CN108415392A - 一种作为现场总线智能从站的智能仪表设备 - Google Patents

一种作为现场总线智能从站的智能仪表设备 Download PDF

Info

Publication number
CN108415392A
CN108415392A CN201810259842.7A CN201810259842A CN108415392A CN 108415392 A CN108415392 A CN 108415392A CN 201810259842 A CN201810259842 A CN 201810259842A CN 108415392 A CN108415392 A CN 108415392A
Authority
CN
China
Prior art keywords
slave station
module
display module
station module
display
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.)
Pending
Application number
CN201810259842.7A
Other languages
English (en)
Inventor
王晓宇
程京都
陈吉红
周星
陈雨
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.)
Huazhong University of Science and Technology
Original Assignee
Huazhong University of Science and Technology
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 Huazhong University of Science and Technology filed Critical Huazhong University of Science and Technology
Priority to CN201810259842.7A priority Critical patent/CN108415392A/zh
Publication of CN108415392A publication Critical patent/CN108415392A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41865—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by job scheduling, process planning, material flow
    • 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
    • G05B2219/32—Operator till task planning
    • G05B2219/32252—Scheduling production, machining, job shop
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Programmable Controllers (AREA)

Abstract

本发明属于智能仪表显示监测控制领域，并公开了一种作为现场总线智能从站的智能仪表设备。采集模块与从站模块相连，二者通过SPI进行通信，采集模块根据需要采集待显示的模拟量并传输给从站模块；从站模块与显示模块连接，二者通过RS232协议实现信息交互，从站模块将来自采集模块的模拟量进行数据处理，获得显示模块可识别的数据帧格式并传送给显示模块，显示模块接受数据帧并将其显示，此外，显示模块还设置有人机交互窗口，该显示模块接受到外界指令后传送给从站模块，从站模块将该指令进行数据处理转化为指令数据帧，显示模块按照该指令数据帧执行指令。通过本发明，数据处理精度高，可靠性高，显示实时性强，成本低。

Description

一种作为现场总线智能从站的智能仪表设备
技术领域
本发明属于智能仪表显示监测控制领域，更具体地，涉及一种作为现场总线智能从站的智能仪表设备。
背景技术
智能仪表是指以单片机或嵌入式系统作为核心的仪表，与传统仪表的区别在于不再由电路的功能单元实现功能，而是以软件完成众多的数据处理和控制任务。随着计算机技术和嵌入式技术的发展，智能仪表已经取代了传统仪表走向了应用，在环境比较恶劣的工业现场以及功能要求比较高的场所越来越需要智能仪表。
工业上实时工业以太网已经开始应用起来，Powerlink、NCUC、EtherCAT等实时工业以太网均具有较好的实时性，本设计拟采用EtherCAT总线但是不局限于EtherCAT。工业上现有的智能仪表有的虽然也采用实时工业以太网技术，但是将智能仪表作为主站使用，从站采集回的数据需要智能仪表再处理分析，对智能仪表的性能要求太高，同时由于从站处理的数据经过实时工业以太网传输到智能仪表显示，对传输距离要求较高且无法保证数据传输的准确性。
现有实时工业以太网的从站都是简单的输入输出执行单元，而在数控系统等复杂工控应用中有些复杂从站设备，例如伺服驱动器等有人机界面的需求，还有一些需求采用实时工业以太网从站实现技术更为合理，例如手持对刀单元mcp。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种作为现场总线智能从站的智能仪表设备，通过采用从站模块，其目的在于将现有技术中在主站模块中进行的数据处理转移到从站模块中进行，降低采集模块需要具备数据处理能力的要求，并减少数据传送给主站模块这个过程，由此解决设备成本高和准确性低的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明，提供了一种作为现场总线智能从站的智能仪表设备，该设备包括从站模块、采集模块和显示模块，其特征在于，
所述采集模块与所述从站模块相连，二者通过SPI进行通信，采集模块根据需要采集待显示的模拟量并传输给所述从站模块；所述从站模块与所述显示模块连接，二者通过RS232协议实现信息交互，所述从站模块将来自所述采集模块的模拟量进行数据处理，获得所述显示模块可识别的数据帧格式并传送给所述显示模块，所述显示模块接受所述数据帧并将其显示，此外，所述显示模块还设置有人机交互窗口，该显示模块接受到外界指令后传送给所述从站模块，所述从站模块将该指令进行数据处理转化为指令数据帧，所述显示模块按照该指令数据帧执行所述指令。
进一步优选地，所述设备还包括主站模块，该主站模块通过EtherCAT现场总线与所述从站模块进行通信，用于存储所述从站模块的数据，以及启动、急停或关闭所述从站模块。
进一步优选地，所述采集模块包括采集板和万能板，所述采集板用于采集模拟量，所述万能板用于传送所述模拟量给所述从站模块。
进一步优选地，所述显示模块优选采用串口屏。
进一步优选地，所述从站模块中通过设置的PLC控制单元实现数据处理。
进一步优选地，将所述采集模块、从站模块和显示模块作为一个单元，通过将多个单元并联后与所述主站单元连接，形成多单元的智能仪表设备。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1、本发明通过使用beremiz平台开发，使得从站模块通过PLC控制实现数据处理，其具有再编程的优点，用户可以根据需求进行定制化开发，适应不同的应用场景，模块化的设计也使整个装置具有灵活性，从而实用性更强，并且各个过程的通信、数据传输的协议规则，也保证了整个装置的实时性；
2、本发明通过采用迪文串口屏作为HMI，解决了现有智能仪表界面开发困难以及价格昂贵等问题，降低生产成本，同时提高智能仪表技术数据传输效率，且不受传输距离限制；
3、本发明采用数据处理过程在从站模块中进行，与现有技术相比，当多单元并联后与主站模块连接时，避免多个数据同时传送给主站模块，而主站需要同时进行多个数据的处理的情况，提高处理速度和处理精度；
4、本发明通过在主站模块和从站模块之间采用EtherCAT现场总线的方式实现信息通信，保证了从站模块与主站模块通信的强实时性，同时本发明提供的智能仪表设备结构简单，成本低廉。
附图说明
图1是按照本发明的优选实施例所构建的现场总线智能从站的智能仪表装置的结构示意图；
图2是是按照本发明的优选实施例所构建的现场总线智能从站的智能仪表装置工作流程图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
1-主站模块，2-显示模块，3-从站模块，301-从站设备，302-固定板，4-采集模块，401-采集板，402-万能板，5-底板
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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1是按照本发明的优选实施例所构建的现场总线智能从站的智能仪表装置的结构示意图，如图1所示，本发明属于智能仪表显示监测控制领域，涉及总线传输、PLC控制，更具体的说是涉及一种作为现场总线智能从站的智能仪表装置，包括：主站模块1、显示模块2、从站模块3、采集模块4、底板5；主站模块1，主站模块1和从站模块3之间通过EtherCAT总线通信；显示模块2包括串口屏2，串口屏2安装在底板5上；从站模块3包括从站设备30和固定板302，固定板302固定在底板5上；采集模块4包括AD7606采集板401和万能板402，万能板402通过接口和从站模块301相连；主站模块1、显示模块2、从站模块3和采集模块4均固定在底板5上，且依次相连。
AD7606采集板可对模拟量信息进行实时监控和采集，并将采集到的模拟量信息进行处理，提取出数字量信息；万能板用来连接从站设备和AD7606采集板，将从站设备的引脚都引出用于和AD7606采集板用到的引脚进行连接；
从站模块包括从站设备和固定板，从站模块包括从站设备和固定板，从站设备可通过固定板上的滑槽安装在固定板上，并且通过滑槽可使从站模块前后移动，固定板可根据需要固定在使用的地方。采集模块通过万能板与从站模块相连，采集模块和从站模块之间通过SPI进行通信；采集模块将采集到的模拟量信息处理后得到数字量信息，数字量信息通过SPI通讯传输给从站模块，从站模块将数字量信息进行进一步的处理，并包装成能传递给显示模块的数据格式；
显示模块2与从站模块通过串口线连接，实现数据交互；从站模块3上从站设备302和主站模块1通过现场总线通信。
主站模块包括主站设备；主站模块与从站模块通过现场总线进行通讯；主站模块可以发出命令控制从站模块的动作，启动或者急停，高实时性的控制从站模块，主站模块会将从站模块传递过来的数据进行存储、监控。
图2是是按照本发明的优选实施例所构建的现场总线智能从站的智能仪表装置工作流程图，如图2所示，本发明在使用时，用户可以根据自己的需求考虑是否要进行以下准备工作，该准备工作也是本发明的优点，用户可以选择使用显示模块2中的初始显示界面，当用户有特别的需求时，可以使用迪文串口屏的组态软件对界面进行开发，根据功能需求制作界面，制作完成后只需通过SD卡插入显示模块2即可完成界面的开发。本发明的另一大特点就是可以在beremiz环境中根据用户的需求对功能块进行定制化操作，可以对功能块赋特定的地址，可以选择模拟量采集的通道，可以选择输出的功能，使得装置标准化、模块化程度高，可根据需要替换，实用性强。以上工作准备完成后即可进行操作。
首先通过电源对该装置进行供电，智能仪表装置进入准备阶段，主站模块1发出命令控制从站模设备301开始工作，采集板401开始进行模拟量采集并将采集到的数据进行处理转化为数字量信息，该数字量信息通过万能板402SPI通信传递给从站设备301，从站设备301对数字量信息进行进一步的处理，并包装成能传递给显示模块2的数据格式；数据传输到显示设备2进行显示。
当使用者不适用该平台时，关闭电源即可。
本发明通过现场总线保证了从站模块与主站模块通信的强实时性交互；显示模块和从站模块通信协议的简单方便保证了数据显示的可靠性；显示模块是HMI且其组态软件可以实现用户的定制化开发，可以较高精度的采集模拟量信息；从站模块具有可再编程的优点，支持用户根据需求进行再编程；
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种作为现场总线智能从站的智能仪表设备，该设备包括主站模块、从站模块、采集模块和显示模块，其特征在于，
所述采集模块与所述从站模块相连，二者通过SPI进行通信，采集模块根据需要采集待显示的模拟量并传输给所述从站模块；所述从站模块与所述显示模块连接，二者通过RS232协议实现信息交互，所述从站模块将来自所述采集模块的模拟量进行数据处理，获得所述显示模块可识别的数据帧格式并传送给所述显示模块，所述显示模块接受所述数据帧并将其显示，此外，所述显示模块还设置有人机交互窗口，该显示模块接受到外界指令后传送给所述从站模块，所述从站模块将该指令进行数据处理转化为指令数据帧，所述显示模块按照该指令数据帧执行所述指令。
2.如权利要求1所述的一种作为现场总线智能从站的智能仪表设备，其特征在于，所述设备还包括主站模块，该主站模块通过EtherCAT现场总线与所述从站模块进行通信，用于存储所述从站模块的数据，以及启动、急停或关闭所述从站模块。
3.如权利要求1或2所述的一种作为现场总线智能从站的智能仪表设备，其特征在于，所述采集模块包括采集板和万能板，所述采集板用于采集模拟量，所述万能板用于传送所述模拟量给所述从站模块。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种作为现场总线智能从站的智能仪表设备，其特征在于，所述显示模块优选采用串口屏。
5.如权利要求1-3任一项所述的一种作为现场总线智能从站的智能仪表设备，其特征在于，所述从站模块中通过设置的PLC控制单元实现数据处理。
6.如权利要求2所述的一种作为现场总线智能从站的智能仪表设备，其特征在于，将所述采集模块、从站模块和显示模块作为一个单元，通过将多个单元并联后与所述主站单元连接，形成多单元的智能仪表设备。
CN201810259842.7A 2018-03-27 2018-03-27 一种作为现场总线智能从站的智能仪表设备 Pending CN108415392A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810259842.7A CN108415392A (zh) 2018-03-27 2018-03-27 一种作为现场总线智能从站的智能仪表设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810259842.7A CN108415392A (zh) 2018-03-27 2018-03-27 一种作为现场总线智能从站的智能仪表设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108415392A true CN108415392A (zh) 2018-08-17

Family

ID=63133450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810259842.7A Pending CN108415392A (zh) 2018-03-27 2018-03-27 一种作为现场总线智能从站的智能仪表设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108415392A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202141922U (zh) * 2010-12-23 2012-02-08 周永军 一种分布式实时控制系统及主站模块
CN103439951A (zh) * 2013-08-29 2013-12-11 华南理工大学 一种EtherCAT现场总线的信息智能终端系统
CN104181916A (zh) * 2014-08-27 2014-12-03 北京天源科创风电技术有限责任公司 一种风电机组主控系统待检备件的检测方法
CN204644880U (zh) * 2015-04-30 2015-09-16 湖南联智桥隧技术有限公司 索式桥梁吊索的张拉与调索施工的智能化设备
CN107748728A (zh) * 2017-10-09 2018-03-02 南京云悦欣自动化工程有限公司 一种串口通讯分配装置及其通讯方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202141922U (zh) * 2010-12-23 2012-02-08 周永军 一种分布式实时控制系统及主站模块
CN103439951A (zh) * 2013-08-29 2013-12-11 华南理工大学 一种EtherCAT现场总线的信息智能终端系统
CN104181916A (zh) * 2014-08-27 2014-12-03 北京天源科创风电技术有限责任公司 一种风电机组主控系统待检备件的检测方法
CN204644880U (zh) * 2015-04-30 2015-09-16 湖南联智桥隧技术有限公司 索式桥梁吊索的张拉与调索施工的智能化设备
CN107748728A (zh) * 2017-10-09 2018-03-02 南京云悦欣自动化工程有限公司 一种串口通讯分配装置及其通讯方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106878459B (zh) 一种自适应的物联网智能网关实现方法及其设备
US20130080585A1 (en) Method for transmitting data via a canopen bus
CN103248526A (zh) 实现带外监控管理的通信设备、方法及主从切换方法
CN203734848U (zh) 物联网网关
CN109639737A (zh) 协议发生装置、数据采集终端的协议转换方法和配置方法
CN105099844A (zh) 媒体发布方法、媒体数据获取方法以及媒体发布系统
CN108964271A (zh) 基于EtherCAT通讯协议的阀岛
CN105335316A (zh) 一种基于云计算的电机装配线串口服务器
CN108247632A (zh) 一种基于ros的协作机器人控制系统
CN104009976A (zh) 一种用于多主站系统之间的实时通信方法及其设备
CN107113211A (zh) 一种包含有服务模块的功能连接单元
CN103595927A (zh) 一种图像拼接信号的处理系统
CN105515829A (zh) 智能布线系统
CN109525472B (zh) 一种总线通讯转换电路、装置及系统
CN101726708B (zh) 一种电池电压数据采集系统
CN112866191A (zh) 基于5g dtu系统的ot和it综合系统
CN108415392A (zh) 一种作为现场总线智能从站的智能仪表设备
CN207623729U (zh) 多路模拟量采集卡
CN217307345U (zh) 配电终端
CN207926639U (zh) 一种电梯协议转换装置和电梯物联网系统
CN114090161B (zh) Hmi设备通信协议转换器实时配置及自动识别转换系统
CN109328449A (zh) RTEX-EtherCAT协议转换装置及工业控制系统
Sridevi et al. Establishing EtherCAT communication between industrial PC and variable frequency drive
CN205596147U (zh) WirelessHART适配器、网络节点及网络
CN212463256U (zh) 一种物联网无线终端设备及通信模块

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180817