CN2705957Y - 一种现场总线通讯协议转换接口模块 - Google Patents

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朱文灏
胡景泰
陈春
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Abstract

本实用新型涉及一种MODBUS－TCP/IP现场总线通讯协议转换接口模块。该接口模块在硬件方面以串行通讯接口和以太网通讯接口，包括集成RS－485和以太网接口以及协议转换微处理器去实现RS－485串行接口和以太网接口的连接，为了达到协议的成功转换，还嵌入了通讯软件和上位机监控软件，从而实现了两类网络的数据对接，并提供了友好的上位机人机界面便于用户对数据进行监控。该种形式通讯协议转换接口模块适用于具有ModBus通讯接口设备联入以太网，通过以太网监控；也适用于个人PC或工控机监控ModBus网络或具有ModBus通讯接口的设备，具有很好的推广应用前景。

Description

一种现场总线通讯协议转换接口模块
技术领域
本实用新型涉及一种现场总线通讯协议转换接口模块，更确切地说涉及一种ModBus-TCP/IP现场总线通讯协议转换接口模块，属于现场总线技术领域。
技术背景
目前，在中国国内和国际上使用工业控制类可通讯产品大多使用ModBus通讯协议，由于该协议是一种比较简单的串口通讯协议，不能满足日益高速和数据传输量的通讯网络的发展。TCP/IP协议是广泛使用的互联网络协议，具有传输速率高数据量大的特点。应用TCP/IP协议于工控现场总线领域已是总线通讯发展的趋势。通过使用该产品可使原有的带ModBus通讯协议的工控产品接入以太网从而便于组建性能优越的以太网总线系统。该产品在提高通讯性能增强网络应用的等方面均具有新颖性。
当前，ModBus-TCP/IP国外和台湾地区有类似产品，如台湾MOXA公司有类似产品，功能也较强，但需要用户自编程序以配合具体应用，也就是要求串口通讯协议需要用户编写载入。
发明内容
本实用新型的目的在于提供了一种将带有ModBus接口的产品方便地接入以太网的方法，从而扩大了监控系统的范围，克服了ModBus总线通信距离短的缺点；上位机采用了基于WEB的人机界面实时刷新显示，提供了便利的监控环境；而且体积小便于安装。
为了达到上述目的，本实用新型的解决方案是：在硬件方面以串口和以太网通讯接口，包括集成RS-485串行通讯接口和以太网通讯接口以及协议转换微处理器，去实现RS-485串行通讯和以太网通讯接口的连接，为了达到协议的成功转换，本实用新型还嵌入了通讯软件和上位机监控软件，从而实现了两类网络的数据对接，上位机监控软件提供了友好的人机界面。
本实用新型的有益效果：该通讯协议转换接口模块，解决了ModBus通讯接口设备联入以太网，通过以太网监控，也适用于个人PC或工控机监控ModBus网络，具有广泛的使用范围，其效益是显而易见的。
附图说明
图1为实用新型应用于ModBus-TCP/IP通讯协议转换接口模块的监控系统的电气线路框图；
图2为图1框图的线路框图；
图3为图1框图的软件原理框图；
图4为图1实际线路示意图；
图5为本实用新型的通讯协议转换接口模块的主程序流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作比较详细说明。
参照图1，这是本实用新型的系统原理图，有以下几个部分组成。其中PC客户端既可以在INTERNET的范围内也可在ETHERNET局域网的范围内和ModBus-TCP/IP通讯协议转换模块通信，通过ModBus-TCP/IP模块来间接地监测控制现场设备；ModBus-TCP/IP模块可以将带有ModBus通信接口的现场设备方便了接入以太网，通过Ethernet接口来接收客户端发来的含有监控指令的TCP/IP数据帧，取出其中的监控数据组成Modbus数据帧，通过Modbus接口发送给现场设备，然后再将现场设备反馈回来的信息发送到客户端人机界面。
参照图2，这是本实用新型的电气原理框图。电气包括微处理器MCU1、以太网控制器2、E2PROM3、RS485接口4、RJ45接口5、ModBus网络6、以太网7，其中以太网控制器RTL8019AS、RJ45构成了10MbpsEthernet接口，实现了网络通信协议的数据链路层和物理层功能；E2PROM可以用来存储象网页之类的文件；RS485接口芯片(例如M75176P芯片)实现了Modbus通信接口；MCU主要用来执行TCP/IP协议、Modbus协议以及两者之间的转换程序。
参照图3，这是本实用新型的软件原理框图。软件程序有三个模块组成，第一部分是实现在Ethernet构架上使用TCP/IP通信协议的数据帧的收发和实现TCP/IP协议；第二部分是实现Modbus数据帧的收发；第三部分是实现TCP/IP数据帧转换成Modbus数据帧或将Modbus数据帧转换成TCP/IP数据帧。
参照图4，这是本实用新型硬件中Modbus接口电路、TCP/IP接口电路和主CPU、ROM、RAM电路原理图。
参照图5，这是本实用新型的通讯转换模块的主程序流程图。流程按附图4步骤进行，这里不再说明。

Claims (3)

1.一种现场总线通讯协议转换接口模块，其特征在于：它包括集成RS-485串行通讯接口和以太网通讯控制器、E2PROM、以太网硬件接口以及协议转换微处理器MCU，所述的接口模块实现了RS-485串行通讯和以太网通讯接口的连接，为了达到协议的转换实现两类数据的对接，在MCU微处理器里还嵌入了通讯软件及上位机监控软件。
2.如权利要求1所述的现场总线通讯协议转换接口模块，其特征在于：所述的同一接口模块上集成了两种不同的通讯接口，即MODBUS接口和TCP/IP接口。
3.如权利要求1所述的现场总线通讯协议转换接口模块，其特征在于：一片八位芯片上实现了ModBus-TCP/IP两种相对独立的通讯协议，达到了数据交换的目的。
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