CN212933297U

CN212933297U - 一种用于工业控制系统的防护装置

Info

Publication number: CN212933297U
Application number: CN202022069632.7U
Authority: CN
Inventors: 王小东; 王玉涛
Original assignee: Beijing Tiandihexing Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Tiandihexing Technology Co Ltd
Priority date: 2020-09-21
Filing date: 2020-09-21
Publication date: 2021-04-09
Anticipated expiration: 2030-09-21

Abstract

本实用新型实施例公开了一种用于工业控制系统的防护装置，包括电子设备，所述电子设备包括壳体、控制装置和通信单元，所述控制装置安装于所述壳体内部，所述控制装置通过所述通信单元和外部设备相连，所述控制装置包括用于存储计算机程序的第一程序存储器和用于执行计算机程序的第一计算机，所述第一程序存储器的数量不少于一个，所述壳体内安装有与第一计算机相连的电力电子元件，所述电力电子元件用于控制电源输出的电流和电压，所述电子设备的通过输入接口和输出接口与电源系统相连。本实用新型实施例提供一种用于工业控制系统的防护装置，以解决现有技术中由于工业电源中应用的电子设备的可靠性和功能性较差的问题。

Description

一种用于工业控制系统的防护装置

技术领域

本实用新型实施例涉及工业电源技术领域，具体涉及一种用于工业控制系统的防护装置。

背景技术

工业中电源的作用是提供具有一定电压水平的电能，例如12伏或24伏，以及一定类型的电压，例如直接电压，提供这种电能供应的电源装置例如来自电源网络，例如交流电压网络。为此，工业控制系统中应具有相应的电子设备，用于转换和/或整流由电源网络提供的电能，例如，如果是开关模式电源，则采用时钟转换电路的形式，和/或至少一个变压器。但是，目前在工业电源领域，相关电子设备的可靠性和功能性不能很好的达到相关要求。

实用新型内容

为此，本实用新型实施例提供一种用于工业控制系统的防护装置，以解决现有技术中由于工业电源中应用的电子设备的可靠性和功能性较差的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

根据本实用新型实施例公开的一种用于工业控制系统的防护装置，包括电子设备，所述电子设备包括壳体、控制装置和通信单元，所述控制装置安装于所述壳体内部，所述控制装置通过所述通信单元和外部设备相连，所述控制装置包括用于存储计算机程序的第一程序存储器和用于执行计算机程序的第一计算机，所述第一程序存储器的数量不少于一个，所述壳体内安装有与第一计算机相连的电力电子元件，所述电力电子元件用于控制电源输出的电流和电压，所述电子设备的通过输入接口和输出接口与电源系统相连。

进一步地，所述第一计算机与所述通信单元电连接，所述第一计算机通过所述通信单元与所述外部设备进行数据传输。

进一步地，所述电子设备通过数据总线与不少于一个的外部设备同时电连接并进行数据通信。

进一步地，所述电力电子元件包括一次侧部件和二次侧部件，所述一次侧部件和所述二次侧部件之间设置有变压器，所述一次侧部件与所述输入接口相连，所述二次侧部件与所述输出接口相连。

进一步地，所述控制装置还包括第一参数存储器，所述第一参数存储器与所述计算机相连，所述第一参数存储器为第一计算机执行计算机程序提供相应的技术参数。

进一步地，所述通信单元包括第一连接器、第二连接器、第二计算机、第二程序存储器和第二参数存储器，通信单元通过第一连接器与控制装置电连接，所述通信单元通过第二连接器与外部设备电连接，第二程序存储器和第二参数存储器均与所述第二计算机电连接，所述第二计算机通过内部硬件接口与第一连接器相连，所述第二计算机通过外部硬件接口与外部设备电连接。

进一步地，所述通信单元中安装有安全芯片，所述外部设备在连接电子设备时，需要对所述外部设备进行安全认证，所述安全芯片选用TCM安全芯片。

本实用新型实施例具有如下优点：

本实用新型实施例公开的电子设备可以对工业电源输出电流改变；电子设备通过通信单元可以同时跟多个外部设备进行数据交换；直接由控制计算机的计算机程序来实现电子过流保护，不需要附加的硬件就可以实现。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施例提供的电子设备和通信单元的电路图；

图2为本实用新型实施例提供的一种用于工业控制系统的电子装置的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的通信单元示意图。

图中：1、电子设备；2、壳体；3、通信单元；4、输出端子；5、输入端子；6、第一计算机；7、数据总线；8、外部设备；9、输出接口；10、输入接口；11、第一程序存储器；12、第一参数存储器；13、一次侧部件；14、变压器；15、二次侧部件；16、控制装置；31、第一连接器；32、内部硬件接口； 33、第二计算机；34、第二程序存储器；35、第二参数存储器；36、外部硬件接口；37、第二连接器。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种用于工业控制系统的防护装置包括电子设备1，所述电子设备1包括壳体2、控制装置16和通信单元3。电子设备1与电源系统相连，电子设备1将电源系统经输入接口10输入的电能转化为输出接口9需要的电流，控制装置16安装于壳体2内部，所述控制装置16通过所述通信单元3和外部设备8相连。所述控制装置16包括用于存储计算机程序的第一程序存储器11、用于执行计算机程序的第一计算机6和第一参数存储器12，所述第一参数存储器12与所述第一计算机6相连，所述第一参数存储器12为第一计算机6执行计算机程序提供相应的技术参数，所述第一程序存储器11的数量不少于一个，第一计算机6具有控制电子设备1中电源功能的软件控制功能，例如保持输出电压U和/或输出电流I恒定的控制功能。所述壳体2内安装有与第一计算机6相连的电力电子元件，所述电力电子元件用于控制电源输出的电流和电压，所述电子设备1的通过输入接口10和输出接口9与电源系统相连。

第一计算机6与所述通信单元3电连接，所述第一计算机6通过所述通信单元3与所述外部设备8进行数据传输。电子设备1通过通信单元3或数据总线7与不少于一个的外部设备8同时电连接并进行数据通信。

电力电子元件包括一次侧部件13和二次侧部件15，所述一次侧部件13 和所述二次侧部件15之间设置有变压器14，所述一次侧部件13与所述输入接口10相连，所述二次侧部件与所述输出接口9相连。

外部设备8通过通信单元3接收来自外部设备8的控制命令，并根据控制命令输出端子4，或外部设备8通过通信单元3从输入端子5读取输入值。第一计算机6通过通信单元3接收来自外部设备8的输出命令，从输入端子5 读取输入值，并通过响应信息传送输入值。此外，输出端子4或输入端子5 的功能可以通过存储在第一参数存储器12中的参数来设置。

通信单元3包括第一连接器31、第二连接器37、第二计算机33、第二程序存储器34和第二参数存储器35，通信单元通过第一连接器31与控制装置 16电连接，所述通信单元3通过第二连接器37与外部设备8电连接，第二程序存储器34和第二参数存储器35均与所述第二计算机33电连接，所述第二计算机33通过内部硬件接口32与第一连接器31相连，所述第二计算机33 通过外部硬件接口36与外部设备8电连接。通信单元3具有网关功能，可以提供外部设备8使用的外部通信协议和/或物理层协议与通信单元3和第一计算机6之间使用的内部通信协议和/或物理层之间的双向转换，这种双向转化由第二计算机33执行和控制。第二计算机33通过内部硬件接口32与第一连接器31相连，第二计算机33通过外部硬件接口36与第二连接器37相连，内部硬件接口32可用于第二计算机33与使用的内部物理层之间的硬件信号适配，外部硬件接口36可用于控制外部物理层之间的硬件信号的适配。

通信单元中安装有安全芯片，所述外部设备8在连接电子设备1时，需要对所述外部设备8进行安全认证，所述安全芯片选用TCM安全芯片。安全芯片就是可信任平台模块，是一个可独立进行密钥生成、加解密的装置，内部拥有独立的处理器和存储单元，可存储密钥和特征数据，为电脑提供加密和安全认证服务。用安全芯片进行加密，密钥被存储在硬件中，被窃的数据无法解密，从而保护商业隐私和数据安全。

第一计算机6和外部硬件接口36之间的接口连接可以设计呈具有传输线 Tx和接收线Rx的串行接口形式，在图1中示出了电源线Vcc、接地线GND 和I/O口。I/O口可以设置为出入端口或者输出端口，I/O口作为输出端口可以用来控制外部硬件接口36的控制口，设置数据发送/接收的传输方向；I/O口作为输入端口可以用来读取数字和模拟信号。基于硬件的检测电路，控制装置 16可以检测通信单元3是否与电子装置相连。

基于硬件的检测电路将检测信号分配给电子设备1，电子设备1中设置有电阻R2，电阻R2在Vcc和I/O端口之间建立连接。在通信单元3中设置有 R1，电阻R1在GND和I/O端口之间建立连接。第一计算机6可以从通过I/O 端口读取的电压电平，进而识别出由于电阻比R1/R2而设定的通信单元3。

通信单元3可以通过插头连接的方式从外部插入到电子设备1的外壳中，这样使通信单元3更换安装方便，且不需要借助任何工具。例如，通信单元3 通过闩锁构件套接在电子设备1的壳体2上，进而通信单元3固定于壳体2 上。

外部设备8可以是任何计算机，如笔记本电脑或PC端；外部设备8也可以是可编程逻辑控制系统的控制设备或该可编程逻辑控制系统的任何其他设备。外部设备8在通过通信单元3访问电子设备1时，通过安全芯片进行密码认证，避免操作错误或电子设备1被操纵，提高电子设备1的安全性。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims

1.一种用于工业控制系统的防护装置，其特征在于：包括电子设备，所述电子设备包括壳体、控制装置和通信单元，所述控制装置安装于所述壳体内部，所述控制装置通过所述通信单元和外部设备相连，所述控制装置包括用于存储计算机程序的第一程序存储器和用于执行计算机程序的第一计算机，所述第一程序存储器的数量不少于一个，所述壳体内安装有与第一计算机相连的电力电子元件，所述电力电子元件用于控制电源输出的电流和电压，所述电子设备的通过输入接口和输出接口与电源系统相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于工业控制系统的防护装置，其特征在于：所述第一计算机与所述通信单元电连接，所述第一计算机通过所述通信单元与所述外部设备进行数据传输。

3.根据权利要求1所述的一种用于工业控制系统的防护装置，其特征在于：所述电子设备通过数据总线与不少于一个的外部设备同时进行数据通信。

4.根据权利要求1所述的一种用于工业控制系统的防护装置，其特征在于：所述电力电子元件包括一次侧部件和二次侧部件，所述一次侧部件和所述二次侧部件之间设置有变压器，所述一次侧部件与所述输入接口相连，所述二次侧部件与所述输出接口相连。

5.根据权利要求1所述的一种用于工业控制系统的防护装置，其特征在于：所述控制装置还包括第一参数存储器，所述第一参数存储器与所述计算机相连，所述第一参数存储器为第一计算机执行计算机程序提供相应的技术参数。

6.根据权利要求1所述的一种用于工业控制系统的防护装置，其特征在于：所述通信单元包括第一连接器、第二连接器、第二计算机、第二程序存储器和第二参数存储器，通信单元通过第一连接器与控制装置电连接，所述通信单元通过第二连接器与外部设备电连接，第二程序存储器和第二参数存储器均与所述第二计算机电连接，所述第二计算机通过内部硬件接口与第一连接器相连，所述第二计算机通过外部硬件接口与外部设备电连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于工业控制系统的防护装置，其特征在于：所述通信单元中安装有安全芯片，所述外部设备在连接电子设备时，需要对所述外部设备进行安全认证，所述安全芯片选用TCM安全芯片。