CN1697448A - MODBUS/TCP 工业以太网与设备网现场总线和Profibus DP现场总线间的多协议转换方法和装置 - Google Patents

MODBUS/TCP 工业以太网与设备网现场总线和Profibus DP现场总线间的多协议转换方法和装置 Download PDF

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CN1697448A CN 200510025262 CN200510025262A CN1697448A CN 1697448 A CN1697448 A CN 1697448A CN 200510025262 CN200510025262 CN 200510025262 CN 200510025262 A CN200510025262 A CN 200510025262A CN 1697448 A CN1697448 A CN 1697448A
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费敏锐
陈维刚
丁磊
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Abstract

本发明涉及一种MODBUS/TCP工业以太网与设备网(DeviceNet)现场总线和Profibus DP现场总线间的多协议转换方法和装置。其协议转换方法是由工业以太网接口模块实现MODBUS/TCP工业以太网协议，由DeviceNet主节点通讯适配器模块实现DeviceNet现场总线协议，由Profibus DP主节点通讯适配器模块实现Profibus DP现场总线协议，由微处理器中的软件建立统一的报文模型，实现MODBUS/TCP工业以太网、DeviceNet现场总线和Profibus DP现场总线间的应用层协议转换。其协议转换装置是一个微处理器通过内部总线与工业以太网接口模块、DeviceNet主节点通讯适配器模块、Profibus DP主节点通讯适配器模块和一个静态存储器连接，微处理器通过一个串行外围接口连接一个电可擦除存储器。本发明解决了基于不同协议标准的工业以太网和现场总线网络之间的多协议转换，通过单元设备将多个工业通信网络兼容到一个通信框架中，既能满足底层设备网络实时性等要求，又能满足信息层网络高速率、大容量的需要。

Description

MODBUS/TCP工业以太网与设备网现场总线和Profibus DP现场总线 间的多协议转换方法和装置
技术领域
本发明涉及到多种工业通信网络协议之间的转换，特别是一种MODBUS/TCP工业以太网与设备网(DeviceNet)现场总线和Profibus DP现场总线间的协议转换方法和装置。
背景技术
现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。现场总线技术经过几十年的发展，已经形成了多标准共存的局面，任何一种标准都无法完全取代其他标准。生产厂商为了提高产品的竞争力，在开发某种产品时开始寻求为其配备多种现场总线接口的方案，而用户在选用产品时也要考虑所选用的产品与整个系统的兼容性及可扩展性。同时现存的多种现场总线标准普遍存在数据传输率较低的情况，因此在要求有较高传输率的环境下就显得力不从心。而且多种现场总线标准互不兼容，给系统的集成和用户的使用、维护带来了很大的不便。而工业以太网和多协议转换技术为上述问题的提出提供了良好的解决方案。
工业以太网是在以太网的基础上定义了适用于工业现场环境的应用层、用户层等高层协议而构成的。工业以太网具有通讯速度高、基础节点多、底层协议标准统一等优点，并且具有广范的市场前景。协议转换技术作为异种网络互连的关键技术，已经成为业内的研究热点，国内外许多公司也看出这方面的市场前景，抓住契机，纷纷开始着手研制各种功能的协议转换装置。德国的SIEMENS公司在基于Profibus的控制系统中，实现了控制层现场总线与管理层以太网的连接；美国Rockwell Automation公司在控制系统中实现了FF H1、ControlNet、DeviceNet、以太网等现场总线之间的互连；瑞典的HMS公司已经开发了AnyBus-X系列的工业以太网与现场总线协议转换器。国内的一些公司在这方面也迈出了可喜的一步。浙大中控公司在其所推出的控制系统中实现了HART协议现场总线、FF H1现场总线与以太网的互连；北京鼎实创新科技有限公司开发出Profibus与CAN、MODBUS等现场总线的协议转换装置，现在正在着手研制Profibus与以太网的协议转换装置。工业以太网的发展和协议转换技术的发展均对现场总线技术起到了推动作用，但是目前的一些研究和应用多是针对两种协议之间的转换，而且多是基于同种协议标准的协议之间的转换，例如同是基于CIP协议的Ethernet/IP工业以太网和ControlNet、DeviceNet协议之间的转换就是这种情况。而针对两种以上的协议转换和基于不同种协议标准的协议之间的转换的研究还有待于在理论和应用上进一步深化。为此，研制能够实现多协议转换功能的协议转换器是解决上述问题的有效方案。
费敏锐等人在2003年6月20日提交的发明专利“MODBUS/TCP工业以太网和设备网现场总线间的协议转换方法和装置”(申请号：03129417.0)给出了一种MODBUS/TCP工业以太网和设备网现场总线间的协议转换方法和装置。方彦军等人在2003年11月6日提交的实用新型专利“现场总线协议转换装置”(申请号：200320120428.7)给出了一种PROFIBUS DP现场总线与MODBUS现场总线协议之间的协议转换装置。陈小枫等人在2003年9月11日提交的实用新型专利“连接高速以太网与PROFIBUS-DP/PA总线的现场总线网络互联单元”(申请号：03209404.3)给出了一种HSE高速以太网与PROFIBUS-DP/PA现场总线之间的网络互联单元。但在已公布的专利文献中尚未有涉及到在同一装置内能够实现MODBUS/TCP工业以太网、DeviceNet现场总线和PROFIBUS DP现场总线之间多协议转换方法和装置的内容。
发明内容
本发明的目的在于提供一种MODBUS/TCP工业以太网、DeviceNet现场总线和PROFIBUS DP现场总线间的协议转换方法和装置，通过单元设备将多个工业通讯网络兼容到一个通讯框架中，既能满足底层设备网络实时性等要求，又能满足信息层网络高效率、大容量的需要。
本发明涉及的DeviceNet现场总线是在1994年由美国的Allen-Bradly公司开发的，它的物理层和数据链路层基于CAN总线规范，在应用层以对象模型描述节点。PROFIBUS DP现场总线符合EN50170欧洲标准和IEC1158-2标准，它是由以西门子公司为主的十几家德国公司、研究所共同推出的，专为自动控制系统和设备级分散I/O之间通信设计，主要用于分布式控制系统的高速数据传输。它采用OSI模型中的物理层，数据链路层和包含了DP基本功能与DP行规的用户接口。MODBUS/TCP工业以太网协议是法国施耐德公司于1998年推出的。该协议是一种应用层协议，其物理层和数据链路层基于以太网，应用层的定义与MODBUS协议家族的其它协议通用。MODBUS/TCP工业以太网协议、DeviceNet现场总线协议和PROFIBUS DP协议在物理层采用不同的规范，在数据链路层采用不同的介质访问方式。在应用层上，DeviceNet协议采用基于对象模型的描述，PROFIBUS DP协议通过用户接口进行定义，而MODBUS/TCP工业以太网协议基于功能码实现命令。为了实现三种协议的转换，协议转换方法和装置既要满足三种协议物理层和数据链路层的要求，又要能够对各自的应用层定义分别作出解释，这也是发明要解决的主要技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种MODBUS/TCP工业以太网与DeviceNet现场总线和PROFIBUS DP现场总线间的协议转换方法，由工业以太网接口模块实现MODBUS/TCP工业以太网协议，由DeviceNet主节点通讯适配器模块实现DeviceNet现场总线协议，由PROFIBUS DP主节点通讯适配器模块实现PROFIBUS DP现场总线协议。其特征在于由微处理器中的软件建立统一的多协议转换报文模型，实现MODBUS/TCP工业以太网、DeviceNet现场总线和PROFIBUS DP现场总线间的应用层协议转换。
上述的统一的报文模型是：①DeviceNet网络配置报文：包含了针对DeviceNet网络的相关信息，包括网络上的节点数，各个从节点的过程数据缓冲区的开辟量、各个从节点的状态数据缓冲区的开辟量、各个从节点的控制命令缓冲区的开辟量；②Profibus网络配置报文：包含了针对Profibus网络的相关信息，包括网络上的节点数，各个从节点的过程数据缓冲区的开辟量、各个从节点的状态数据缓冲区的开辟量、各个从节点的控制命令缓冲区的开辟量；③转换器配置报文：包含了协议转换器正常运行时的运行参数，包括系统中的总线类型，各个总线上的节点数，系统中的过程数据量、状态数据量、控制命令数据量以及初始化时需要的参数；④节点过程数据报文：用来上传系统中某节点的现场测量值，该报文是周期性的报文，包含了进行过程数据通讯的节点所属的总线，该节点的地址、过程数据的内容；⑤节点状态报文：用来上传系统中某节点的运行状态，包含了节点所属的总线，该节点的地址、该节点的运行状态；⑥节点开/关报文：用来确保系统的安全性，一旦发现某一通讯节点发生异常，上位机可直接控制该节点的开/关状态。当开/关位是1时表示关闭该节点，当开/关位是0时表示打开该节点：⑦控制命令报文：允许上位机对某一节点的现场单元进行直接远程控制，可通过该报文直接对被控节点下发设定值、控制执行机构的动作。
上述的多协议转换的步骤为：
(1)执行初始化程序，对各通讯接口模块和多协议转换装置进行初始化操作；
(2)读取总线上各个节点信息，并将读取的信息打包成报文模型中的规定格式，存储在数据缓冲区中；
(3)从数据缓冲区中取出已经打包好的节点数据信息，将数据上传至工业以太网；
(4)从工业以太网模块读取数据，根据不同的类型打包成规定格式的报文，并存储到数据缓冲区的对应映射区间；
(5)从数据缓冲区中取出相应的报文，根据报文标识判断报文类型，进而选择发送策略，对总线上的从节点进行对应操作；
(6)通过硬件端口判断总线的网络配置信息或转换器的配置信息是否发生变化，如果发生变化，重新读取配置信息并更新配置信息存储区，如果配置信息没有被更新，继续执行其他操作；
(7)循环执行以上步骤(2)-(6)。
上述的多协议转换装置初始化步骤为：微处理器从电可擦除存储器中取出预置的转换装置运行参数，包括工业以太网接口模块的双端口存储器输入区和输出区的大小，工业以太网接口模块的初始化参数，DeviceNet主节点通讯适配器模块的双端口存储器中输入区和输出区的大小，DeviceNet主节点通讯适配器模块初始化参数，Profibus主节点通讯适配器模块的双端口存储器中输入区和输出区的大小，Profibus主节点通讯适配器模块初始化参数。微处理器读取各个通讯适配器模块的邮箱报文区，判断DeviceNet现场总线和Profibus现场总线网络上的节点数和节点状态，动态分配静态存储器(RAM)中各类型报文缓冲区的容量。
上述的读取总线上各个节点信息并将数据上传至工业以太网的步骤为：微处理器读取总线上各个节点的数据，判断是过程数据还是状态数据，并将其存储到静态存储器的相应缓冲区中，微处理器从缓冲区中取出报文，判断报文所属的总线网络，发送到工业以太网模块。
上述的从工业以太网模块读取数据并对总线上各节点进行相应操作的步骤为：微处理器从工业以太网模块读取数据，判断是节点开关报文还是控制命令报文，并将其存储到静态存储器的相应缓冲区中，微处理器从缓冲区中取出报文，判断报文所属的总线网络，发送到相应的现场总线通讯模块。
一种MODBUS/TCP工业以太网与DeviceNet现场总线和Profibus现场总线间的多协议转换装置，包括工业以太网接口模块、设备网主节点通讯适配器模块和Profibus现场总线主节点通讯适配器模块，其特征在于有一个微处理器通过内部总线与工业以太网接口模块、设备网主节点通讯适配器模块、Profibus现场总线主节点通讯适配器模块以及一个静态存储器连接，微处理器通过一个串行外围接口连接一个电可擦除存储器；
上述的工业以太网接口模块通过以太网接口连接以太网，该模块内双端口存储器分为三部分：输入区、输出区和邮箱区，经双端口存储器连接内部总线；DeviceNet主节点通讯适配器模块通过现场总线接口连接DeviceNet现场总线，该模块双端口存储器分为三部分：输入区、输出区和邮箱区，经双端口存储器连接内部总线；Profibus主节点通讯适配器模块通过现场总线接口连接Profibus现场总线，该模块双端口存储器分为三部分：输入区、输出区和邮箱区，经双端口存储器连接内部总线
上述的微处理器采用数字信号处理器。
本发明与现有的技术相比，具有如下显而易见的突出特点和显著的进步：
(1)分别采用符合各自协议规范的通讯适配器模块，在一个装置内实现了工业以太网接口功能、DeviceNet现场总线主节点功能和Profibus DP现场总线主节点功能。
(2)在一个装置内，实现了MODBUS/TCP工业以太网、DeviceNet现场总线和ProfibusDP现场总线间物理层和数据链路层之间的转换。
(3)建立了统一的报文模型，实现了基于不同协议标准的MODBUS/TCP工业以太网、DeviceNet现场总线和Profibus DP现场总线间应用层协议的转换。
本发明实现了基于不同协议标准的MODBUS/TCP工业以太网、DeviceNet现场总线和Profibus和现场总线之间的协议转换，解决了多总线网络之间的互联问题，提高了控制系统的灵活性和兼容性。
附图说明
图1是本发明实施例的多协议转换装置结构示意图。
图2是本发明实施例的报文模型。
图3是本发明实施例的主程序流程图。
图4是本发明实施例的装置运行参数初始化子程序。
图5是本发明实施例的读总线数据子程序。
图6是本发明实施例的向工业以太网发送数据子程序。
图7是本发明实施例的读工业以太网数据子程序。
图8是本发明实施例的向总线发送数据子程序。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个优选实施方式进行说明：
参见图1，本实施例的MODBUS/TCP工业以太网与DeviceNet现场总线和Profibus DP现场总线间的多协议转换方法是：采用工业以太网接口模块32实现MODBUS/TCP工业以太网协议，采用DeviceNet主节点通讯适配器模块19实现DeviceNet现场总线协议，采用Profibus DP主节点通讯适配器模块15实现Profibus DP现场总线协议，由微处理器8中的软件建立统一的报文模型，实现MODBUS/TCP工业以太网、DeviceNet现场总线和Profibus DP现场总线间的应用层协议转换。
参见图2，上述统一的报文模型是：
①DeviceNet网络配置报文中包含了针对DeviceNet网络的相关信息，包括网络上的节点数，各个从节点的过程数据缓冲区的容量、各个从节点的状态数据缓冲区的容量、各个从节点的控制命令缓冲区的容量，以上各缓冲区的容量总和决定了DeviceNet通讯模块19的双端口存储器24中的输入区23和输出区21的容量；
②Profibus网络配置报文中包含了针对Profibus网络的相关信息，包括网络上的节点数，各个从节点的过程数据缓冲区的容量、各个从节点的状态数据缓冲区的容量、各个从节点的控制命令缓冲区的容量量，以上各缓冲区的容量总和决定了Profibus DP通讯模块15的双端口存储器10中的输入区11和输出区13的容量；
③转换器配置报文中包含了协议转换器正常运行时的运行参数，包括系统中的总线类型，各个总线上的节点数，静态存储器26中的过程数据缓冲区27的容量、状态数据缓冲区28的容量、节点开关报文缓冲区29的容量、控制命令报文缓冲区30的容量以及初始化时需要的参数；
④节点过程数据报文用来上传系统中某节点的现场测量值，该报文是周期性的报文，包含了进行过程数据通讯的节点所属的总线，该节点的地址、过程数据的内容；
⑤节点状态报文用来上传系统中某节点的运行状态，包含了节点所属的总线，该节点的地址、该节点的运行状态；
⑥节点开/关报文用来确保系统的安全性，一旦发现某一通讯节点发生异常，上位机可直接控制该节点的开/关状态。当开/关位是1时表示关闭该节点，当开/关位是0时表示打开该节点：
⑦控制命令报文允许上位机对某一节点的现场单元进行直接远程控制，可通过该报文直接对被控节点下发设定值、控制执行机构的动作。
参见图3和图1，上述的协议转换步骤是：①微处理器8(CPU)从电可擦除存储器6中读出协议转换装置的运行参数，对装置33进行初始化；②CPU从DeviceNet通讯接口模块19和Profibus通讯接口模块15中读取数据，在发送周期中向工业以太网接口模块32发送数据；③从工业以太网接口模块32中读取数据，在发送周期向DeviceNet通讯接口模块19和Profibus通讯接口模块15发送数据；④数据循环周期结束后，判断网络配置是否发生变化，并进行相应处理；⑤处理结束后返回循环工作状态。
参见图4和图1，上述的装置33初始化步骤是：CPU从电可擦除存储器6中取出预置的转换装置运行参数，包括工业以太网接口模块32的双端口存储器5中的输入区31和输出区2的容量，工业以太网接口模块32的初始化参数，DeviceNet通讯适配器模块19的双端口存储器24中输入区23和输出区21的容量，DeviceNet通讯适配器模块初始化参数，Profibus通讯适配器模块15的双端口存储器10中输入区11和输出区13的容量，Profibus通讯适配器模块15的初始化参数。CPU分别读取DeviceNet通讯适配器模块19的双端口存储器24中的邮箱报文区17和Profibus通讯适配器模块15的双端口存储器10中的邮箱报文区9，判断DeviceNet现场总线和Profibus现场总线网络上的节点数和节点状态，动态分配静态存储器(RAM)26中各类型报文缓冲区的容量。
参见图5、图6和图1，上述的读取总线上各个节点信息并将数据上传至工业以太网的步骤为：在接收周期，CPU8分别读取DeviceNet通讯适配器模块19的双端口存储器24中的输出区21和Profibus通讯适配器模块15的双端口存储器10中的输出区13，判断是过程数据还是状态数据，如是过程数据则将其其存储到静态存储器26的过程数据缓冲区27中，如是状态数据则将其存储到静态存储器26的状态数据缓冲区28中。在发送周期，CPU8从缓冲区中取出报文，判断报文所属的总线网络，发送到工业以太网模块。
参见图7、图8和图1，上述的从工业以太网模块读取数据并对总线上各节点进行相应操作的步骤为：在接收周期，CPU8从工业以太网模块32中读取数据，判断是节点开关报文还是控制命令报文，如是节点开关报文则将其存储到静态存储器26的节点开关报文缓冲区29中，如是控制命令报文则将其存储到静态存储器26的节点开关报文缓冲区30中。在发送周期，CPU8从缓冲区中取出报文，判断报文所属的总线网络，发送到相应的现场总线通讯模块。
参见图1，本实施例的MODBUS/TCP工业以太网与DeviceNet现场总线和Profibus现场总线间的多协议转换装置33是：微处理器8通过内部总线25与工业以太网接口模块32、DeviceNet主节点通讯适配器模块19、Profibus DP主节点通讯适配器模块15和静态存储器26连接，微处理器8通过串行外围接口7连接一个电可擦除存储器6。
上述的工业以太网接口模块32通过以太网接口1连接以太网34，双端口存储器5分为三部分一输入区31、输出区2和邮箱区4，经双端口存储器5连接内部总线25；DeviceNet主节点通讯适配器模块19通过现场总线接口20连接DeviceNet现场总线18，双端口存储器24分为三部分一输入区23、输出区21和邮箱区17，经双端口存储器24连接内部总线25；Profibus主节点通讯适配器模块15通过现场总线接口14连接Profibus现场总线16，双端口存储器10分为三部分-输入区11、输出区13和邮箱区9，经双端口存储器10连接内部总线25。
参见图1，下面对协议转换装置33的各组成器件进行介绍：
(1)采用TI公司生产的TMS320F206数字信号处理器作为微处理器8，内部带有程序存储区和数据存储区。
(2)采用瑞典HMS公司生产的Anybus-s Ethemet工业以太网接口模块32实现MODBUS/TCP协议功能。该模块提供标准以太网接口1，多协议转换装置可通过该接口与以太网34连接。模块内部的工业以太网协议处理单元3可实现MODBUS/TCP工业以太网协议。模块提供了双端口存储器5与CPU接口，双端口存储器被分成输入区31、输出区2和邮箱区4，CPU可通过输入区31向接口模块写入各个从节点的运行状态和过程数据，可通过输出区2获得以太网信息层发送的各类型报文，可通过邮箱区4设置接口模块运行参数，读取其运行状态。
(3)采用瑞典HMS公司生产的Anybus-m DeviceNet Master通讯适配器模块19作为DeviceNet主节点。该模块提供标准DeviceNet现场总线接口20，协议转换装置可通过该接口与DeviceNet现场总线11连接。模块内部的DeviceNet协议处理单元22可实现DeviceNet协议。模块提供了双端口存储器24与CPU接口，双端口存储器24被分成输入区23、输出区21和邮箱区17，在输入区23和输出区21中可建立与各个从节点对应的映射区，CPU可通过输入区23向各个从节点写入过程输出数据，可通过输出区21获得各从节点的过程输入数据，可通过邮箱区17设置通讯适配器模块的运行参数，对DeviceNet网络进行组网配置，读取各个从节点的运行状态。
(4)采用瑞典HMS公司生产的Anybus-m Profibus DP通讯适配器模块15作为Profibus DP主节点。该模块提供标准Profibus DP现场总线接口14，多协议转换装置可通过该接口与Profibus DP现场总线16连接。模块内部的Profibus DP协议处理单元12可实现Profibus DP协议。模块提供了双端口存储器10与CPU接口，双端口存储器10被分成输入区11、输出区13和邮箱区9，在输入区11和输出区13中可建立与各个从节点对应的映射区，CPU可通过输入区11向各个从节点写入过程输出数据，可通过输出区13获得各从节点的过程输入数据，可通过邮箱区9设置通讯适配器模块的运行参数，对Profibus DP网络进行组网配置，读取各个从节点的运行状态。
(5)采用带有看门狗功能的电可擦除存储器6(EEPROM)存储掉电保护数据，CPU与电可擦除存储器之间通过串行外围接口7连接。
(6)采用静态存储器26(RAM)作为数据存储器存储从节点的过程数据。CPU、工业以太网接口模块、DeviceNet通讯适配器模块、Profibus DP通讯适配器模块和静态存储器之间通过多协议转换装置的内部总线25连接，内部总线由数据、地址、控制线构成。

Claims (6)

1.一种MODBUS/TCP工业以太网与设备网现场总线和Profibus DP现场总线间的多协议转换方法，由工业以太网接口模块(32)实现MODBUS/TCP工业以太网协议，由设备网主节点通讯适配器模块(19)实现设备网现场总线协议，由ProfibusDP主节点通讯适配器模块(15)实现Profibus DP现场总线协议，其特征在于由微处理器(8)中的软件建立统一的报文模型，实现MODBUS/TCP工业以太网(34)与设备网现场总线(18)和Profibus DP现场总线(16)间的应用层协议转换；多协议转换的步骤为：
(1)执行初始化程序，对各通讯接口模块和多协议转换装置进行初始化操作；
(2)读取总线上各个节点信息，并将读取的信息打包成报文模型中的规定格式，存储在数据缓冲区中；
(3)从数据缓冲区中取出已经打包好的节点数据信息，将数据上传至工业以太网；
(4)从工业以太网模块读取数据，根据不同的类型打包成规定格式的报文，并存储到数据缓冲区的对应映射区间；
(5)从数据缓冲区中取出相应的报文，根据报文标识判断报文类型，进而选择发送策略，对总线上的从节点进行对应操作；
(6)通过硬件端口判断总线的网络配置信息或转换器的配置信息是否发生变化，如果发生变化，重新读取配置信息并更新配置信息存储区，如果配置信息没有被更新，继续执行其他操作；
(7)循环执行以上步骤(2)-(6)。
2.根据权利要求1所述的MODBUS/TCP工业以太网与设备网现场总线和ProfibusDP现场总线间的多协议转换方法，其特征在于统一的报文模型是：①DeviceNet网络配置报文：包含了针对DeviceNet网络的相关信息，包括网络上的节点数，各个从节点的过程数据缓冲区的开辟量、各个从节点的状态数据缓冲区的开辟量、各个从节点的控制命令缓冲区的开辟量；②Profibus DP网络配置报文：包含了针对Profibus DP网络的相关信息，包括网络上的节点数，各个从节点的过程数据缓冲区的开辟量、各个从节点的状态数据缓冲区的开辟量、各个从节点的控制命令缓冲区的开辟量；③转换器配置报文：包含了协议转换器正常运行时的运行参数，包括系统中的总线类型，各个总线上的节点数，系统中的过程数据量、状态数据量、控制命令数据量以及初始化时需要的参数；④节点过程数据报文：用来上传系统中某节点的现场测量值，该报文是周期性的报文，包含了进行过程数据通讯的节点所属的总线，该节点的地址、过程数据的内容；⑤节点状态报文：用来上传系统中某节点的运行状态，包含了节点所属的总线，该节点的地址、该节点的运行状态；⑥节点开/关报文：用来确保系统的安全性，一旦发现某一通讯节点发生异常，上位机可直接控制该节点的开/关状态。当开/关位是1时表示关闭该节点，当开/关位是0时表示打开该节点：⑦控制命令报文：允许上位机对某一节点的现场单元进行直接远程控制，可通过该报文直接对被控节点下发设定值、控制执行机构的动作。
3.根据权利要求1所述的MODBUS/TCP工业以太网与设备网现场总线和ProfibusDP现场总线间的多协议转换方法，其特征在于协议转换装置的转换步骤为：微处理器(8)从电可擦除存储器(6)中取出预置的转换装置运行参数，包括工业以太网接口模块间的双端口存储器(5)输入区和输出区的大小，工业以太网接口模块(32)的初始化参数，设备网主节点通讯适配器模块(19)的双端口存储器(24)中输入区和输出区的大小，设备网主节点通讯适配器模块(19)初始化参数，Profibus DP主节点通讯适配器模块(15)的双端口存储器(10)中输入区和输出区的大小，Profibus DP主节点通讯适配器模块(15)初始化参数，定时器中断的定时周期，然后微处理器(8)根据获得的运行参数分别进行参数设置。
4.根据权利要求1所述的MODBUS/TCP工业以太网与设备网现场总线和ProfibusDP现场总线间的协议转换方法，其特征在于从工业以太网模块(32)读取数据并对总线上各节点进行相应操作的步骤为：微处理器(8)从工业以太网模块(32)读取数据，判断是节点开关报文还是控制命令报文，并将其存储到静态存储器(26)的相应缓冲区中，微处理器(8)从缓冲区中取出报文，判断报文所属的总线网络，发送到相应的现场总线通讯模块。
5.一种根据权利要求1所述的MODBUS/TCP工业以太网与设备网现场总线和Profibus DP现场总线间的协议转换装置，包括工业以太网接口模块(32)、设备网主节点通讯适配器模块(19)和Profibus现场总线主节点通讯适配器模块(15)，其特征在于有一个微处理器(8)通过内部总线(25)与工业以太网接口模块(32)、设备网主节点通讯适配器模块(19)、Profibus现场总线主节点通讯适配器模块(15)以及一个静态存储器(26)连接，微处理器(8)通过一个串行外围接口(7)连接一个电可擦除存储器(6)；其中微处理器(8)用于实现协议转换报文模型，并对协议转换装置的运行进行协调、控制；工业以太网接口模块(32)用于实现MODBUS/TCP工业以太网协议，并提供与工业以太网的接口；设备网主节点通讯适配器模块(19)用于实现设备网主站功能，对设备网中的各个从站节点的运行进行监控、管理，并提供与设备网的接口；Profibus DP主节点通讯适配器模块(15)用于实现Profibus DP主站功能，对Profibus DP网络中的各个从站节点的运行进行监控、管理，并提供与Profibus DP网络的接口；静态存储器(26)用于存储协议转换装置运行中的过程量和参数；串行外围接口(7)作为一种接口标准为微处理器(8)和电可擦除存储器(6)之间提供了数据传输的通道；电可擦除存储器(6)用来存储需要掉电保护功能的各项组态参数。
6.根据权利要求5所述的MODBUS/TCP工业以太网与设备网现场总线和ProfibusDP现场总线间的协议转换装置，其特征在于工业以太网接口模块(32)通过其以太网接口(1)连接以太网(34)，其双端口存储器(5)分为三部分：输入区(31)、输出区(2)和邮箱区(4)，经双端口存储器(5)连接内部总线(25)；设备网主节点通讯适配器模块(19)通过其现场总线接口(20)连接设备网现场总线(18)，其双端口存储器(24)分为三部分：输入区(23)、输出区(21)和邮箱区(17)，经双端口存储器(24)连接内部总线(25)；Profibus DP主节点通讯适配器模块(15)通过其现场总线接口(14)连接Profibus DP现场总线(16)，其双端口存储器(10)分为三部分：输入区(11)、输出区(13)和邮箱区(9)，经双端口存储器(10)连接内部总线(25)。
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Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100486201C (zh) * 2007-06-08 2009-05-06 广东易美图数码影像科技有限公司 一种在现场总线上实现通讯节点模块通用的方法
CN101854083A (zh) * 2010-04-30 2010-10-06 广州合立正通信息网络集成有限公司 一种实现电力设备a/d转换协议的自适应装置
CN101388889B (zh) * 2008-10-23 2011-07-20 上海大学 一种多协议总线之间的转换方法
CN101313533B (zh) * 2006-04-29 2011-08-10 华为技术有限公司 一种光网络终端及其报文处理方法
CN101425948B (zh) * 2008-10-23 2011-10-26 上海大学 工业无线网接入工业以太网和现场总线的多协议网关及协议转换方法
CN1964363B (zh) * 2006-11-28 2011-12-14 上海电器科学研究所（集团）有限公司 具有多种总线接口的可配置i/o模块
CN102291292A (zh) * 2010-06-18 2011-12-21 中国科学院沈阳自动化研究所 Epa到ffh1协议转换和调度的方法
CN103095673A (zh) * 2011-10-27 2013-05-08 贝内克+赖纳工业电子有限公司 用于传输与安全有关的数据的方法和总线设备
CN103890746A (zh) * 2012-09-28 2014-06-25 华为技术有限公司 报文发送控制方法、处理方法、设备及系统
CN103941680A (zh) * 2014-03-31 2014-07-23 中海油工业自控（天津）有限公司 异构通信网络的dcs数据通信系统
CN104460585A (zh) * 2014-10-17 2015-03-25 上海无线电设备研究所 在TCP/IP网络上实现高可靠Modbus通信的方法
CN104796415A (zh) * 2015-04-07 2015-07-22 上海大学 一种rs485总线上的多协议与tcp网络协议之间的转换方法
CN107807604A (zh) * 2017-11-22 2018-03-16 山西大学 基于西门子控制器和欧姆龙控制器的现场总线控制系统
CN109412939A (zh) * 2018-12-11 2019-03-01 中冶京诚工程技术有限公司 记录工业网络通信周期过程数据的通信网关和工作方法
CN109428798A (zh) * 2017-08-25 2019-03-05 上海微电子装备（集团）股份有限公司 一种工业以太网与DeviceNet间的转换装置
TWI666959B (zh) * 2017-05-31 2019-07-21 艾訊股份有限公司 基於工業通訊協定的控制系統
CN111221299A (zh) * 2019-12-10 2020-06-02 襄阳华中科技大学先进制造工程研究院 用于数控系统互联及扩展功能的智能模块及其通讯方法
CN112104654A (zh) * 2020-09-16 2020-12-18 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 一种多协议自动识别与转换方法及智能网关
CN112436988A (zh) * 2020-10-23 2021-03-02 武汉华中数控股份有限公司 一种标准以太网转ncuc现场总线协议的装置及实现方法
CN112583831A (zh) * 2020-12-14 2021-03-30 北京神经元网络技术有限公司 Autbus总线与ethernet总线的协议转换装置及方法、设备及介质
CN112583838A (zh) * 2020-12-22 2021-03-30 北京神经元网络技术有限公司 Autbus总线与Can总线的协议转换装置及方法、设备及介质
CN112671758A (zh) * 2020-12-22 2021-04-16 北京神经元网络技术有限公司 Autbus总线与Modbus总线的协议转换装置及方法、设备及介质
CN113485474A (zh) * 2021-07-20 2021-10-08 沈阳鑫博工业技术股份有限公司 一种氧化铝悬浮焙烧炉多协议温度控制器及控制方法
CN114979294A (zh) * 2022-05-19 2022-08-30 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 多模通讯及协议转换装置及方法
CN115834287A (zh) * 2022-11-28 2023-03-21 北京神经元网络技术有限公司 宽带现场总线的多域数据交换设备、网络系统及交换方法

Cited By (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9794086B2 (en) 2006-04-29 2017-10-17 Huawei Technologies Co., Ltd. Retagging of VLAN upstream messages
US10250411B2 (en) 2006-04-29 2019-04-02 Huawei Technologies Co., Ltd. Message processing method and apparatus
CN101313533B (zh) * 2006-04-29 2011-08-10 华为技术有限公司 一种光网络终端及其报文处理方法
CN1964363B (zh) * 2006-11-28 2011-12-14 上海电器科学研究所（集团）有限公司 具有多种总线接口的可配置i/o模块
CN100486201C (zh) * 2007-06-08 2009-05-06 广东易美图数码影像科技有限公司 一种在现场总线上实现通讯节点模块通用的方法
CN101425948B (zh) * 2008-10-23 2011-10-26 上海大学 工业无线网接入工业以太网和现场总线的多协议网关及协议转换方法
CN101388889B (zh) * 2008-10-23 2011-07-20 上海大学 一种多协议总线之间的转换方法
CN101854083A (zh) * 2010-04-30 2010-10-06 广州合立正通信息网络集成有限公司 一种实现电力设备a/d转换协议的自适应装置
CN102291292A (zh) * 2010-06-18 2011-12-21 中国科学院沈阳自动化研究所 Epa到ffh1协议转换和调度的方法
CN102291292B (zh) * 2010-06-18 2014-08-13 中国科学院沈阳自动化研究所 Epa到ffh1协议转换和调度的方法
CN103095673A (zh) * 2011-10-27 2013-05-08 贝内克+赖纳工业电子有限公司 用于传输与安全有关的数据的方法和总线设备
CN103095673B (zh) * 2011-10-27 2017-04-26 贝内克+赖纳工业电子有限公司 用于传输与安全有关的数据的方法和总线设备
CN103890746A (zh) * 2012-09-28 2014-06-25 华为技术有限公司 报文发送控制方法、处理方法、设备及系统
CN103890746B (zh) * 2012-09-28 2016-12-28 华为技术有限公司 报文发送控制方法、处理方法、设备及系统
CN103941680A (zh) * 2014-03-31 2014-07-23 中海油工业自控（天津）有限公司 异构通信网络的dcs数据通信系统
CN104460585A (zh) * 2014-10-17 2015-03-25 上海无线电设备研究所 在TCP/IP网络上实现高可靠Modbus通信的方法
CN104460585B (zh) * 2014-10-17 2017-01-11 上海无线电设备研究所 在TCP/IP网络上实现高可靠Modbus通信的方法
CN104796415B (zh) * 2015-04-07 2018-10-23 上海大学 一种rs485总线上的多协议与tcp网络协议之间的转换方法
CN104796415A (zh) * 2015-04-07 2015-07-22 上海大学 一种rs485总线上的多协议与tcp网络协议之间的转换方法
TWI666959B (zh) * 2017-05-31 2019-07-21 艾訊股份有限公司 基於工業通訊協定的控制系統
CN109428798A (zh) * 2017-08-25 2019-03-05 上海微电子装备（集团）股份有限公司 一种工业以太网与DeviceNet间的转换装置
CN107807604B (zh) * 2017-11-22 2020-06-12 山西大学 基于西门子控制器和欧姆龙控制器的现场总线控制系统
CN107807604A (zh) * 2017-11-22 2018-03-16 山西大学 基于西门子控制器和欧姆龙控制器的现场总线控制系统
CN109412939B (zh) * 2018-12-11 2021-05-25 中冶京诚工程技术有限公司 记录工业网络通信周期过程数据的通信网关和工作方法
CN109412939A (zh) * 2018-12-11 2019-03-01 中冶京诚工程技术有限公司 记录工业网络通信周期过程数据的通信网关和工作方法
CN111221299A (zh) * 2019-12-10 2020-06-02 襄阳华中科技大学先进制造工程研究院 用于数控系统互联及扩展功能的智能模块及其通讯方法
CN112104654A (zh) * 2020-09-16 2020-12-18 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 一种多协议自动识别与转换方法及智能网关
CN112104654B (zh) * 2020-09-16 2023-04-18 北京天玛智控科技股份有限公司 多协议自动识别与转换方法，存储介质及智能网关
CN112436988A (zh) * 2020-10-23 2021-03-02 武汉华中数控股份有限公司 一种标准以太网转ncuc现场总线协议的装置及实现方法
CN112583831B (zh) * 2020-12-14 2022-10-28 北京神经元网络技术有限公司 Autbus总线与ethernet总线的协议转换装置及方法、设备及介质
CN112583831A (zh) * 2020-12-14 2021-03-30 北京神经元网络技术有限公司 Autbus总线与ethernet总线的协议转换装置及方法、设备及介质
CN112671758A (zh) * 2020-12-22 2021-04-16 北京神经元网络技术有限公司 Autbus总线与Modbus总线的协议转换装置及方法、设备及介质
CN112583838A (zh) * 2020-12-22 2021-03-30 北京神经元网络技术有限公司 Autbus总线与Can总线的协议转换装置及方法、设备及介质
CN112671758B (zh) * 2020-12-22 2022-10-28 北京神经元网络技术有限公司 Autbus总线与Modbus总线的协议转换装置及方法、设备及介质
CN112583838B (zh) * 2020-12-22 2022-11-01 北京神经元网络技术有限公司 Autbus总线与Can总线的协议转换装置及方法、设备及介质
CN113485474A (zh) * 2021-07-20 2021-10-08 沈阳鑫博工业技术股份有限公司 一种氧化铝悬浮焙烧炉多协议温度控制器及控制方法
CN114979294A (zh) * 2022-05-19 2022-08-30 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 多模通讯及协议转换装置及方法
CN115834287A (zh) * 2022-11-28 2023-03-21 北京神经元网络技术有限公司 宽带现场总线的多域数据交换设备、网络系统及交换方法
CN115834287B (zh) * 2022-11-28 2023-11-14 北京神经元网络技术有限公司 宽带现场总线的多域数据交换设备、网络系统及交换方法

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