CN110888408B - 一种io模块通道的远程切换方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种IO模块通道的远程切换方法、装置、设备及集散式控制系统，方案包括：根据用户在操作界面的配置操作，生成相应的设备描述文件，该设备描述文件包括用于描述通道工作状态的参数数据，还包括用于描述通道与现场设备之间的交互数据的长度和类型的配置数据；将设备描述文件发送至软件可配置的IO模块，以便于IO模块根据设备描述文件将自身与所述现场设备之间的通道状态切换为目标通道类型。可见，该方案允许用户通过远程配置操作来实现现场侧IO模块硬件通道的类型切换，不需要用户亲自到现场侧去更换IO模块，节省了人力成本和时间成本，提升了通道切换效率。

Description

一种IO模块通道的远程切换方法、装置及设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种IO模块通道的远程切换方法、装置、设备及集散式控制系统。

背景技术

随着经济与技术的发展，目前工厂的规模越来越大，设备越来越多，装置与组成越来越分散。在大型化工厂内，由于装置的分散和危险气体的存在，导致工厂的设计难度大大增加，工厂的设计周期变长。而且，在设计完成后，由于设备数量的增加和装置的分散，一方面施工建设困难建设工期变长，另一方面控制设备的接线长度越来越长，这导致工厂的电缆物料成本与铺设成本上升，同时还带来运行后期线缆维修、维护困难，运行中信号稳定性差等间接问题。

各种现场设备由不同的接口、协议来进行连接与控制，这也导致集散式控制系统的卡件种类多，建设施工过程中接线困难、调试困难，运行后期的维护备件种类多，备件管理与采购困难。

为了降低工厂设计过程中因装置分散带来的困难，降低设备单信号点的电缆和施工成本，提高运行中控制系统信号的稳定性，减少备品备件的种类，因此需要一种能减少通道点电缆成本，同时又能相对集中放置，备件种类少，接线容易，调试简单的系统，以此来解决复杂的工程问题。

根据上述需求的典型应用布置可以用图1描述，图1中的1～10为完全相同的IO模块机箱，每个复用IO模块机箱的任何一个测点都支持多种信号类型的接入，IO模块机箱安装于工厂的现场中控制不同的设备，位于生产装置的旁边，IO模块机箱必须满足分区的应用要求，每个IO模块机箱可通过PON(Passive Optical Network：无源光纤网络)连接到电子间的主控制器机柜，每个IO模块机箱都可以支持内置安全栅。由于IO模块机箱安放在现场，因此要求可维护性必非常好，用户可以很快速的完成在现场就地的机箱整体更换。用户在数据传输上希望采用PON技术，这样在实际使用中成本更低、更安全、更简单。

传统工控应用场合，尤其是化工行业，现场IO模块离控制室比较远，有的可能在十公里以上。如果需要切换通道类型，只能由用户带着相应通道的IO模块去远端现场侧更换设备，费时费力。而且，化工应用中的远端现场有可能属于高危环境，在现场侧施工存在人身安全问题。

综上，传统的工业控制系统中，当IO模块需要更换通道类型时，需要人工到现场执行设备更换操作，导致IO模块通道切换过程效率低下，且存在安全隐患。

发明内容

本申请的目的是提供一种IO模块通道的远程切换方法、装置、设备及集散式控制系统，用以解决传统工业控制系统需要人工到现场执行设备更换操作才能实现通道类型的切换，导致通道切换效率低下，且存在一定安全隐患的问题。其具体方案如下：

第一方面，本申请提供了一种IO模块通道的远程切换方法，包括：

根据用户在操作界面的配置操作，生成相应的设备描述文件，所述设备描述文件包括用于描述通道工作状态的参数数据，还包括用于描述通道与现场设备之间的交互数据的长度和类型的配置数据；

将所述设备描述文件发送至软件可配置的IO模块，以便于所述IO模块根据所述设备描述文件将自身与所述现场设备之间的通道状态切换为目标通道类型。

优选的，所述根据用户在操作界面的配置操作，生成相应的设备描述文件，包括：

根据预先生成的设备描述文件模板，以及用户在操作界面对所述设备描述文件模板中可选项的配置操作，生成相应的设备描述文件。

优选的，所述将所述设备描述文件发送至软件可配置的IO模块，包括：

通过光电收发模块将所述设备描述文件发送至软件可配置的IO模块。

优选的，所述根据所述设备描述文件将自身与所述现场设备之间的通道状态切换为目标通道类型，包括：

根据所述设备描述文件分别将集成通道芯片中各个通道的通道状态切换为相应的目标通道类型，其中所述集成通道芯片用于与所述现场设备进行数据交互。

优选的，所述根据所述设备描述文件将自身与所述现场设备之间的通道状态切换为目标通道类型，包括：

利用通道控制状态机，将所述参数数据和配置数据转换为集成通道芯片可理解的数据，并将转换得到的数据发送至所述集成通道芯片的寄存器，通过SPI总线控制所述集成通道芯片，以实现将自身与所述现场设备之间的通道状态切换为目标通道类型。

优选的，在所述将转换得到的数据发送至所述集成通道芯片的寄存器之后，还包括：

为通道分配周期数据区间和诊断数据区间。

优选的，所述根据所述设备描述文件将自身与所述现场设备之间的通道状态切换为目标通道类型，包括：

根据所述设备描述文件将自身与所述现场设备之间的通道状态切换为目标通道类型，所述目标通道类型包括以下任意一项或多项：数字量输入、数字量输出、模拟量输入、模拟量输出、测频。

第二方面，本申请提供了一种IO模块通道的远程切换装置，包括：

配置模块：用于根据用户在操作界面的配置操作，生成相应的设备描述文件，所述设备描述文件包括用于描述通道工作状态的参数数据，还包括用于描述通道与现场设备之间的交互数据的长度和类型的配置数据；

发送模块：用于将所述设备描述文件发送至软件可配置的IO模块，以便于所述IO模块根据所述设备描述文件将自身与所述现场设备之间的通道状态切换为目标通道类型。

第三方面，本申请提供了一种IO模块通道的远程切换设备，包括：

存储器：用于存储计算机程序；

处理器：用于执行所述计算机程序，以实现如上所述的一种IO模块通道的远程切换方法的步骤。

第四方面，本申请提供了一种集散式控制系统，包括：近端设备和远端设备，所述近端设备包括显示器、控制器和第一光电收发模块，所述远端设备包括第二光电收发模块和IO模块；

其中，所述显示器用于显示操作界面；所述控制器用于根据用户在所述操作界面的配置操作，生成相应的设备描述文件，其中所述设备描述文件包括用于描述通道工作状态的参数数据，还包括用于描述通道与现场设备之间的交互数据的长度和类型的配置数据；所述控制器还用于利用所述第一光电收发模块将所述设备描述文件发送所述第二光电收发模块；所述IO模块用于根据所述设备描述文件将自身与所述现场设备之间的通道状态切换为目标通道类型。

本申请所提供的一种IO模块通道的远程切换方法，包括：根据用户在操作界面的配置操作，生成相应的设备描述文件，该设备描述文件包括用于描述通道工作状态的参数数据，还包括用于描述通道与现场设备之间的交互数据的长度和类型的配置数据；将设备描述文件发送至软件可配置的IO模块，以便于IO模块根据设备描述文件将自身与所述现场设备之间的通道状态切换为目标通道类型。可见，该方法允许用户通过远程配置操作来实现现场侧IO模块硬件通道的类型切换，不需要用户亲自到远端现场侧去更换IO模块，节省了人力成本和时间成本，提升了通道切换效率。

此外，本申请还提供了一种IO模块通道的远程切换装置、设备及集散式控制系统，其技术效果与上述方法的技术效果相对应，这里不再赘述。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请所提供的一种工业控制领域的集散式控制系统的系统架构示意图；

图2为本申请所提供的一种IO模块通道的远程切换方法实施例一的实现流程图；

图3为本申请所提供的一种IO模块通道的远程切换方法实施例一的实现过程示意图；

图4为本申请所提供的一种IO模块通道的远程切换方法实施例一的数据区动态分配示意图；

图5为本申请所提供的一种IO模块通道的远程切换方法实施例二的实现流程图；

图6为本申请所提供的一种IO模块通道的远程切换方法实施例二的IO模块硬件设计框架示意图；

图7为本申请所提供的一种IO模块通道的远程切换方法实施例二的IO模块数据流解析过程示意图；

图8为本申请所提供的一种IO模块通道的远程切换装置实施例的功能框图；

图9为本申请所提供的一种IO模块通道的远程切换设备实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

目前，在工业控制领域中，IO模块一般离控制室较远，尤其是石油化工应用中，由于距离、接线、工艺等因素，IO模块的替换设计安装和维护很麻烦，当IO模块需要切换通道类型时，往往需要人工到现场去更换IO模块，这种通道切换方案费时费力，效率低下，且存在一定安全隐患。

针对上述问题，可以通过自适应通道类型模块来实现远程切换IO模块的通道类型，在提高生产效率的同时，也提高了用户工作的安全系数。目前自适应通道类型模块有两种实现方案，一是使用分离器件设计的电路，二是使用集成芯片设计，下面分别对这两种实现方案进行介绍：

分离器件设计指的是采用基本元器件(如阻容、运放、MOS管、光耦、AD\DA芯片)搭建的电路。一般需设计一块CPU板，通过更换通道板的方式实现通道类型的切换。这种方式需要每一个通道类型对应一个通道板，而且通道板的设计采用的是传统的分立元件设计，集成度低，整个模块占据的面积较大。另一方面缺少硬件诊断报警信息，如果需要这些报警(如数字量模块的短路断线报警)，还要额外设计相应的诊断电路，导致面积更大。如果更换通道类型，不仅仅要在操作员界面修改参数，而且用户需要带着通道板区远端手动更换通道板，费时费力。

因此，分离器件设计的特点总结如下：

1、模块的通道器件较多，电路极其复杂；

2、成本不具有优势和下降空间，对产品的市场推广有影响；

3、模块内器件较多，占用PCB面积较大，导致产品体积较大；

4、通道开关较多，功能复杂可能存在功能间的相互影响；

5、所有通道器件都处于运行状态，单板功耗较高。

集成芯片设计极大的减少了电路板的面积，模块的体积变小，相应的现场远端机柜也就变小了。而且诊断丰富，可以根据需求配置寄存器来实现需要的诊断功能。优点是通道类型切换简单方便。直接在操作员界面修改通道类型即可实现通道切换。可以搭配光电模块，实现十公里以上的通道类型切换。

因此，集成芯片的特点总结如下：

1、符合现场小型化、复用IO的需求，电路实现简单，占用PCB面积小；

2、功能集成度高，产品容易维护；

3、产品成熟期后具备成本优势，市场更容易接受。

可见，相对于分离器件设计，集成芯片设计技术具备领先优势，与同类产品相比特点较为突出。因此，本申请提供一种IO模块通道的远程切换方法、装置、设备及集散式控制系统，基于软件可配置的IO模块，实现远程切换IO模块通道类型的目的，有效提升了通道切换效率，节省了时间成本和人力成本。

下面对本申请提供的一种IO模块通道的远程切换方法实施例一进行介绍，参见图2，实施例一包括：

S201、根据用户在操作界面的配置操作，生成相应的设备描述文件，所述设备描述文件包括用于描述通道工作状态的参数数据，还包括用于描述通道与现场设备之间的交互数据的长度和类型的配置数据；

S202、将所述设备描述文件发送至软件可配置的IO模块，以便于所述IO模块根据所述设备描述文件将自身与所述现场设备之间的通道状态切换为目标通道类型。

在工业控制领域，一般通过设备描述文件来描述IO模块，以机器可读的格式告知应用者以何种方式与现场设备进行交互。由于通道类型都是固定不变的，通过设备描述文件，参数数据、配置信息、诊断信息、周期的请求数据和应答数据都在组态的时候固定。

而本实施例中，软件可配置的IO模块的通道类型可变，传统的设备描述文件无法动态的描述IO模块。因此，本实施例将设备描述文件划分为两部分，一部分为随着通道类型变化的数据或自行配置的数据，例如，描述通道工作状态的参数数据，以及描述通道与现场设备之间的交互数据的长度和类型的配置数据；另一部分为不随着通道类型变化的数据或不能自行配置的数据，例如描述模块状态、心跳、冗余信息对应的配置数据。在设备描述文件的生成过程中，根据用户选择的目标通道类型以及其他配置操作动态生成符合标准的设备描述文件。

本实施例的实现过程如图3所示，分为近端操作端和远端设备端。在实施过程中，用户在操作界面选择预期的目标通道类型，软件会根据目标通道类型自动生成相应的设备描述文件。然后，控制器根据操作界面发送的数据，开辟对应的3个区间并将三部分数据存储起来，其中一部分为描述设备状态的参数数据，一部分为从描述设备输入输出字节长度和数据类型的配置数据，另一部分为实时请求和应答数据。

具体的，软件可配置的IO模块对现场设备进行组态时，按照其自身的软件设计标准实现设备描述文件的重新构建，对预设定义的设备描述文件参数进行解析，然后融合成新的设备描述文件。操作界面按照通道类型构建框架，并将参数数据、诊断信息、周期的请求数据和应答数据展现出来。最终通过控制器发送设备描述文件到IO模块，作为一种优选的实施方式，IO模块与控制器之间通过光电收发模块进行数据传输，从而实现在10公里以上的距离进行数据交互。

如图4所示，在接收到设备描述文件之后，IO模块通过参数数据设置相应的工作状态(数据区1)，通过配置数据设置交互数据的数据类型和长度(数据区2)，这两个区数据交互完后，IO模块才开始周期性的采集现场设备的实际信号和诊断信息(数据区3)。可以理解的是，现场的周期数据和诊断数据都是在配置完成后实时采集数据，在实际过程中，可以放在同一个数据区。

本实施例提供多种通道类型配置，以满足火电化工行业使用。具体的，上述目标通道类型可以包括以下任意一项或多项：数字量输入、数字量输出、模拟量输入、模拟量输出、测频。

本实施例所提供一种IO模块通道的远程切换方法，包括：根据用户在操作界面的配置操作，生成相应的设备描述文件，该设备描述文件包括用于描述通道工作状态的参数数据，还包括用于描述通道与现场设备之间的交互数据的长度和类型的配置数据；将设备描述文件发送至软件可配置的IO模块，以便于IO模块根据设备描述文件将自身与所述现场设备之间的通道状态切换为目标通道类型。可见，该方法允许用户通过远程配置操作来实现现场侧IO模块硬件通道的类型切换，不需要用户亲自到远端现场侧去更换IO模块，节省了人力成本和时间成本，提升了通道切换效率。

下面开始详细介绍本申请提供的一种IO模块通道的远程切换方法实施例二，实施例二基于前述实施例一实现，并在实施例一的基础上进行了一定程度上的拓展。

具体的，实施例二对IO模块切换通道类型的过程进行了详细的说明。参见图5，实施例二具体包括：

S501、根据预先生成的设备描述文件模板，以及用户在操作界面对所述设备描述文件模板中可选项的配置操作，生成相应的设备描述文件；

具体的，本实施例预先将不随着通道类型改变的数据以及不可自行配置的数据整理为设备描述文件模板，并在设备描述模板中为用户提供可选项，以便用户进行配置操作，提升配置效率。

S502、通过光电收发模块将所述设备描述文件发送至软件可配置的IO模块；

S503、IO模块根据所述设备描述文件分别将集成通道芯片中各个通道的通道状态切换为相应的目标通道类型，其中所述集成通道芯片用于与所述现场设备进行数据交互。

本实施例中软件可配置的IO模块的硬件设计框架如图6所示，主要由CPU和集成通道芯片构成。CPU和操作员界面数据互联互通，实现数据流的控制。CPU功能由4大块构成，如图7所示。接收到设备描述文件后，CPU进行分析处理，将通道数据交给通道控制状态机，通道切换控制状态机重构通道类型对应的参数数据、诊断数据、周期请求和应答数据，然后转换为通道芯片可以理解的数据放置在寄存器接口，通过SPI总线实现对通道芯片进行控制，完成通道切换。

本实施例中IO模块对所述设备描述文件的解析过程具体如下：

参数数据阶段：CPU解析参数数据，得到每一个通道需要配置的数据类型信息和每一个通道的工作状态信息，然后按照通道类型把对应的数据按照集成芯片的手册要求进行解析后写入寄存器(通过SPI总线读写)，完成参数设置。

配置数据阶段：在参数数据阶段已经知道每一个通道类型，按照通道类型CPU解析配置数据，按照通道类型给每一个通道分配对应的周期数据请求和应答数据长度。

周期数据和诊断阶段：在参数数据阶段知晓了通道类型以及完成了集成芯片配置，在配置数据阶段完成了需要交互的数据大小分配后，就可以进行正常的数据以及诊断信息交互了(通过SPI总线读写)。

本实施例对现场复用IO模块进行技术分解，主要包含两部分，即通道部分和控制与通信部分。对于通信部分，一种实现方案是通过Modbus-RTU连接到通信服务器，另外一种实现方案是通过IO-BUS进行连接。通道部分支持的通道类型有数字量输入、数字量输出、模拟量输入、模拟量输出、测频，用于连接工业控制系统中的各种现场装置如传感器、按钮、指示灯、阀门、变送器等现场装置，几乎覆盖了工业应用场合的所有设备。

下面对本申请实施例提供的一种IO模块通道的远程切换装置进行介绍，下文描述的一种IO模块通道的远程切换装置与上文描述的一种IO模块通道的远程切换方法可相互对应参照。

参见图8，该IO模块通道的远程切换装置包括：

配置模块801：用于根据用户在操作界面的配置操作，生成相应的设备描述文件，所述设备描述文件包括用于描述通道工作状态的参数数据，还包括用于描述通道与现场设备之间的交互数据的长度和类型的配置数据；

发送模块802：用于将所述设备描述文件发送至软件可配置的IO模块，以便于所述IO模块根据所述设备描述文件将自身与所述现场设备之间的通道状态切换为目标通道类型。

本实施例的IO模块通道的远程切换装置用于实现前述的IO模块通道的远程切换方法，因此该装置中的具体实施方式可见前文中的IO模块通道的远程切换方法的实施例部分，例如，配置模块801、发送模块802，分别用于实现上述IO模块通道的远程切换方法中步骤S201，S202。所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再展开介绍。

另外，由于本实施例的IO模块通道的远程切换装置用于实现前述的IO模块通道的远程切换方法，因此其作用与上述方法的作用相对应，这里不再赘述。

此外，本申请还提供了一种IO模块通道的远程切换设备，如图9所示，包括：

存储器100：用于存储计算机程序；

处理器200：用于执行所述计算机程序，以实现如上文所述的一种IO模块通道的远程切换方法的步骤。

最后，本申请提供了一种集散式控制系统，包括：近端设备和远端设备，所述近端设备包括显示器、控制器和第一光电收发模块，所述远端设备包括第二光电收发模块和IO模块；

其中，所述显示器用于显示操作界面；所述控制器用于根据用户在所述操作界面的配置操作，生成相应的设备描述文件，其中所述设备描述文件包括用于描述通道工作状态的参数数据，还包括用于描述通道与现场设备之间的交互数据的长度和类型的配置数据；所述控制器还用于利用所述第一光电收发模块将所述设备描述文件发送所述第二光电收发模块；所述IO模块用于根据所述设备描述文件将自身与所述现场设备之间的通道状态切换为目标通道类型。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本申请所提供的方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (8)

1.一种IO模块通道的远程切换方法，其特征在于，包括：

根据用户在操作界面的配置操作，生成相应的设备描述文件，所述设备描述文件包括随着通道类型变化的数据或自行配置的数据、不随着通道类型变化的数据或不能自行配置的数据，其中所述随着通道类型变化的数据或自行配置的数据包括用于描述通道工作状态的参数数据和用于描述通道与现场设备之间的交互数据的长度和类型的配置数据，所述不随着通道类型变化的数据或不能自行配置的数据包括模块状态、心跳、冗余信息；

将所述设备描述文件发送至软件可配置的IO模块，以便于所述IO模块根据所述设备描述文件将自身与所述现场设备之间的通道状态切换为目标通道类型，所述目标通道类型包括以下任意一项或多项：数字量输入、数字量输出、模拟量输入、模拟量输出、测频；

所述根据用户在操作界面的配置操作，生成相应的设备描述文件，包括：

根据预先生成的设备描述文件模板，以及用户在操作界面对所述设备描述文件模板中可选项的配置操作，生成相应的设备描述文件。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述设备描述文件发送至软件可配置的IO模块，包括：

通过光电收发模块将所述设备描述文件发送至软件可配置的IO模块。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述设备描述文件将自身与所述现场设备之间的通道状态切换为目标通道类型，包括：

根据所述设备描述文件分别将集成通道芯片中各个通道的通道状态切换为相应的目标通道类型，其中所述集成通道芯片用于与所述现场设备进行数据交互。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述设备描述文件将自身与所述现场设备之间的通道状态切换为目标通道类型，包括：

利用通道控制状态机，将所述参数数据和配置数据转换为集成通道芯片可理解的数据，并将转换得到的数据发送至所述集成通道芯片的寄存器，通过SPI总线控制所述集成通道芯片，以实现将自身与所述现场设备之间的通道状态切换为目标通道类型。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述将转换得到的数据发送至所述集成通道芯片的寄存器之后，还包括：

为通道分配周期数据区间和诊断数据区间。

6.一种IO模块通道的远程切换装置，其特征在于，包括：

配置模块：用于根据用户在操作界面的配置操作，生成相应的设备描述文件，所述设备描述文件包括随着通道类型变化的数据或自行配置的数据、不随着通道类型变化的数据或不能自行配置的数据，其中所述随着通道类型变化的数据或自行配置的数据包括用于描述通道工作状态的参数数据和用于描述通道与现场设备之间的交互数据的长度和类型的配置数据，所述不随着通道类型变化的数据或不能自行配置的数据包括模块状态、心跳、冗余信息；

发送模块：用于将所述设备描述文件发送至软件可配置的IO模块，以便于所述IO模块根据所述设备描述文件将自身与所述现场设备之间的通道状态切换为目标通道类型，所述目标通道类型包括以下任意一项或多项：数字量输入、数字量输出、模拟量输入、模拟量输出、测频；

所述配置模块用于：根据预先生成的设备描述文件模板，以及用户在操作界面对所述设备描述文件模板中可选项的配置操作，生成相应的设备描述文件。

7.一种IO模块通道的远程切换设备，其特征在于，包括：

存储器：用于存储计算机程序；

处理器：用于执行所述计算机程序，以实现如权利要求1-5任意一项所述的一种IO模块通道的远程切换方法的步骤。

8.一种集散式控制系统，其特征在于，包括：近端设备和远端设备，所述近端设备包括显示器、控制器和第一光电收发模块，所述远端设备包括第二光电收发模块和IO模块；

其中，所述显示器用于显示操作界面；所述控制器用于根据用户在所述操作界面的配置操作，生成相应的设备描述文件，其中所述设备描述文件包括用于描述通道工作状态的参数数据，还包括用于描述通道与现场设备之间的交互数据的长度和类型的配置数据；所述控制器还用于利用所述第一光电收发模块将所述设备描述文件发送所述第二光电收发模块；所述IO模块用于根据所述设备描述文件将自身与所述现场设备之间的通道状态切换为目标通道类型；

所述设备描述文件包括随着通道类型变化的数据或自行配置的数据、不随着通道类型变化的数据或不能自行配置的数据，其中所述随着通道类型变化的数据或自行配置的数据包括用于描述通道工作状态的参数数据和用于描述通道与现场设备之间的交互数据的长度和类型的配置数据，所述不随着通道类型变化的数据或不能自行配置的数据包括模块状态、心跳、冗余信息；

所述目标通道类型包括以下任意一项或多项：数字量输入、数字量输出、模拟量输入、模拟量输出、测频；

所述控制器用于：根据预先生成的设备描述文件模板，以及用户在操作界面对所述设备描述文件模板中可选项的配置操作，生成相应的设备描述文件。

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