CN107547475A - 一种支持多通讯规约转换的数据处理设备及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种支持多通讯规约转换的数据处理设备及其系统，涉及一种自动化数据通讯处理技术领域。该发明包括中央处理器、供电管理单元、接口单元、开关机按键控制单元、供电硬盘运行状态指示单元、拓展总线单元、运行内存单元和硬盘存储单元，中央处理器分别与供电管理单元、接口单元、开关机按键控制单元、供电硬盘运行状态指示单元、拓展总线单元、运行内存单元、硬盘存储单元连接。本发明实现规约转换的设备，用于实现通讯接口和通讯协议两方面的转换，实现不同规约、不同口之间的两个设备或多设备的互联。

Description

一种支持多通讯规约转换的数据处理设备及其系统

技术领域

本发明涉及一种自动化数据通讯处理技术领域，特别是涉及一种支持多通讯规约转换的数据处理设备及其系统。

背景技术

在通讯网中，通信双方在发送和接收数据时，必须遵循一些既定的规程，以保证数据的正确、可靠传输，这些规程就简称为通信规约。

每一种仪器仪表或通讯设备均对应着一种数据传输协议或通讯规约。在一个环境复杂的工业控制现场，会涉及到对各种仪器仪表数据的采集对各种智能设备数据的采集与控制；同时也会出现智能设备之间的相互通信；将分散的独立设备逐步的汇总到一个大的系统中。然而这些仪表或者是智能设备可能会采用不同种类的数据通讯协议，或者即使采用了相同的通讯协议但因为接口不一致导致无法实现相互通讯；即使用同样的通讯协议或者是同样的数据接口但是由于现场的各种通讯协议的机器以及智能设备过多，因终端系统设备接口有限导致系统的扩展能力有限。多种协议，多种接口，及设备接口的有限性使得工业自动化领域中跨系统跨平台的数据传输变得非常的困难。

在工业现场采集不同的仪表可能会有相同的设备通讯地址，不同的智能设备有可能会被配置成相同的网络IP地址，使得这些设备无法在现场中正常的通讯。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种支持多通讯规约转换的数据处理设备及其系统，使其实现规约转换的设备，用于实现通讯接口和通讯协议两方面的转换，实现不同规约、不同口之间的两个设备或多设备的互联。

为了解决上述问题，本发明提供一种支持多通讯规约转换的数据处理设备，其中，包括中央处理器、供电管理单元、接口单元、开关机按键控制单元、供电硬盘运行状态指示单元、拓展总线单元、运行内存单元和硬盘存储单元，所述中央处理器分别与所述供电管理单元、所述接口单元、所述开关机按键控制单元、所述供电硬盘运行状态指示单元、所述拓展总线单元、所述运行内存单元、所述硬盘存储单元连接。

优选的，所述接口单元包括RS232串行接口单元、音频输出接口单元、RS485串行接口单元、网络及接口单元、USB接口单元和显示接口单元，所述RS232串行接口单元、所述音频输出接口单元、所述RS485串行接口单元、所述网络及接口单元、所述USB接口单元和所述显示接口单元均与所述中央处理器连接。

优选的，所述显示接口单元包括第一显示接口单元、第二显示接口单元、第三显示接口单元和第四显示接口单元，所述第一显示接口单元、所述第二显示接口单元、所述第三显示接口单元和所述第四显示接口单元均与所述中央处理器连接。

优选的，所述RS232串行接口单元和所述RS485串行接口单元均为带光电隔离的接口单元。

一种支持多通讯规约转换的数据处理设备的数据处理系统，其中，包括采集系统、规约转换系统和接收系统，所述规约转换系统包括规约解析转换单元和规约转换接口，所述规约解析转换单元包括IEC-101通讯规约解析单元、IEC-102通讯规约解析单元、IEC-103通讯规约解析单元、IEC-104通讯规约解析单元、CDT通讯规约解析单元、modbus通讯规约解析单元、IEC61850通讯规约解析单元、DLT645-1997/2007通讯规约解析单元和规约转换单元，所述规约转换接口包括RS485接口、RS232接口、LAN接口和无线接口。

优选的，所述采集系统包括并联的第一IEC-101通讯规约设备、第一IEC-102通讯规约设备、第一IEC-103通讯规约设备、第一IEC-104通讯规约设备、第一CDT通讯规约设备、第一modbus通讯规约设备、第一IEC61850通讯规约设备和第一DLT645-1997/2007通讯规约设备。

优选的，所述接收系统包括并联的第二IEC-101通讯规约设备、第二IEC-102通讯规约设备、第二IEC-103通讯规约设备、第二IEC-104通讯规约设备、第二CDT通讯规约设备、第二modbus通讯规约设备、第二IEC61850通讯规约设备和第二DLT645-1997/2007通讯规约设备。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、采集现场智能设备的数据：可通过RS485\RS232\网口等多种通讯接口与测量设备，相采集各智能设备的相关数据和信息，如水电气等各项能耗监测数据、质量数据、设备运行参数\环境信息等；支持多种设备通信协议，如：CDT、IEC101、IEC102、IEC103、IEC104、modbus、IEC61850、DLT645-1997、DLT654-2007、OPC、各种智能仪表设备等厂商的专门协议。

2、连接上位机/当地及远程主站和数据中心，上传相关数据：支持RS232、RS485、网络等多种上传通信通道；支持多种上传规约，如MODBUSRTU、MODBUSTCP、IEC104、CDT，以及DCS、智能仪表设备厂商的专门协议；可根据主站要求，上传各种数据和相关信息。

3、可以实现各种通讯规约之间的相互转换通讯工作。

附图说明

图1是本发明的实施例硬件结构示意图；

图2是本发明的实施例系统原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图与实例对本发明作进一步详细说明，但所举实例不作为对本发明的限定。

如图1和图2所示，本发明的实施例包括中央处理器1、供电管理单元9、接口单元、开关机按键控制单元2、供电硬盘运行状态指示单元10、拓展总线单元11、运行内存单元15和硬盘存储单元16，中央处理器1分别与供电管理单元9、接口单元、开关机按键控制单元2、供电硬盘运行状态指示单元10、拓展总线单元11、运行内存单元15、硬盘存储单元16连接。接口单元包括RS232串行接口单元3、音频输出接口单元4、RS485串行接口单元5、网络及接口单元6、USB接口单元7和显示接口单元，RS232串行接口单元3、音频输出接口单元4、RS485串行接口单元5、网络及接口单元6、USB接口单元7和显示接口单元均与中央处理器1连接。显示接口单元包括第一显示接口单元8、第二显示接口单元12、第三显示接口单元13和第四显示接口单元14，第一显示接口单元8、第二显示接口单元12、第三显示接口单元13和第四显示接口单元14均与中央处理器1连接。RS232串行接口单元3和RS485串行接口单元5均为带光电隔离的接口单元。

一种支持多通讯规约转换的数据处理系统，其中，包括采集系统、规约转换系统和接收系统，规约转换系统包括规约解析转换单元和规约转换接口，规约解析转换单元包括IEC-101通讯规约解析单元、IEC-102通讯规约解析单元、IEC-103通讯规约解析单元、IEC-104通讯规约解析单元、CDT通讯规约解析单元、modbus通讯规约解析单元、IEC61850通讯规约解析单元、DLT645-1997/2007通讯规约解析单元和规约转换单元，规约转换接口包括RS485接口、RS232接口、LAN接口和无线接口。采集系统包括并联的第一IEC-101通讯规约设备、第一IEC-102通讯规约设备、第一IEC-103通讯规约设备、第一IEC-104通讯规约设备、第一CDT通讯规约设备、第一modbus通讯规约设备、第一IEC61850通讯规约设备和第一DLT645-1997/2007通讯规约设备。接收系统包括并联的第二IEC-101通讯规约设备、第二IEC-102通讯规约设备、第二IEC-103通讯规约设备、第二IEC-104通讯规约设备、第二CDT通讯规约设备、第二modbus通讯规约设备、第二IEC61850通讯规约设备和第二DLT645-1997/2007通讯规约设备。

通信规约包括的主要内容有代码(数据编码)、传输控制字符、传输报文格式、呼叫盒应答方式、差错控制步骤、通信方式(指单工、半双工、全双工通信方式)、同步方式及传输速率等。

在电力和工业自动化控制领域会涉及到CDT、IEC101、IEC102、IEC103、IEC104、modbus、IEC61850、DLT645-1997、DLT654-2007、OPC、自定义规约等一系列电力规约，不同的电力规约针对不同的应用环境对应着不同的通讯接口，而众多规约之间相互不兼容，导致设备之间无法相互通讯，规约转换是实现不同设备或系统互联的关键技术。

本实施例中，规约转换系统可以实现一对一、一对多、多对一的互联通讯：

1、一对一互联通讯：

例：采集系统连接modbus通讯规约的设备，接收系统连接IEC-102的设备，规约转换器利用RS485通讯接口与modbus通讯规约的设备相连接，采集相关的数据信息，通过modbus通讯规约解析单元读取解析相关的数据后，调用规约转换单元，将相应的数据信息转换成IEC-102协议并输出给接收系统设备。

2、多对一互联通讯：

例：规约转换设备采集系统可同时连接多种接口多种协议的设备，将多种设备的信息采集解析转换成多种格式的协议并以不同的通讯接口传输给接收系统设备系统；同时接收系统的设备系统接收到来自采集系统的数据信息后经过系统的处理，将控制信息经过规约转换设备发送给采集系统的设备，实现对采集系统设备的控制。

需要互联的设备包括但不限于智能电表、传感器设备、各种终端控制模块、现场保护装置、后台数据服务器设备、远程调度服务器等一系列工业自动化设备。

本实施例中，包含有人机交互功能设计：

规约转换系统在设计时考虑到本设备会应到各种工程项目场合中，会涉及到不同的网络结构、不同的设备组成，在工程实施过程中需要对规约转换器的运行参数进行配置、调整等操作工作。

1、设备连接后工程人员可以通过LCD显示器和鼠标键盘完成对设备通讯的配置工作。

2、现场设备布线连接完成后，工程人员可以通过网络对规约转换器进行参数的配置

本发明在工业自动化领域，实现普通仪表与自动化控制系统、调度系统等复杂系统环境的对接。各种自动化设备、仪器仪表等有着不同的通讯规约，如智能电表采用DLT-1997/2007两种版本的通信规约，DCS系统使用的是OPC通讯协议，电力系统使用的是IEC104、IEC101调度控制规约，智能仪表采用的是基于串口的modbus或者是ASCII通讯规约、各种控制模块可能采用的是IEC103通讯规约，这些数据均可以准确的采集到通讯规约转换数据处理机内。在各种通讯规约协议之间的相互转换工作中，针对不同的规约彼此之间有许多不同之处，需要先将收到的数据包进行保存，检查数据包的正确性，去掉这个错误包，当数据包正确无误时，把收到报文进行解析，读取报文中的数据，在将数据打包成指定的一种规约格式发送出去。

针对各种通讯接口协议的转换，如modbus采用的是RS485通讯接口协议、有部分职能电表采用的是RS232通讯接口、远动端采用的是网络接口等，数据的采集发送设计到RS232、RS485、TCP、udp、http、dhcp等一系列通讯接口协议之间的转换工作。各个独立的系统通过网络连接到一起时，各个独立系统之间可能会有相同的IP地址，如果这两个有IP地址冲突的两个系统相互连接在一起，会使网络瘫痪导致数据和控制指令无法传输，所以每个网络接口相互隔离，使两个系统使用不同的网段和接口。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种支持多通讯规约转换的数据处理设备，其特征在于，包括中央处理器、供电管理单元、接口单元、开关机按键控制单元、供电硬盘运行状态指示单元、拓展总线单元、运行内存单元和硬盘存储单元，所述中央处理器分别与所述供电管理单元、所述接口单元、所述开关机按键控制单元、所述供电硬盘运行状态指示单元、所述拓展总线单元、所述运行内存单元、所述硬盘存储单元连接。

2.如权利要求1所述的支持多通讯规约转换的数据处理设备，其特征在于，所述接口单元包括RS232串行接口单元、音频输出接口单元、RS485串行接口单元、网络及接口单元、USB接口单元和显示接口单元，所述RS232串行接口单元、所述音频输出接口单元、所述RS485串行接口单元、所述网络及接口单元、所述USB接口单元和所述显示接口单元均与所述中央处理器连接。

3.如权利要求2所述的支持多通讯规约转换的数据处理设备，其特征在于，所述显示接口单元包括第一显示接口单元、第二显示接口单元、第三显示接口单元和第四显示接口单元，所述第一显示接口单元、所述第二显示接口单元、所述第三显示接口单元和所述第四显示接口单元均与所述中央处理器连接。

4.如权利要求3所述的支持多通讯规约转换的数据处理设备，其特征在于，所述RS232串行接口单元和所述RS485串行接口单元均为带光电隔离的接口单元。

5.一种基于权利要求1所述的支持多通讯规约转换的数据处理设备的数据处理系统，其特征在于，包括采集系统、规约转换系统和接收系统，所述规约转换系统包括规约解析转换单元和规约转换接口，所述规约解析转换单元包括IEC-101通讯规约解析单元、IEC-102通讯规约解析单元、IEC-103通讯规约解析单元、IEC-104通讯规约解析单元、CDT通讯规约解析单元、modbus通讯规约解析单元、IEC61850通讯规约解析单元、DLT645-1997/2007通讯规约解析单元和规约转换单元，所述规约转换接口包括RS485接口、RS232接口、LAN接口和无线接口。

6.如权利要求5所述的支持多通讯规约转换的数据处理设备，其特征在于，所述采集系统包括并联的第一IEC-101通讯规约设备、第一IEC-102通讯规约设备、第一IEC-103通讯规约设备、第一IEC-104通讯规约设备、第一CDT通讯规约设备、第一modbus通讯规约设备、第一IEC61850通讯规约设备和第一DLT645-1997/2007通讯规约设备。

7.如权利要求6所述的支持多通讯规约转换的数据处理设备，其特征在于，所述接收系统包括并联的第二IEC-101通讯规约设备、第二IEC-102通讯规约设备、第二IEC-103通讯规约设备、第二IEC-104通讯规约设备、第二CDT通讯规约设备、第二modbus通讯规约设备、第二IEC61850通讯规约设备和第二DLT645-1997/2007通讯规约设备。