CN203275977U - 自动化总线网络电气控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种自动化总线网络电气控制系统，该自动化总线网络电气控制系统与外部管理层网络连接，包括现场设备、以太网通讯模块、主控制器和操作显示界面。本实用新型通过以太网通讯模块将现场设备分为至少两个从站控制模组，并提供EtherCAT实时以太网现场总线通讯方式，使得主控制器通过EtherCAT实时以太网现场总线通讯方式，对现场设备进行启停、运行状态监控，进行参数数据设定和读取操作，并通过操作显示界面实时显示现场设备的启停、运行状态及所设定和读取的参数数据，实现自动化总线网络电气控制系统的网络化、总线化和模块化，实现对现场设备的集中统一控制，实现对现场设备的实时远程控制、监控、维护和更新。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动化控制技术领域，尤其涉及一种自动化总线网络电气控制系统。
背景技术
目前，对大型生产线设备的控制都是采用点对点的控制方式，即对一个需要控制的设备的控制点，首先需要从控制器上的输出控制点，通过控制电缆线硬件连接到设备的控制点上，其次是软件上需要在可编程序控制器里，通过编写程序实行逻辑运算来驱动设备的控制点，通过以上两个步骤来完成对设备的控制。
对于大型生产线设备而言，需要控制的设备很多，要完成对这些设备的控制，需要外部硬件接线很多，而且控制器与设备之间的接线距离很长，这会造成设备制造成本增加，设备接线安装和后期维护困难复杂，而且用于控制设备的控制系统的性能不稳定、抗干扰能力差，控制信号衰减很厉害。同时，在总线系统对设备的控制上不能完全集中统一，对一些具有独立控制单元的设备不能通过总线系统来控制，只能通过手动来控制，不能与外部管理层网络连接组成一个自动化网络，不能实现远程控制、监控、维护和更新。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提出一种自动化总线网络电气控制系统，旨在实现自动化总线网络电气控制系统的网络化、总线化和模块化，实现对现场设备的集中统一控制，实现对现场设备的实时远程控制、监控、维护和更新。
为了达到上述目的，本实用新型提出一种自动化总线网络电气控制系统，该自动化总线网络电气控制系统与外部管理层网络连接，该自动化总线网络电气控制系统包括现场设备、用于提供通讯方式并将所述现场设备分为至少两个从站控制模组的以太网通讯模块、用于通过所述以太网通讯模块的通讯方式对所述现场设备进行控制的主控制器，以及包括用于提供操作界面并显示所述主控制器控制结果的操作显示界面；其中，
所述主控制器与所述外部管理层网络连接，且与所述操作显示界面连接；所述主控制器与所述以太网通讯模块连接，所述以太网通讯模块与所述现场设备连接。
优选地，该自动化总线网络电气控制系统还包括鼠标和键盘，所述主控制器分别与所述鼠标和所述键盘连接。
优选地，所述主控制器设有以太网接口、鼠标接口、键盘接口、EtherCAT（Ethernet Control Automation Technology，以太网自动控制技术）总线接口和显示接口；其中，
所述主控制器的以太网接口与所述外部管理层网络通过网络电缆线连接，所述主控制器的鼠标接口与所述鼠标连接，所述主控制器的键盘接口与所述键盘连接，所述主控制器的显示接口与所述操作显示界面连接，所述主控制器的EtherCAT总线接口与所述以太网通讯模块通过所述网络电缆线连接。
优选地，所述主控制器为工业计算机，所述操作显示界面为显示器。
优选地，所述以太网通讯模块包括至少两个总线端子模组，所述总线端子模组设有I/O接口；一所述总线端子模组的I/O接口与另一所述总线端子模组的I/O接口通过所述网络电缆线连接，所述总线端子模组的I/O接口与所述主控制器的EtherCAT总线接口通过所述网络电缆线连接，所述总线端子模组的I/O接口与所述现场设备通过所述网络电缆线连接。
优选地，所述现场设备包括电源、流量计、分子泵和真空计，所述电源、所述流量计、所述分子泵和所述真空计上均设有Profibus（Process Field Bus，现场总线技术）总线接口，所述电源、所述流量计、所述分子泵和所述真空计的Profibus总线接口与所述总线端子模组的I/O接口通过所述网络电缆线连接。
优选地，所述网络电缆线连接为RJ45网络电缆线。
本实用新型提出的自动化总线网络电气控制系统，通过以太网通讯模块将现场设备分为至少两个从站控制模组，并提供EtherCAT实时以太网现场总线通讯方式，使得主控制器通过以太网通讯模块提供的EtherCAT实时以太网现场总线的通讯方式，对现场设备进行启停、运行状态监控，以及进行参数数据设定和读取操作，并将现场设备的启停、运行状态以及所设定和读取的参数数据，通过操作显示界面实时显示，实现自动化总线网络电气控制系统的网络化、总线化和模块化，实现对现场设备的集中统一控制，实现对现场设备的实时远程控制、监控、维护和更新。
附图说明
图1为本实用新型自动化总线网络电气控制系统较佳实施例的原理框图；
图2为本实用新型自动化总线网络电气控制系统较佳实施例的结构示意图。
本实用新型的目的、功能特点及优点的实现，将结合实施例，并参照附图作进一步说明。
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参照图1，图1为本实用新型自动化总线网络电气控制系统20较佳实施例的原理框图。
本实用新型实施例中，自动化总线网络电气控制系统20与外部管理层网络10连接，该自动化总线网络电气控制系统20包括现场设备21、以太网通讯模块22、主控制器23和操作显示界面24。以太网通讯模块22用于提供EtherCAT实时以太网现场总线通讯方式，并将现场设备21分为至少两个从站控制模组，主控制器23用于通过EtherCAT实时以太网现场总线通讯方式对现场设备21进行控制，操作显示界面24用于提供操作界面并显示主控制器23控制结果。
其中，主控制器23与外部管理层网络10连接，且与操作显示界面24连接；主控制器23与以太网通讯模块22连接，以太网通讯模块22与现场设备21连接。
本实施例中，自动化总线网络电气控制系统20通过以太网通讯模块22将现场设备21分为至少两个从站控制模组，并提供EtherCAT实时以太网现场总线通讯方式，使得主控制器23通过以太网通讯模块22提供的EtherCAT实时以太网现场总线的通讯方式，对现场设备21进行启停、运行状态监控，以及进行参数数据设定和读取操作，并将现场设备21的启停、运行状态以及所设定和读取的参数数据，通过操作显示界面24实时显示，实现自动化总线网络电气控制系统20的网络化、总线化和模块化，实现对现场设备21的集中统一控制，实现对现场设备21的实时远程控制、监控、维护和更新。
本实施例中，自动化总线网络电气控制系统20还包括鼠标25和键盘26，主控制器23分别与鼠标25和键盘26连接。通过鼠标25和键盘26的操控完成主控制器23对现场设备21进行启停、运行状态监控，以及进行参数数据设定和读取操作，并在操作显示界面24将主控制器23相关的控制结果以数据形式显示。
一并参照图1和图2，其中图2为本实用新型自动化总线网络电气控制系统20较佳实施例的结构示意图。
上述实施例中，主控制器23设有以太网接口231、鼠标接口232、键盘接口233、EtherCAT总线接口234和显示接口235。
其中，主控制器23的以太网接口231与外部管理层网络10通过网络电缆线连接，该网络电缆线连接为RJ45网络电缆线，主控制器23的鼠标接口232与鼠标25连接，主控制器23的键盘接口233与键盘26连接，主控制器23的显示接口235与操作显示界面24连接，主控制器23的EtherCAT总线接口234与以太网通讯模块22通过网络电缆线连接。
在本实施例中，主控制器23的内部主板集成有以太网适配器，带有以太网接口231，例如10/100BASE-T接口，可方便地通过路由器利用网络电缆线，实现主控制器23与外部管理层网络10连成一体，构建成一个工厂自动化网络，使得本实用新型自动化总线网络电气控制系统20具备良好的远程维护能力，可以很轻松的实现对工厂大型生产线上的现场设备21的远程状态监控、管理和故障诊断以及程序升级更新等操作。
具体地，主控制器23为工业计算机，操作显示界面24为显示器。
本实施例采用工业计算机作为主控制器23，实现主控制器23，即工业计算机与外部管理层网络10连成一体，构建成一个工厂自动化网络，使得自动化总线网络电气控制系统20基于工业计算机控制技术，具有高实时性、高集成度和高稳定性的特点，而且，采用显示器作为操作显示界面24，使得自动化总线网络电气控制系统20的操作界面友好可视，使得人机交互操作简单方便，易于对现场设备21进行启停、运行状态监控，主控制器23可对所读取的参数数据进行配方化、表格化以及图形化处理和存储，还可以进行历史数据查询、分析以及报警故障显示纠错操作。
具体地，以太网通讯模块22包括至少两个总线端子模组221，该总线端子模组221设有I/O接口2211；一总线端子模组221的I/O接口2211与另一总线端子模组221的I/O接口2211通过网络电缆线连接，总线端子模组221的I/O接口2211与主控制器23的EtherCAT总线接口234通过网络电缆线连接，总线端子模组221的I/O接口2211与现场设备21通过网络电缆线连接，该网络电缆线连接为RJ45网络电缆线。
在本实施例中，总线端子模组221与主控制器23之间、总线端子模组221与现场设备21之间、总线端子模组221与总线端子模组221之间的连接均通过RJ45网络电缆线连接，且总线端子模组221与主控制器23之间、总线端子模组221与现场设备21之间、总线端子模组221与总线端子模组221之间的通讯采用EtherCAT实时以太网现场总线通讯方式，由于EtherCAT实时以太网现场总线的兼容性强，可集成绝大多数的现场总线，易于实现自动化总线网络电气控制系统20的网络化、总线化和模块化。而且EtherCAT实时以太网现场总线可把其他的有别于EtherCAT实时以太网现场总线的各种支持现场总线的可独立控制的现场设备21整合在自动化总线网络电气控制系统20，实现了自动化总线网络电气控制系统20在电气控制上的高度集中统一。
具体地，现场设备21包括电源211、流量计212、分子泵213和真空计214，电源211、流量计212、分子泵213和真空计214上均设有Profibus总线接口2111，电源211、流量计212、分子泵213和真空计214的Profibus总线接口2111与总线端子模组221的I/O接口2211通过网络电缆线连接，该网络电缆线连接为RJ45网络电缆线。
在本实施例中，电源211为一个或者多个，流量计212为一个或者多个，分子泵213为一个或者多个，真空计214为一个或者多个，电源211、流量计212、分子泵213和真空计214支持Profibus现场总线，因此现场设备21之间的通讯采用Profibus现场总线通讯方式，例如一电源211与另一电源211之间、一流量计212与另一流量计212之间、一分子泵213与另一分子泵213之间、一真空计214与另一真空计214之间均采用Profibus现场总线通讯方式，EtherCAT实时以太网现场总线可把生产线上用于真空镀膜的电源211、流量计212、分子泵213和真空计214这些支持Profibus现场总线的现场设备21连接到整个自动化总线网络电气控制系统20中，实现了自动化总线网络电气控制系统20在电气控制上的无缝连接。
以太网通讯模块22通过总线端子模组221将现场设备21分为多个从站控制模组来控制，在本实施例中，可以将电源211单独作为一个从站控制模组，将流量计212作为一个从站控制模组，将分子泵213作为一个从站控制模组，将真空计214作为一个从站控制模组；或者将电源211、流量计212、分子泵213和真空计214中的两个或者多个划为一个从站控制模组，从站控制模组的划分方式可根据实际需要进行划分。根据对现场设备21的不同控制，总线端子模组221可以就近安装在相应的现场设备21上或者现场设备21附近。因此，大大缩短了主控制器23与现场设备21的接线距离，节省网络电缆线的使用，为网络电缆线的线槽的分布和安装提供了便利，同时也提高了整个自动化总线网络电气控制系统20的电气性能，减少了不必要的电信号衰减损失和干扰，并为现场设备21的后期维护提供了便利，可缩短自动化总线网络电气控制系统20的检修维护和故障排除时间。
主控制器23与现场设备21之间的通讯采用EtherCAT实时以太网现场总线通讯方式，根据对现场设备21的控制需要，主控制器23通过EtherCAT实时以太网现场总线通讯方式，可直接对现场设备21进行启停、运行状态监控、参数数据的设定和读取等操作。在自动化总线网络电气控制系统20开始运行时，主控制器23控制电源211、启动，并设定电源211的工作功率，在电源211正常工作后，读取电源211的实时工作功率，若所读取的工作功率与所设定的实时工作功率不一致，则主控制器23自动调整电源211的实时工作功率，保证电源211正常工作，并且在镀膜时实时监测流量计212、分子泵213和真空计214是否正常运作，若监测到流量计212、分子泵213和真空计214运作不正常，则主控制器23对流量计212、分子泵213和真空计214的运行状态进行分析，并自动调整为正常运行状态。
主控制器23与现场设备21之间的通讯采用EtherCAT实时以太网现场总线通讯方式，主控制器23通过EtherCAT实时以太网现场总线通讯方式对现场设备21进行统一控制，省去了现场设备21与主控制器23之间的复杂、烦琐的接线，实现了自动化总线网络电气控制系统20在电气控制上的高度集中统一，现场设备21接线、维护简单方便。
相对于现有技术，本实用新型的自动化总线网络电气控制系统20，通过以太网通讯模块22将现场设备21分为至少两个从站控制模组，并提供EtherCAT实时以太网现场总线通讯方式，使得主控制器23通过以太网通讯模块22提供的EtherCAT实时以太网现场总线的通讯方式，对现场设备21进行启停、运行状态监控，以及进行参数数据设定和读取操作，并将现场设备21的启停、运行状态以及所设定和读取的参数数据，通过操作显示界面24实时显示，实现自动化总线网络电气控制系统20的网络化、总线化和模块化，实现对现场设备21的集中统一控制，实现对现场设备21的实时远程控制、监控、维护和更新。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种自动化总线网络电气控制系统，与外部管理层网络连接，其特征在于，包括现场设备、用于提供通讯方式并将所述现场设备分为至少两个从站控制模组的以太网通讯模块、用于通过所述以太网通讯模块的通讯方式对所述现场设备进行控制的主控制器，以及包括用于提供操作界面并显示所述主控制器控制结果的操作显示界面；其中，
所述主控制器与所述外部管理层网络连接，且与所述操作显示界面连接；所述主控制器与所述以太网通讯模块连接，所述以太网通讯模块与所述现场设备连接。
2.如权利要求1所述的自动化总线网络电气控制系统，其特征在于，还包括鼠标和键盘，所述主控制器分别与所述鼠标和所述键盘连接。
3.如权利要求2所述的自动化总线网络电气控制系统，其特征在于，所述主控制器设有以太网接口、鼠标接口、键盘接口、EtherCAT总线接口和显示接口；其中，
所述主控制器的以太网接口与所述外部管理层网络通过网络电缆线连接，所述主控制器的鼠标接口与所述鼠标连接，所述主控制器的键盘接口与所述键盘连接，所述主控制器的显示接口与所述操作显示界面连接，所述主控制器的EtherCAT总线接口与所述以太网通讯模块通过所述网络电缆线连接。
4.如权利要求3所述的自动化总线网络电气控制系统，其特征在于，所述主控制器为工业计算机，所述操作显示界面为显示器。
5.如权利要求4所述的自动化总线网络电气控制系统，其特征在于，所述以太网通讯模块包括至少两个总线端子模组，所述总线端子模组设有I/O接口；一所述总线端子模组的I/O接口与另一所述总线端子模组的I/O接口通过所述网络电缆线连接，所述总线端子模组的I/O接口与所述主控制器的EtherCAT总线接口通过所述网络电缆线连接，所述总线端子模组的I/O接口与所述现场设备通过所述网络电缆线连接。
6.如权利要求5所述的自动化总线网络电气控制系统，其特征在于，所述现场设备包括电源、流量计、分子泵和真空计，所述电源、所述流量计、所述分子泵和所述真空计上均设有Profibus总线接口，所述电源、所述流量计、所述分子泵和所述真空计的Profibus总线接口与所述总线端子模组的I/O接口通过所述网络电缆线连接。
7.如权利要求6所述的自动化总线网络电气控制系统，其特征在于，所述网络电缆线连接为RJ45网络电缆线。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SHENZHEN SMEE OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: SHENZHEN SHENGBOER MECHANICAL AND ELECTRICAL EQUIPMENT CO., LTD. Effective date: 20140324 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20140324 Address after: 518000 Guangdong province Shenzhen City Pingshan Kengzi Longtian community Yingzhan Industrial Park B5 building, South Building Patentee after: Shenzhen Boer Photoelectric Technology Co., Ltd. Address before: 518000 Guangdong Province, Shenzhen Pingshan, Shenzhen Export Processing Zone No. 2 Lu Daxin District A building, first floor West Patentee before: Shenzhen SMEE Co., Ltd. |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20131106 Termination date: 20180507 |