CN2747793Y - 基于串口服务器的工控网络装置 - Google Patents

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张辉
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Abstract

本实用新型公开了一种基于串口服务器的工控网络装置。它解决了目前传统控制网络危险集中，反映速度慢，不同厂家、不同类型产品难以实现互联的问题，具有结构简单，危险分散，控制分散而操作和管理集中的优点，其多层分级、合作自治的结构型式，实现了异构设备及不同总线之间的组网。其结构为：一种基于串口服务器的工控网络装置，它包括由PC机、PC机外设以太网交换机和工控机组成的以太网通讯控制的单元，以及由可编程控制器和/或智能仪表组成的现场控制单元，其特征是：两单元间由串口服务器联接。

Description

基于串口服务器的工控网络装置
技术领域
本实用新型涉及一种工业控制网络装置，尤其涉及一种用于干粉配料控制系统中所用的基于串口服务器实现异构组网的工控网络装置。
背景技术
目前在工业自动化控制中，传统的控制方式有三种，首先为集中式控制系统，它对目标对象进行集中控制、管理、监控。这种控制系统控制集中，危险集中，一旦控制系统某处出现故障，整个控制系统就瘫痪，可靠性差，不宜采用；其次为集散控制，它把分散的、单回路的测控系统采用计算机进行统一管理，用各I/O模板替代控制室的仪表，利用计算机的强大功能，对被控系统集中进行实时监控、控制、参数调节、警告显示及存储历史数据等操作。但是其通信方式是现场的控制级和检测级采用4～20mA的模拟量通信，现场采集设备所占的比例最大、数量最多，使得一对一的布线方式相当复杂，安装费用增加，维护量加大。而且集散控制是一种封闭专用的、不具有可互操作性的分布式控制系统，开发程度不够，给系统维护及升级带来不便。每台DCS现场控制单元一般要处理十个至几十个控制回路，几十个到几百个控制点，所以每个扫描周期大约在1s左右，很难达到ms级的反映速度；再次为现场总线控制方式，根据国际电工委员会的IEC61158标准的定义，现场总线是一种应用于生产现场，在现场设备之间、现场设备与控制装置之间实行双向、串行、多节点通信的通信网络，是一种通信协议，是适合于工业控制要求的通信网络。它具有高度的分散行，其结构比集散控制系统简化，而且更节约硬件设备，免去了D/A与A/D变换，使仪表精度得到极大的提高，通过将PID功能植入到相应的智能传感器中，使控制周期大为缩短，系统结构简化，便于设计、安装、投入到正常生产运行及检修维护，但目前具有现场总线标准的智能传感器和控制器价格昂贵，不同厂家、不同类型的现有产品难以实现互联。
发明内容
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种利用串口服务器的工控网络装置，实现危险分散、控制分散，而操作和管理集中，能多层分级、合作自治，实现异构设备及不同总线之间组网，是控制系统的网络化管理以及基于以太网实现了无限制距离的系统监控功能。
为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种基于串口服务器的工控网络装置，它包括由PC机、PC机外设、以太网交换机和工控机组成的以太网通讯控制的单元，以及由可编程控制器和/或智能仪表组成的现场控制单元，其特征是：两单元间由串口服务器联接。
所示以太网通讯控制单元包括至少一台PC机，它通过网线与以太网交换机联接，PC机外设为打印机；工控机至少有一台，也与以太网交换机联接，而以太网交换机则与串口服务器的网络接口联接。
现场控制单元包括至少一台人工智能仪表，其采用RS485总线与串口服务器联接；该单元还包含至少一个具有串行通讯功能的可编程控制器PLC，它采用RS232总线与串口服务器联接。
所述串口服务器型号为Moxa NPort5230，它具有10M/100M网络接口以及RS232/RS422/RS485接口。
本实用新型通过串口服务器可构筑自动化领域的开放互联系统，通信协议一致公开，各不同厂家的设备之间可实现信息交换，不同品牌的设备达到最佳的系统集成；实现了工控机IPC集中监视、操作和管理，使得管理与现场分离，管理更能综合化和系统化；达到了分散自治的目的，该系统具有高度的分散性，它可以有现场设备组成自治的控制回路，现场仪表或设备具有高度的智能化与功能自主性，可完成控制的基本功能，并可以随时诊断设备的运行情况。它使得系统控制危险性分散、可靠性高、投资减少、维护方便；采用人工智能AI仪表，其RS485总线对现场环境有较强的适应性数字通讯减少传输误差，使仪表精度得到极大提高，现场设备的智能化，数据的智能化，从根本上提高了测量与控制的准确行；具有串行通讯功能的PLC完成可靠的生产过程控制，满足干粉配料控制系统的自适应控制单元、计量控制单元、误差自动补偿单元的准确性、可靠性、快速反应性要求；具有实时监控能力，由于采用网络通信技术，使得控制与管理都具有实时性，并解决系统的扩充与升级问题，实现柔性、高效、低成本的控制管理；该装置结构简单，操作站通过串口服务器直接与现场仪表及控制器相连，这不仅使系统的可靠性得到提高，使其设计、安装、投运到正常生产运行及检修维护都体现出优越性。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图；
图2为MoxaNPort5230型串口服务器管脚图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
图1中，以太网通讯控制单元包括PC机1，其数量可根据需要来设置；PC机外设2为打印机或其他输出设备，用于输出数据，它们通过网线与以太网交换机4联接，以太网交换机4与工控机3联接，操作员可通过工控机3或PC机1发布命令到串口服务器5；串口服务器5为MoxaNPort5230型，如图2所示，根据控制现场的实际需要也可为其他型号，但应具有10M/100M网络接口以及RS/232/RS422/RS485总线；现场控制单元则是由若干人工智能仪表7和PLC可编程控制器6组成，其中人工智能仪表7应具有RS485/RS422总线接口，可对现场数据进行处理；PLC可编程控制器6带有RS232接口，并具有串行通讯功能。串口服务器5将以太网通讯控制单元和现场控制单元连接在一起，实现了不同厂家设备的异构组网，简化的了控制现场的布线，提高了控制的精度。

Claims (4)

1、一种基于串口服务器的工控网络装置，它包括由PC机(1)、PC机外设(2)、以太网交换机(4)和工控机(3)组成的以太网通讯控制的单元，以及由可编程控制器(6)和/或智能仪表(7)组成的现场控制单元，其特征是：两单元间由串口服务器(5)联接。
2、根据权利要求1所述的基于串口服务器的工控网络装置，其特征是：所示以太网通讯控制单元包括至少一台PC机(1)，它们通过网线与以太网交换机(4)联接，PC机外设(2)为打印机；工控机(3)至少有一台，也与以太网交换机(4)联接，而以太网交换机(4)则与串口服务器(5)的网络接口联接。
3、根据权利要求1所述的基于串口服务器的工控网络装置，其特征是：现场控制单元包括至少一台人工智能仪表(7)，其采用RS485总线与串口服务器(5)联接；该单元还包含至少一个具有串行通讯功能的可编程控制器PLC(6)，它采用RS232总线与串口服务器(5)联接。
4、根据权利要求1或2或3所述的基于串口服务器的工控网络装置，其特征是：所述串口服务器(5)型号为Moxa NPort5230，它具有10M/100M网络接口以及RS232/RS422/RS485接口。
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