施耐德、美国AB、日本三菱、欧姆龙等，占据了国内95％以上市场。
PLC是针对各种现地控制机械设备的自动化可编程控制装置，绝大部分均是单机自动控制，没有实现联网。在实现联网的PLC中主要以RS485串行通信总线实现现场联网，难以把现场生产数据传输至互联网络。
DCS是针对各种现地控制机械设备的局域网络集中管理、分散控制的可编程控制系统，互联网络无法访问到DCS现地层级的各种IO设备，难以把现场生产数据传输至互联网络。
PLC是一种独立运行的可编程设备；DCS是一种集中管理、分散控制分布式IO局域网络控制系统；大数据是基于云计算的分布式虚拟计算机系统。从架构上，现有技术均难以实现大数据、云计算对工业自动化的支持。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供一种云控制解决电气自动化控制的装置，解决了现有技术中存在的难以把现场生产数据传输至互联网络并且难以支持大数据的问题。
本发明所采用的技术方案是，云控制解决电气自动化控制的装置，包括云主机和物理设备端，所述云主机和物理设备端通过Internet网络进行连接。
本发明的特征还在于，
云主机包括对用户开放的云端可编程控制内核，所述云端可编程控制内核分别连接分布式存储单元、分布式控制单元、分布式计算单元、共享内存数字量输入、共享内存数字量输出、共享内存模拟量输入和共享内存模拟量输出，所述共享内存数字量输入、共享内存数字量输出、共享内存模拟量输入和共享内存模拟量输出通过映射进程与物理设备端连接。
物理设备端包括核心模块和扩展模块，所述扩展模块与核心模块连接后再通过internet与云主机连接。
所述物理设备端核心模块是由第一底板和第一盖板通过设置在第一底板侧面的第一DIN安装卡扣固定在一起的长方体结构，所述第一底板内侧设置有第一电路板，所述第一电路板分别连接有网络扩展模块和电源接线接口，所述核心模块顶部一侧边还设置有第一连接片；
所述物理设备端扩展模块是由第二底板和第二盖板通过设置在第二底板侧面的第二DIN安装卡扣固定在一起的长方体结构，所述第二底板内侧设置有第二电路板，所述第二电路板分别连接有数据采集接线端子接口和总线接口，所述扩展模块顶部一侧边还设置有第二连接片。
核心模块上的第一连接片和扩展模块上的第二连接片通过螺钉连接在一起。
网络扩展模块包括分别与第一电路板连接的wifi网络扩展模块、zigbee网络扩展模块、移动网络扩展模块和TCP/IP网络扩展模块。
扩展模块设置有两个及两个以上，扩展模块之间通过侧面的总线接口相互连接。
本发明的有益效果是，本发明是在充分吸收PLC、DCS等现有技术基础上，提出“云控制”概念，以“云主机”+“嵌入式”架构为思路，通过云主机和嵌入式设备间的共享内存IO映射，为网络端的虚拟计算机加上硬件物理输入、输出接口。把现场生产数据传输至互联网络，并依托云计算的分布式处理、分布式数据库、云存储和虚拟化技术实现电气自动化控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明云控制解决电气自动化控制的装置的模块图；
图2是本发明云控制解决电气自动化控制的装置的云主机的模块图；
图3是本发明云控制解决电气自动化控制的装置的物理设备端结构图；
图4是本发明云控制解决电气自动化控制的装置的核心模块结构图；
图5是本发明云控制解决电气自动化控制的装置的扩展模块结构图；
图6是本发明云控制解决电气自动化控制的装置的核心模块和扩展模块连接处的局部放大图。
图中，1.云主机，2.物理设备端，3.核心模块，4.扩展模块，5.螺钉；
101.云端可编程控制内核，102.分布式存储单元，103.分布式控制单元，104.分布式计算单元，105.共享内存数字量输入，106.共享内存数字量输出，107.共享内存模拟量输入，108.共享内存模拟量输出，109.映射进程；
301.第一底板，302.第一电路板，303.第一盖板，304.wifi网络扩展模块，305.zigbee网络扩展模块，306.移动网络扩展模块，307.TCP/IP网络扩展模块，308.第一DIN安装卡扣,309.电源接线接口，310.第一连接片；
401.第二底板，402.第二电路板，403.数据采集接线端子接口，404.第二盖板，405.总线接口，406.第二DIN安装卡扣，407.第二连接片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一种云控制解决电气自动化控制的装置，所述系统包括云主机1和物理设备端2，两者通过Internet网络进行连接。
云主机1包括对用户开放的云端可编程控制内核101，所述云端可编程控制内核101分别连接分布式存储单元102、分布式控制单元103、分布式计算单元104、共享内存数字量输入105、共享内存数字量输出106、共享内存模拟量输入107和共享内存模拟量输出108，所述共享内存数字量输入105、共享内存数字量输出106、共享内存模拟量输入107和共享内存模拟量输出108通过映射进程109与物理设备端2连接。
物理设备端2包括核心模块3和扩展模块4，扩展模块4与核心模块3连接后再通过internet与云主机1连接。
核心模块3是由第一底板301和第一盖板303通过设置在第一底板301侧面的第一DIN安装卡扣308固定在一起的长方体结构，所述第一底板301内侧设置有第一电路板302，所述第一电路板302分别连接有网络扩展模块和电源接线接口309，所述核心模块3顶部一侧边还设置有第一连接片310；
扩展模块4是由第二底板401和第二盖板404通过设置在第二底板401侧面的第二DIN安装卡扣406固定在一起的长方体结构，所述第二底板401内侧设置有第二电路板402，所述第二电路板402分别连接有数据采集接线端子接口403和总线接口405，所述扩展模块4顶部一侧边还设置有第二连接片407。
核心模块3上的第一连接片310和扩展模块4上的第二连接片407通过螺钉5连接在一起。
网络扩展模块包括分别与第一电路板302连接的wifi网络扩展模块304、zigbee网络扩展模块305、移动网络扩展模块306和TCP/IP网络扩展模块307。
扩展模块4设置有两个个及两个以上，扩展模块4之间通过侧面的总线接口405相互连接。
本发明一种云控制解决电气自动化控制的装置，通过虚拟云主机1与物理设备端2的网络连接，为虚拟云计算机开辟电气控制物理接口，现场生产数据就可通过物理接口直接传入虚拟云计算机内部，从而实现整个电气自动化向云计算、大数据过渡，以虚拟云计算端的软件和物理设备端的硬件形成组合，发明出“云控制”技术实现方法及装置，能够把云端的大脑和生产过程中细枝末节的脉络打通，提供一种实现智能制造的技术平台。
作为本发明的一种改进，物理设备端2分为核心模块3和扩展模块4。在核心模块3上方设有网络拓展模块，网络拓展模块通过虚拟专用网(VPN)或者有线、无线网络方式实现与虚拟云计算端的连接，核心模块具有电源接口、RS485/422通信接口共同构成的X1端子排及两个四方形的RJ45以太网通信接口及调试口，在核心模块的右侧具有用于扩展的总线插座；在扩展模块的正面有电源接口、通信量、模拟量、开关量各种输入输出接口共同构成扩展模块的X1端子排，在扩展模块左侧有与核心模块总线插座对接的总线插针，右侧具有用于连接下一个扩展模块的总线插座。整个物理设备端是以用户搭积木式的模块化组合实现其特定功能。
作为本发明的另一种改进，虚拟云计算端是构建于网络上由网络提供商架设的分布式计算机虚拟资源，其物理的载体其实是连接网络的超级计算机或大型服务器，能够为虚拟云计算端开辟物理采集接口，把各种电信号、传感器采集信号、各种执行、反馈信号直接送入智能控制大脑，经分析、判断、决策后，本发明设备能够接收智能控制系统发出的动作指令及调节数据。
本发明云控制解决电气自动化控制的装置，构建的智能制造开发平台，能够依靠大数据和云计算实现智能化，把现场生产数据传输至互联网络，并依托云计算的分布式处理、分布式数据库、云存储和虚拟化技术实现电气自动化控制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种云控制解决电气自动化控制的装置，其特征在于，包括云主机(1)和物理设备端(2)，所述云主机(1)和物理设备端(2)通过Internet网络进行连接；
所述云主机(1)包括对用户开放的云端可编程控制内核(101)，所述云端可编程控制内核(101)分别连接分布式存储单元(102)、分布式控制单元(103)、分布式计算单元(104)、共享内存数字量输入(105)、共享内存数字量输出(106)、共享内存模拟量输入(107)和共享内存模拟量输出(108)，所述共享内存数字量输入(105)、共享内存数字量输出(106)、共享内存模拟量输入(107)和共享内存模拟量输出(108)通过映射进程(109)与物理设备端(2)连接。
2.根据权利要求1所述的云控制解决电气自动化控制的装置，其特征在于，所述物理设备端(2)包括核心模块(3)和扩展模块(4)，所述扩展模块(4)与核心模块(3)连接后再通过internet与云主机(1)连接，
所述核心模块(3)是由第一底板(301)和第一盖板(303)通过设置在第一底板(301)侧面的第一DIN安装卡扣(308)固定在一起的长方体结构，所述第一底板(301)内侧设置有第一电路板(302)，所述第一电路板(302)分别连接有网络扩展模块和电源接线接口(309)，所述核心模块(3)顶部一侧边还设置有第一连接片(310)；
所述扩展模块(4)是由第二底板(401)和第二盖板(404)通过设置在第二底板(401)侧面的第二DIN安装卡扣(406)固定在一起的长方体结构，所述第二底板(401)内侧设置有第二电路板(402)，所述第二电路板(402)分别连接有数据采集接线端子接口(403)和总线接口(405)，所述扩展模块(4)顶部一侧边还设置有第二连接片(407)。
3.根据权利要求2所述的一种云控制解决电气自动化控制的装置，其特征在于，所述核心模块(3)上的第一连接片(310)和扩展模块(4)上的第二连接片(407)通过螺钉(5)连接在一起。
4.根据权利要求2所述的一种云控制解决电气自动化控制的装置，其特征在于，所述网络扩展模块包括分别与第一电路板(302)连接的wifi网络扩展模块(304)、zigbee网络扩展模块(305)、移动网络扩展模块(306)和TCP/IP网络扩展模块(307)。
5.根据权利要求2所述的一种云控制解决电气自动化控制的装置，其特征在于，所述扩展模块(4)设置有两个及3个以上，扩展模块(4)之间通过侧面的总线接口(405)相互连接。
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