CN204479972U - 多总线工业现场控制器总装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多总线工业现场控制器总装结构，包括电路安装盒与接口安装座，电路安装盒的下端设置有排针结构，接口安装座的上端设置有排母结构，在接口安装座的左右两侧相对的位置分别设置有一个DB15接口，其中一侧的DB15接口为公接口，另一侧的DB15接口为母接口，在接口安装座的座面上还设置有2～6个RJ45接口。其效果是：将以太网通信冗余、CAN通信冗余、串行通信冗余等多种冗余技术集成于现场控制装置中，多种总线协议的通信接口集与一体，控制电路与通信接口独立设置，电路的更换和升级比较方便，同时能够很好的实现多个控制器的并行扩充。

Description

多总线工业现场控制器总装结构

技术领域

本实用新型涉及工业自动化控制领域，具体涉及多总线工业现场控制器总装结构。

背景技术

自上世纪八十年代以来，控制装置设备一经产生，便成为全球工业自动化控制的热点，它是一种开放式、数字化、多种通信模式的现场控制装置设备，是一项集嵌入式技术、计算机、数字通信、网络为一体的综合技术。控制装置设备应用在工业自动化生产现场与监控现场，能实现生产的控制与监控，替代传统的人工控制与监控。

现有的工业现场控制器大多将控制电路与通信接口固设在一起，根据不同应用场景在控制器中配置不同的通信接口，设备的兼容性不强。而且通信接口往往仅设置一个，一旦控制电路出现异常，需要对整个控制器进行更换，更换和升级麻烦，严重影响工业生产效率。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种多总线工业现场控制器总装结构，该结构在提供多种通信接口的基础上，能够快速实现控制电路的更换和升级，具体的技术方案为：

一种多总线工业现场控制器总装结构，包括电路安装盒与接口安装座，所述电路安装盒的下端设置有排针结构，所述接口安装座的上端设置有与所述排针结构相对应的排母结构，在所述接口安装座的左右两侧相对的位置分别设置有一个DB15接口，其中一侧的DB15接口为公接口，另一侧的DB15接口为母接口，在所述接口安装座的座面上还设置有2～6个RJ45接口，所述电路安装盒内部的控制电路中分别配置有以太网通信单元、CAN总线通信单元、串行通信单元以及存储单元，当所述电路安装盒插接在所述接口安装座上时，所述DB15接口中的信号线分别与所述CAN总线通信单元和串行通信单元相连，所述RJ45接口中的信号线分别与所述以太网通信单元相连。

基于上述结构，电路安装盒与接口安装座独立设置，二者通过排针、排母结构相连，电路安装盒可以通过插拔的方式进行安装或更换，接口安装座上配置有多个冗余的通信接口，可以实现不同通信协议的数据传输，左右两侧的DB15接口相互配合，相邻的两个控制器可以直接通过公接口与母接口插接来实现电路扩充，不需外接串口线，节约设备安装空间，满足不同场景的工业控制需要。

进一步地，所述接口安装座由底座、安装板和盖板构成，所述DB15接口和RJ45接口均固定在安装板上，该安装板通过螺钉与所述底座连接，在所述底座上还设置有卡勾，在所述盖板上设置有卡口，所述底座与盖板之间通过卡勾和卡口卡接在一起，在所述盖板上还开设有与所述排母结构、DB15接口以及RJ45接口相适应的开口，采用上述结构，便于设计和组装。

为了便于工业现场的安装和固定，在所述接口安装座的下端设置有一条横向的定位凹槽。

为了方便接线，所述接口安装座的上端面设置有高低不同的两个台阶面，所述排母结构位于较低的一个台阶面上，所述2～6个RJ45接口位于较高一个台阶面上。

为了便于观察内部电路的工作状态，所述电路安装盒的上端面设置一排LED指示灯安装孔，为了便于内部电路散热，在电路安装盒前后两个端面上还设置有条形的散热孔。

为了适应光纤通信的需要，在所述电路安装盒上设置有光纤接口。

本实用新型的显著效果是：

本方案将以太网通信冗余、CAN通信冗余、串行通信冗余等多种冗余技术集成于现场控制装置中，多种总线协议的通信接口集与一体，控制电路与通信接口独立设置，电路的更换和升级比较方便，同时能够很好的实现多个控制器的并行扩充。

附图说明

图1是本实用新型左侧方向的结构示意图；

图2是本实用新型右侧方向的结构示意图；

图3是电路安装盒与接口安装座组装后的结构示意图；

图4是接口安装座的安装关系图；

图5是具体实施例中的控制器电路原理框图。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式，对上述技术方案进行详细的说明。

如图1-图3所示，一种多总线工业现场控制器总装结构，包括电路安装盒1与接口安装座2，所述电路安装盒1的下端设置有排针结构11，所述接口安装座2的上端设置有与所述排针结构相对应的排母结构21，在所述接口安装座2的左右两侧相对的位置分别设置有一个DB15接口22，其中一侧的DB15接口22为公接口，另一侧的DB15接口22为母接口，在所述接口安装座2的座面上还设置有2～6个RJ45接口23，在所述接口安装座2的下端设置有一条横向的定位凹槽24，安装时可以直接将定位凹槽24卡接在固定的横梁上。

从图1-图3还可以看出，所述电路安装盒1的上端面设置一排LED指示灯安装孔1a，在该电路安装盒1前后两个端面上还设置有条形的散热孔1b，在所述电路安装盒1上设置有光纤接口1c。

LED指示灯安装孔1a主要用于观察内部控制电路的工作状态，散热孔1b主要用于内部控制电路散热，本实施例中的光纤接口1c为预留接口，以满足后期光纤通信的需要，在内部电路中暂时未设置光纤通信模块。

如图4所示，为了满足各个通信接口的安装需要，所述接口安装座2由底座2a、安装板2b和盖板2c构成，所述DB15接口22和RJ45接口23均固定在安装板2b上，该安装板2b通过螺钉与所述底座2a连接，在所述底座2a上还设置有卡勾2a1，在所述盖板2c上设置有卡口2c1，所述底座2a与盖板2c之间通过卡勾2a1和卡口2c1卡接在一起，在所述盖板2c上还开设有与所述排母结构21、DB15接口22以及RJ45接口23相适应的开口，在所述安装板2b上还设置有拨码开关25，通过该拨码开关25可以改变控制电路的工作状态。

通过图4还可以看出，在本实施例中，所述接口安装座2的上端面设置有高低不同的两个台阶面，所述排母结构21位于较低的一个台阶面上，所述2～6个RJ45接口23位于较高一个台阶面上，一方面便于电路安装盒1的插接，另一方面便于通过RJ45接口23接线。

如图5所示，在本实施例中，所述电路安装盒1内部的控制电路中分别配置有以太网通信单元12、CAN总线通信单元13、串行通信单元14以及存储单元15，以太网通信单元12设置有三个，对应3个所述RJ45接口23，每个所述以太网通信单元12包括有以太网控制器12a和隔离变压器12b，控制电路中的微控制器利用其内部的数据总线和地址总线外扩两片平行数据的第一以太网控制器和第二以太网控制器，分别通过第一隔离变压器和第二隔离变压器来连接第一RJ45接口和第二RJ45接口，微控制器还通过串行总线连接第三以太网控制器，相应的通过第三隔离变压器来连接第三RJ45接口，因此在图4中可以看出，虽然接口安装座2上预留了6个RJ45接口的安装位置，但是仅设置有3个RJ45接口。

同理，从图5还可以看出，控制电路中设置有两路CAN总线通信单元13，每一路CAN总线通信单元13中均包括CAN控制器13a和CAN隔离收发器13b，但是两路CAN总线通信单元13共用同一CAN接口，从图4所示的接口安装座2中可以看出，本实施例并未设立独立的CAN接口，而是将CAN数据线引入到DB15接口冗余的引脚上，结构上虽然是DB15接口，但其中部分引脚却按照CAN总线协议进行数据传输，在串行通信单元14中还设置有串行信号隔离单元14a，微控制器的串行信号线通过串行信号隔离单元14a隔离后也引入到DB15接口上。

结合图5所示的控制电路，在具体实施时，微控制器为工业级ARM9系列芯片AT91RM9200，第一以太网控制器和第二以太网控制器采用DM9000A模块，第三以太网控制器采用DM9161BI模块，CAN控制器采用SJA1000T模块，CAN隔离收发器采用ADM3053模块，所述串行信号隔离单元14a采用ADUM1401，控制电路中的存储单元15包括SDRAM芯片15a、FLASH芯片15b以及EEPROM芯片15c，分别用于数据存储、信息存储、记录存储。

基于本实施例而言，当所述电路安装盒1插接在所述接口安装座2上时，所述DB15接口22中各个引脚的信号线分别与所述CAN总线通信单元13和串行通信单元14相连，所述RJ45接口23中的信号线分别与所述以太网通信单元12相连。各个通信接口可以和工业现场的各种控制设备相连，实现工业现场数据采集和信号传输，电路安装盒1中的控制电路需要更换或者升级时，可以直接从接口安装座2中拔出，然后插接新的控制电路，当工业现场设备较多时，也可以采用多个控制器，将左右两侧的DB15接口插接来实现RJ45接口23的扩充，本方案采用工业级控制器将以太网通信冗余、CAN总线通信冗余、串行通信冗余等多种冗余技术集成于现场装置设备中，克服了现场装置设备冗余技术的单一性，提高了现场装置设备使用的可靠性，同时精简了现场装置设备的数量，提高了现场安装和调试的便利性。

应当指出的是，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改性、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种多总线工业现场控制器总装结构，其特征在于，包括电路安装盒(1)与接口安装座(2)，所述电路安装盒(1)的下端设置有排针结构(11)，所述接口安装座(2)的上端设置有与所述排针结构相对应的排母结构(21)，在所述接口安装座(2)的左右两侧相对的位置分别设置有一个DB15接口(22)，其中一侧的DB15接口(22)为公接口，另一侧的DB15接口(22)为母接口，在所述接口安装座(2)的座面上还设置有2～6个RJ45接口(23)，所述电路安装盒(1)内部的控制电路中分别配置有以太网通信单元(12)、CAN总线通信单元(13)、串行通信单元(14)以及存储单元(15)，当所述电路安装盒(1)插接在所述接口安装座(2)上时，所述DB15接口(22)中的信号线分别与所述CAN总线通信单元(13)和串行通信单元(14)相连，所述RJ45接口(23)中的信号线分别与所述以太网通信单元(12)相连。

2.根据权利要求1所述的多总线工业现场控制器总装结构，其特征在于，所述接口安装座(2)由底座(2a)、安装板(2b)和盖板(2c)构成，所述DB15接口(22)和RJ45接口(23)均固定在安装板(2b)上，该安装板(2b)通过螺钉与所述底座(2a)连接，在所述底座(2a)上还设置有卡勾(2a1)，在所述盖板(2c)上设置有卡口(2c1)，所述底座(2a)与盖板(2c)之间通过卡勾(2a1)和卡口(2c1)卡接在一起，在所述盖板(2c)上还开设有与所述排母结构(21)、DB15接口(22)以及RJ45接口(23)相适应的开口。

3.根据权利要求1或2所述的多总线工业现场控制器总装结构，其特征在于，在所述接口安装座(2)的下端设置有一条横向的定位凹槽(24)。

4.根据权利要求1或2所述的多总线工业现场控制器总装结构，其特征在于，所述接口安装座(2)的上端面设置有高低不同的两个台阶面，所述排母结构(21)位于较低的一个台阶面上，所述2～6个RJ45接口(23)位于较高一个台阶面上。

5.根据权利要求1所述的多总线工业现场控制器总装结构，其特征在于，所述电路安装盒(1)的上端面设置一排LED指示灯安装孔(1a)，在该电路安装盒(1)前后两个端面上还设置有条形的散热孔(1b)。

6.根据权利要求1或5所述的多总线工业现场控制器总装结构，其特征在于，在所述电路安装盒(1)上设置有光纤接口(1c)。