CN207731150U - 工业系统通信信号检测系统 - Google Patents
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Abstract
一种工业系统通信信号检测系统，包括：输入输出设备，用于从待检测评估设备接收基于不同通信协议的多种类型的通信信号；检测评估设备，用于基于预设基准信号的波形和所述通信信号的波形检测评估所述通信信号；所述输入输出设备分别通信连接所述待检测评估设备和所述检测评估设备。实施本实用新型的工业系统通信信号检测系统，输入输出设备可以接收多种类型的通信信号，而检测评估设备基于预设基准信号以及所述通信信号的波形评估所述通信信号，而无需考虑通信信号的类型，因此所需设备少，部署简单，成本较低，一体化程度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信信号检测，更具体地说，涉及一种工业系统通信信号检测系统。
背景技术
各种自动化控制系统已经广泛应用于工业领域，典型的如DCS、SCADA、PLC等系统。这些系统使用各种现场总线通信技术进行数据传输，常见的有Modbus、Profibus、LonWorks、FF、CAN、Hart、工业以太网等。由于工业现场环境复杂，通信信号在传输过程中，受电磁干扰、通信距离、布线方式、噪声、振动、电源、多系统交联耦合等因素影响，可能出现信号抖动、漂移、失真等现象，导致设备功能行为与预期不符，造成系统逻辑混乱、误动作、控制失灵，严重时将影响系统的安全稳定运行。因此有必要对系统通信信号进行检测。
目前对工业系统通信信号的检测方法需要知道工业系统所用的总线及其通信协议，再通过对应的分析仪检测分析，不同的通信总线或协议需要使用不同的分析仪。然而，由于工业领域的通信总线接口类型、协议不同且种类较多，现有技术对工业系统通信信号的需要使用设备较多，部署复杂，成本较高，且基于协议的检测分析不能对通信质量进行分析，难以发现隐患。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种无需了解通信信号的通信协议，可以对各种通信协议的通信信号进行检测的工业系统通信信号检测系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种工业系统通信信号检测系统，包括：
输入输出设备，用于从待检测评估设备接收基于不同通信协议的多种类型的通信信号；
检测评估设备，用于基于预设基准信号的波形和所述通信信号的波形检测评估所述通信信号；
所述输入输出设备分别通信连接所述待检测评估设备和所述检测评估设备。
在本实用新型所述的工业系统通信信号检测系统中，所述输入输出设备包括：
通信线路模块，用于通信连接多种待检测评估设备的多条通信线路以接收所述通信信号；
模拟量输入输出模块，用于接收模拟通信信号；
数字量输入输出模块，用于接收数字通信信号；
所述模拟量输入输出模块和所述数字量输入输出模块分别与所述通信线路模块通信连接。
在本实用新型所述的工业系统通信信号检测系统中，所述通信线路模块包括接线端子盒、第一通信电缆、第二通信电缆和多条信号线，所述第一通信电缆通信连接所述模拟量输入输出模块和所述接线端子盒，所述第二通信电缆通信连接所述数字量输入输出模块和所述接线端子盒，每条信号线分别连接所述接线端子盒和一条通信线路。
在本实用新型所述的工业系统通信信号检测系统中，所述模拟量输入输出模块包括模拟电压信号接口和模拟电流信号接口。
在本实用新型所述的工业系统通信信号检测系统中，所述模拟电压信号接口和所述模拟电流信号接口分别包括多个设置在所述第一通信电缆中的通信通道。
在本实用新型所述的工业系统通信信号检测系统中，所述数字量输入输出模块包括开关信号接口和脉冲信号接口。
在本实用新型所述的工业系统通信信号检测系统中，所述开关信号接口和所述脉冲信号接口分别包括多个设置在所述第二通信电缆中的通信通道。
在本实用新型所述的工业系统通信信号检测系统中，所述检测评估设备包括：
通信模块，用于从所述输入输出设备接收所述多种类型的通信信号；
分类模块，用于按照通信信号的类型分类所述多种类型的通信信号；
检验模块，用于将分类后的通信信号与同类的预设基准信号进行波形比较分析以评估所述通信信号。
在本实用新型所述的工业系统通信信号检测系统中，所述检测评估设备进一步包括：
回放模块，用于将预先录制的所述通信信号经过所述输入输出设备回放到所述待检测评估设备以检测所述工业系统。
在本实用新型所述的工业系统通信信号检测系统中，所述通信模块包括多个外设部件互连标准插槽；所述模拟量输入输出模块和所述数字量输入输出模块分别包括多个外设部件互连标准接口；所述外设部件互连标准接口通过外设部件互连标准总线插入所述外设部件互连标准插槽。
实施本实用新型的工业系统通信信号检测系统，输入输出设备可以接收多种类型的通信信号，而检测评估设备基于预设基准信号以及所述通信信号的波形评估所述通信信号，而无需考虑通信信号的类型，因此所需设备少，部署简单，成本较低，一体化程度高。进一步地，多条线路通道可以支持多种类型的通信信号，并且对不同类型的通信信号同时检测评估。再进一步地，可以基于通信信号回放有效可靠地检测工业系统的稳定性，有效实现了评估检测一体化。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型的工业系统通信信号检测系统的第一实施例的原理框图；
图2是本实用新型的工业系统通信信号检测系统的第二实施例的原理框图；
图3是本实用新型的工业系统通信信号检测系统的输入输出设备的优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。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。
图1是本实用新型的工业系统通信信号检测系统的第一实施例的原理框图。如图1所示，本实用新型的工业系统通信信号检测系统包括：输入输出设备100和检测评估设备200。在本实施例中，所述输入输出设备100与待检测评估设备300通信连接，以从所述待检测评估设备300接收基于不同通信协议的多种类型的通信信号。例如所述待检测评估设备300可以是工业系统中常见的如可编程逻辑控制器PLC、数据采集控制模块、远程终端单元RTU、变送器等等，其可以输出基于不同通信协议的各种通信信号。该通信信号可以是模拟量信号，例如电压信号、电流信号、或者数字量信号，例如开关信号、脉冲信号等等。这些基于不同通信协议的各种通信信号可以通过不同的通信线路传送给所述输入输出设备100。在本实施例中，所述输入输出设备100可以包括多个通信线路从而连接工业系统中各种不同类型的待检测评估设备300的通信线路从而分别接收各种类型的通信信号。所述输入输出设备100可以是本领域中任何可以接收各种类型的通信信号的输入输出端口、模块或者电路接口。
在本实施例中，所述输入输出设备100还可以包括与这些通信线路匹配的对应信号接口，从而通过这些信号接口将接收到的基于不同通信协议的多种类型的通信信号传送给检测评估设备200。该检测评估设备200可以是工业计算机、处理器，或者控制器等等，其内部存储器中预先存储有基准信号。这些工业计算机、处理器，或者控制器可以自带与输入输出设备100上的信号接口匹配的对应通信信号接口，从而通过对应的信号接口的匹配，安全快速地接收这些各种类型的通信信号。在该检测评估设备200接收到各种类型的通信信号时，其可以采用内置的比较器或者比较电路等等将这些通信信号的波形与对应的预设基准信号的波形进行比较，并基于比较结果检测评估所述通信信号。在本实用新型的一个优选实施例中，所述预设基准信号是预先存储在检测评估设备200的存储器中的预先存储信号。在本实用新型的其他优选实施例中，所述预设基准信号可以是上次检测过程中录制的录制信号，或者多次检测过程中获取的最优录制信号。当然，本领域技术人员还可以选择其他适合的信号作为预设基准信号。
实施本实用新型的工业系统通信信号检测系统，输入输出设备可以接收多种类型的通信信号，而检测评估设备基于预设基准信号以及所述通信信号的波形评估所述通信信号，而无需考虑通信信号的类型，因此所需设备少，部署简单，成本较低，一体化程度高。
图2是本实用新型的工业系统通信信号检测系统的第二实施例的原理框图。如图2所示，本实用新型的工业系统通信信号检测系统包括：输入输出设备100和检测评估设备200。在本实施例中，所述输入输出设备100与待检测评估设备300通信连接，以从所述待检测评估设备300接收基于不同通信协议的多种类型的通信信号。例如所述待检测评估设备300可以是工业系统中常见的如可编程逻辑控制器PLC、数据采集控制模块、远程终端单元RTU、变送器等等，其可以输出基于不同通信协议的各种通信信号。该通信信号可以是模拟量信号，例如电压信号、电流信号、或者数字量信号，例如开关信号、脉冲信号等等。这些基于不同通信协议的各种通信信号可以通过不同的通信线路传送给所述输入输出设备100。
在本实施例中，该输入输出设备100包括通信线路模块110、模拟量输入输出模块120和数字量输入输出模块130。所述通信线路模块110可以包括用于通信连接多种待检测评估设备300的多条通信线路以接收基于不同通信协议的各种通信信号。所述模拟量输入输出模块120通信连接所述通信线路模块110以接收模拟通信信号。所述数字量输入输出模块130通信连接所述通信线路模块110以接收数字通信信号。
图3是本实用新型的工业系统通信信号检测系统的输入输出设备的优选实施例的结构示意图。如图3所示，所述通信线路模块110可以进一步包括接线端子盒113、第一通信电缆111、第二通信电缆112和多条信号线114。所述第一通信电缆111通信连接所述模拟量输入输出模块120和所述接线端子盒113，所述第二通信电缆112通信连接所述数字量输入输出模块130和所述接线端子盒113。例如所述待检测评估设备300可以是工业系统中常见的如可编程逻辑控制器PLC、数据采集控制模块、远程终端单元RTU、变送器等等，其可以输出基于不同通信协议的各种通信信号，每个所述待检测评估设备300可以通过一条通信线路310-31N将一种类型的通信信号传送过来。而每条信号线114分别连接所述接线端子盒113和待检测评估设备300的一条通信线路310-31N。
在本实施例中，所述模拟量输入输出模块120包括模拟电压信号接口和模拟电流信号接口，而所述模拟电压信号接口和所述模拟电流信号接口分别包括多个设置在所述第一通信电缆111中的通信通道。例如，可以设置8个通信通道，其中所述模拟电压信号接口包括4个通信通道，而所述模拟电流信号接口包括4个通信通道。当然，在本实用新型的其他优选实施例中，还可以有其他设置。由于所述模拟量输入输出模块120包括模拟电压信号接口和模拟电流信号接口，因此可采集与输出Modbus、Profibus、CAN等电气接口为直流电压的通信信号的波形，也可采集与输出Hart等电气接口为直流电流的通信信号波形。所述数字量输入输出模块130包括开关信号接口和脉冲信号接口。而所述开关信号接口和所述脉冲信号接口分别包括多个设置在所述第二通信电缆112中的通信通道。例如，可以设置16个通信通道，其中所述开关信号接口包括8个通信通道，而所述脉冲信号接口包括8个通信通道。当然，在本实用新型的其他优选实施例中，还可以有其他设置。由于所述数字量输入输出模块130包括开关信号接口和脉冲信号接口，其可采集与输出如红外感应开关、继电器、编码器等设备的输出波形。这样，多条线路通道可以支持多种类型的通信信号，并且对不同类型的通信信号同时检测评估。进一步地，在本实施例中，所述模拟量输入输出模块120和所述数字量输入输出模块130分别包括多个外设部件互连标准(PCI)接口。
在本实施例中，所述检测评估设备200进一步包括：通信模块210、分类模块220、检验模块230和回放模块240。在本实施例中，通信模块210用于从所述输入输出设备100接收所述多种类型的通信信号。所述检测评估设备200可以是例如工业计算机、处理器或者控制器。所述通信模块210可以是设置在所述检测评估设备200的任何通信接口。例如，在本实施例中，通信模块210可对应包括多个PCI插槽，这样所述模拟量输入输出模块120和所述数字量输入输出模块130就可以通过PCI总线直接插入到检测评估设备200的PCI插槽中。在本实施例中，所述分类模块220可以是任何分类电路，装置或模块，其可以按照通信信号的类型分类所述多种类型的通信信号。所述检验模块230可以与所述分类模块220通信连接，从而用于将分类后的通信信号与同类的标准存储信号进行波形比较以评估所述通信信号。所述检验模块230可以包括用于进行波形比较的比较电路或者比较器，以及用于输出评估结果的输出电路。在本实施例中，所述回放模块240可以是任何回放电路，装置或模块，用于回放所述通信信号以检测所述工业系统。在回放过程中，所述回放模块240将回放信号按照其类型分别传送到所述数字量输入输出模块130或者所述模拟量输入输出模块120。而所述数字量输入输出模块130或者所述模拟量输入输出模块120分别经第一通信电缆111或者第二通信电缆112传送到接线端子盒113，然后再经信号线114传送到对应的通信线路310-31N，进而传送给对应的待检测评估设备300，而该待检测评估设备300重复动作，自动运行进而检测所述工业系统的可靠性、稳定性。
下面以图2-3为例，对本实用新型的原理说明如下。在工作时，通信线路模块110通过多条通信线路接收基于不同通信协议的各种通信信号，如电压、电流、开关、脉冲等，不需了解其具体通信协议。然后不同类型的信号通过不同的通信线路传送到检测评估设备200。检测评估设备200可以先通信信号波形进行录制、分类、分析、存储，然后将其与同类的标准存储信号进行波形比较，，评估通信信号的质量，分析可能存在的问题及其原因，判断问题出现的位置。然后还可以将已录制的通信信号的波形进行回放，用于检测工业系统的功能行为是否与预期一致，分析查找差异。通过定义信号波形回放的重复次数，使工业系统重复动作，自动运行，以检验系统的可靠性、稳定性。
因此，本实用新型的工业系统通信信号检测系可用于轨道交通、电力、工厂等行业的工业系统通信信号功能行为的检测与检验。如在轨道交通领域，每个车站都有检票闸机，闸机运行的准确性、可靠性、稳定性直接关系到用户体验、车站的安全运行。闸机内部信号通常包括RS485(Modbus)现场总线信号、红外感应开关信号、以太网信号，将这些信号通过输入输出设备100接入检测评估设备200进行检测分析，再通过波形回放，检测闸机的动作行为是否符合要求，通过连续、重复的波形回放，自动测试闸机在长时间、不间断运行情况下的可靠性、稳定性。
实施本实用新型的工业系统通信信号检测系统，输入输出设备可以接收多种类型的通信信号，而检测评估设备基于预设基准信号以及所述通信信号的波形评估所述通信信号，而无需考虑通信信号的类型，因此所需设备少，部署简单，成本较低，一体化程度高。进一步地，多条线路通道可以支持多种类型的通信信号，并且对不同类型的通信信号同时检测评估。再进一步地，可以基于通信信号回放有效可靠地检测工业系统的稳定性，有效实现了评估检测一体化。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种工业系统通信信号检测系统，其特征在于，包括：
输入输出设备，用于从待检测评估设备接收基于不同通信协议的多种类型的通信信号；
检测评估设备，用于基于预设基准信号的波形和所述通信信号的波形检测评估所述通信信号；
所述输入输出设备分别通信连接所述待检测评估设备和所述检测评估设备。
2.根据权利要求1所述的工业系统通信信号检测系统，其特征在于，所述输入输出设备包括：
通信线路模块，用于通信连接多种待检测评估设备的多条通信线路以接收所述通信信号；
模拟量输入输出模块，用于接收模拟通信信号；
数字量输入输出模块，用于接收数字通信信号；
所述模拟量输入输出模块和所述数字量输入输出模块分别与所述通信线路模块通信连接。
3.根据权利要求2所述的工业系统通信信号检测系统，其特征在于，所述通信线路模块包括接线端子盒、第一通信电缆、第二通信电缆和多条信号线，所述第一通信电缆通信连接所述模拟量输入输出模块和所述接线端子盒，所述第二通信电缆通信连接所述数字量输入输出模块和所述接线端子盒，每条信号线分别连接所述接线端子盒和一条通信线路。
4.根据权利要求3所述的工业系统通信信号检测系统，其特征在于，所述模拟量输入输出模块包括模拟电压信号接口和模拟电流信号接口。
5.根据权利要求4所述的工业系统通信信号检测系统，其特征在于，所述模拟电压信号接口和所述模拟电流信号接口分别包括多个设置在所述第一通信电缆中的通信通道。
6.根据权利要求3所述的工业系统通信信号检测系统，其特征在于，所述数字量输入输出模块包括开关信号接口和脉冲信号接口。
7.根据权利要求6所述的工业系统通信信号检测系统，其特征在于，所述开关信号接口和所述脉冲信号接口分别包括多个设置在所述第二通信电缆中的通信通道。
8.根据权利要求2所述的工业系统通信信号检测系统，其特征在于，所述检测评估设备包括：
通信模块，用于从所述输入输出设备接收所述多种类型的通信信号；
分类模块，用于按照通信信号的类型分类所述多种类型的通信信号；
检验模块，用于将分类后的通信信号与同类的预设基准信号进行波形比较分析以评估所述通信信号。
9.根据权利要求8所述的工业系统通信信号检测系统，其特征在于，所述检测评估设备进一步包括：
回放模块，用于将预先录制的所述通信信号经过所述输入输出设备回放到所述待检测评估设备以检测所述工业系统。
10.根据权利要求9所述的工业系统通信信号检测系统，其特征在于，所述通信模块包括多个外设部件互连标准插槽；所述模拟量输入输出模块和所述数字量输入输出模块分别包括多个外设部件互连标准接口；所述外设部件互连标准接口通过外设部件互连标准总线插入所述外设部件互连标准插槽。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN108021125A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-05-11 | 深圳市永达电子信息股份有限公司 | 工业系统通信信号检测系统 |
| CN113960456A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-01-21 | 深圳市永达电子信息股份有限公司 | 电路接口微损伤自动检测装置和方法 |
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| CN113960456A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-01-21 | 深圳市永达电子信息股份有限公司 | 电路接口微损伤自动检测装置和方法 |
| CN113960456B (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-29 | 深圳市永达电子信息股份有限公司 | 电路接口微损伤自动检测方法 |
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