CN201878167U

CN201878167U - 工业以太网交换机

Info

Publication number: CN201878167U
Application number: CN2010201067152U
Authority: CN
Inventors: 顾伟; 张锋
Original assignee: CEC CORECAST Co Ltd
Current assignee: CEC CORECAST Co Ltd
Priority date: 2010-02-03
Filing date: 2010-02-03
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2020-02-03

Abstract

本实用新型涉及一种工业以太网交换机，其特征在于所述工业以太网交换机由以太网交换模块、串口通信模块、工业现场总线通信模块、外壳、电源模块组成，以太网交换模块汇接串口通信模块与工业现场总线通信模块，工业以太网交换机之间通过以太网交换模块进行通信与组网，上述电路安装在一个外壳里。工业以太网交换机具备工业以太环网组网功能，可以为工业现场本地设备提供以太网通信、串口通信、总线通信设备的接入功能，具有远程浏览、管理、维护、配置功能。工业以太网交换机接口丰富，简化了工业现场的布线也节约了设备投资。

Description

工业以太网交换机

所属技术领域

本实用新型涉及一种工业自动化通信设备，具体地说是一种工业以太网交换机。

背景技术

1946年，美国福特公司的机械工程师D.S.哈德最先提出“自动化”一词，并用来描述发动机汽缸的自动传送和加工的过程。50年代，自动调节器和经典控制理论的发展，使自动化进入以单变量自动调节系统为主的局部自动化阶段。60年代，随现代控制理论的出现和电子计算机的推广应用，自动控制与信息处理结合起来，使自动化进入到生产过程的最优控制与管理的综合自动化阶段。70年代，自动化的对象变为大规模、复杂的工程和非工程系统，涉及许多用现代控制理论难以解决的问题。这些问题的研究，促进了自动化的理论、方法和手段的革新，于是出现了大系统的系统控制和复杂系统的智能控制，出现了综合利用计算机、通信技术、系统工程和人工智能等成果的高级自动化系统。70年代以后，自动化开始向复杂的系统控制和高级的智能控制发展，并广泛地应用到国防、科学研究和经济等各个领域，实现更大规模的自动化。现代生产和科学技术的发展，对自动化技术提出越来越高的要求，同时也为自动化技术的革新提供了必要条件。

自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。现代控制理论、单片机与计算机、网络技术的发展开启了自动化技术的新纪元。

以太网以其成熟、可靠、廉价、兼容性好的特点已经成为工业自动化系统组网的主要技术方式与发展趋势，而工业以太网交换机是工业自动化系统中负责通信与组网传输功能的核心设备。工业现场的特点是现场设备的种类众多，通信接口与通信方式各异，为了形成统一的自动化系统网络，往往需要在工业现场增加各种协议或接口转换设备，甚至在许多工业场合需要重复建设多个自动化通信网络，导致人力或物力上的浪费与低效。而目前国内外市场上的工业以太网交换机多为单一的以太网交换机，只提供以太网的接口或串行通信接口，而连接现场受控设备往往通过额外的协议或接口转换设备。

本实用新型涉及的工业以太网交换机将主流的协议或接口转换功能与以太网交换机融为一体，具有丰富的接口类型，满足组网与通信功能以及大部分工业现场设备接入的需求，简化了系统的建设，方便了现场的使用，也节约了总体投资，具有良好的市场前景。

发明内容

本实用新型提出了一种工业以太网交换机，本实用新型解决的问题：

1.现有工业以太网交换机只提供以太网接口或串行通信接口，接口种类少，接入方式单一，需要增加额外的协议或接口转换设备的问题。

2.现有工业以太网交换机不具备无线通信的功能，难以满足工业现场中移动设备的互联与接入。

3.现有工业以太网交换机在工业现场应用中由于需要增加额外的协议或接口转换设备，存在体积大、组件多、内部连线复杂的问题。

4.现有工业以太网交换机存在信号输入输出非本安的问题，无法直接在煤矿、石化等爆炸性气体环境中使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种工业以太网交换机，其特征在于所述工业以太网交换机由以太网交换模块、串口通信模块、工业现场总线通信模块、外壳、电源模块组成，以太网交换模块汇接串口通信模块与工业现场总线通信模块，工业以太网交换机之间通过以太网交换模块进行通信与组网，以太网交换模块、串口通信模块、工业现场总线通信模块、电源模块安装在上述外壳里。

所述的工业以太网交换机，其特征在于所述串口通信模块为RS485/422通信模块。

所述的工业以太网交换机，其特征在于所述工业现场通信模块为CAN总线模块。

所述的工业以太网交换机，其特征在于它还具有I/O服务器模块，I/O服务器模块连接以太网交换模块。

所述的工业以太网交换机，其特征在于它还具有WiFi无线接入点模块与天线，WiFi无线接入点模块连接以太网交换模块与天线，可以接入满足WiFi通信协议的无线通信设备。

所述的工业以太网交换机，其特征在于所述以太网交换模块具有4个百兆以太网光口与4个百兆以太网电口。

所述的工业以太网交换机，其特征在于所述以太网交换模块的4个百兆以太网光口中有2个光口为环网端口。

所述的工业以太网交换机，其特征在于所述它还具有WiFi无线接入点模块与天线，WiFi无线接入点模块连接以太网交换模块与天线，可以接入满足WiFi通信协议的无线通信设备。

所述的工业以太网交换机，其特征在于它的RS485/422串口通信模块、CAN总线模块、I/O服务器模块、WiFi无线接入点模块在信号的输入输出端均安装有本安隔离模块。

本实用新型的优点是：

1.该工业以太网交换机具备环形网络、星型与链型网络的组网功能，同时具有串口通信模块、工业现场总线通信模块、I/O服务器模块与WiFi无线通信模块，解决了现有工业以太网交换机只提供以太网接口或串行通信接口的接口种类少，接入方式单一，需要增加额外的协议或接口转换设备的问题。

2.该工业以太网交换机可以通过WiFi无线通信模块，实现无线的信号传输，方便了工业现场中移动设备的互联与接入。

3.该工业以太网交换机体积小、接口丰富、集成度高，解决了现有设备体积大、组件多、内部连线复杂的问题。

4.该工业以太网交换机的信号输入输出端均安装有本安隔离模块，可以在煤矿、石化等爆炸性气体环境中使用。

附图说明

图1是工业以太网交换机的原理框图

图2是本安隔离电路原理图

图3是WiFi无线通信模块电路原理图

具体实施方式

下列实施例将进一步说明本实用新型，实施例不应被视为限制本实用新型的范围。

如图1所示，是工业以太网交换机的原理框图，工业以太网交换机以1(IEM608模块)为核心，提供2、3两个百兆自愈环光口(OR1、OR2)；4、5两个百兆光(O1、O2)；6、7两个百兆电复用口(FE1、FE2)；8为切换开关(Switch)；9为双CAN总线本安输出(C1/2)；10为双485总线本安输出(RS1/2)；11为本安隔离器(ESI)；12、13为两个以太电口(FE3、FE4)；14为CAN Server服务器；15为CTM8251T隔离收发器；16为Serial Server串口服务器；17为无线以太网模块Wi-Fi；18为AESI本安隔离器；19为天线A1；20为外壳shell；21为电源模块Power；22为Rsm485CHT隔离收发器。

1)外接OR1、OR2光模块构成百兆自愈环通道；

2)通过切换开关Switch实现O1和FE1及O2和FE2之间的百兆光口和电口的复用；

3)通过固定1个电口链接CAN Server服务器、CTM8251T隔离收发器、ESI本安隔离器提供2路本质安全型CAN总线接口C1/2；

4)通过切换开关Switch复用1个电口FE3和链接Serial Server串口服务器、Rsm485CHT隔离收发器、ESI本安隔离器提供2路本质安全型485接口RS1/2；

5)提供一个独立的FE4百兆电口；

6)通过一个独立的以太电口链接无线以太网模块Wi-Fi，无线信号的输入输出通过AESI本安隔离器连接天线A1。

7)电源模块Power为交换机供电，适用范围：9V～36VDC、1A。

8)上述模块安装在外壳shell内。

如图2所示，本安隔离电路原理图。天线隔离器由2个SMA-50射频连接器J1、J2以及电感L1～L5、电容C1～C5构成的匹配电路实现50欧姆阻抗匹配、同时C1～C4完成2500V直流隔离作用，使得输入与输出端实现本质安全的隔离。

如图3所示，WiFi无线通信模块电路原理图。Wi-Fi无线通信模块实现以太网有线与无线链接、无线与无线链接、以及无线覆盖的功能。

1)无线通信模块由INTEL-IXP422微处理器为核心，配有支持的外接存储器HY57V281620FTP2 RAM和TE28F640J3D3 Flash ROM；

2)2个mini pci接口连接2片Wi-Fi无线局域网卡Mini PCI Connector P1，P2实现无线信号的收发，无线局域网卡上有射频接口，可以连接外部的天线；

3)由以太网控制器ADM7001、隔离变压器PH163112、RJ45以太网口连接器实现本地以太网百兆电口以连接本地以太网交换机等设备；

4)由12V直流电源IM500s、电源整流桥17.Bridge Diode、POE供电器POEController 18，TPS23750、电源管理器19.TPS5430共同构成无线通信模块的供电单元，可以支持12VDC供电以及POE方式供电。

Claims

1.一种工业以太网交换机，其特征在于所述工业以太网交换机由以太网交换模块、串口通信模块、工业现场总线通信模块、外壳、电源模块组成，以太网交换模块汇接串口通信模块与工业现场总线通信模块，工业以太网交换机之间通过以太网交换模块进行通信与组网，以太网交换模块、串口通信模块、工业现场总线通信模块、电源模块安装在上述外壳里。

2.根据权利要求1所述的工业以太网交换机，其特征在于所述串口通信模块为RS485/422通信模块。

3.根据权利要求1所述的工业以太网交换机，其特征在于所述工业现场通信模块为CAN总线模块。

4.根据权利要求1所述的工业以太网交换机，其特征在于它还具有I/O服务器模块，I/O服务器模块连接以太网交换模块。

5.根据权利要求1所述的工业以太网交换机，其特征在于它还具有WiFi无线接入点模块与天线，WiFi无线接入点模块连接以太网交换模块与天线，可以接入满足WiFi通信协议的无线通信设备。

6.根据权利要求1所述的工业以太网交换机，其特征在于所述以太网交换模块具有4个百兆以太网光口与4个百兆以太网电口。

7.根据权利要求2所述的工业以太网交换机，其特征在于所述工业现场通信模块为CAN总线模块。

8.根据权利要求7所述的工业以太网交换机，其特征在于它还具有I/O服务器模块，I/O服务器模块连接以太网交换模块。

9.根据权利要求7所述的工业以太网交换机，其特征在于所述以太网交换模块的4个百兆以太网光口中有2个光口为环网端口。

10.根据权利要求8所述的工业以太网交换机，其特征在于所述它还具有WiFi无线接入点模块与天线，WiFi无线接入点模块连接以太网交换模块与天线，可以接入满足WiFi通信协议的无线通信设备。

11.根据权利要求10所述的工业以太网交换机，其特征在于它的RS485/422串口通信模块、CAN总线模块、I/O服务器模块、WiFi无线接入点模块在信号的输入输出端均安装有本安隔离模块。