TWI683220B - 通訊閘控制系統 - Google Patents

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TWI683220B
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程明男
丁俊良
黃琮葆
李永富
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科勝科技股份有限公司
智鼎科技股份有限公司
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Abstract

本發明係關於一種通訊閘控制系統，本發明主要係採取全硬體式之訊號處理而非軟體式閘道器，因此佔用系統資源低。且設有主動式訊號獲取單元，與訊號處理硬體連接，藉由該主動式訊號獲取單元，會依照設定主動向下位設備讀取資料而儲存於快閃記憶體。且本發明設有自我診斷單元，可以發揮自我診斷功能，當故障時自動重新啟動。

Description

通訊閘控制系統
本發明係關於一種訊號傳輸與控制器，尤指一種通訊閘控制系統。
通訊閘(Gateway)作為電腦以及相關軟硬體訊息傳輸通道。而各種電腦以及相關軟硬體也因為業界開發許多不同的通訊協定，因此使得彼此之間未必相容，而必須再加裝解碼、編碼等硬體而使得硬體配置相當繁瑣且成本高昂。
也有許多採取所謂程式解碼或藉由程式來處理，如此一來在執行該程式的過程，又會占用處理器之處理資源而相對使得執行速度較慢。且開發多程式也耗費相當多資源與成本。且許多程式之執行還有藉助於電腦作業系統或是其他系統支援，例如往往必須有COM/DCOM安全性設定，此種Distributed Component Object Model(DCOM)也稱為Network OLE，是微軟公司COM規格的網路化版本，而允許COM元件以網路來傳輸資料，而在電腦傳輸資料時，若經過通訊閘，也必須進行安全性設定，也較困擾與繁瑣。因此在支援設備各埠間的數據交換時，Windows作業系統若有升級或改版，也往往需要重新設定。且一般通訊閘採取被動式資料供應，執行速度受制於所連結之電腦相關硬體之運行速度。
有鑑於先前技術之問題，本發明人認為應有一種改善之系統，為此設計一通訊閘控制系統，包括一主體單元，該主體單元分別設有：一訊號處理硬體：本發明之訊號處理硬體採取全硬體式，佔用系統資源低；一主動式訊號獲取單元，與該訊號處理硬體連接；一快閃記憶體(Flash Memory)，與該主動式訊號獲取單元連接；一自我診斷單元，與該訊號處理硬體電性連接：一時間校正單元，與該訊號處理硬體電性連接且該主體單元設有複數連接埠，且設有複數容錯式DC電源輸入埠。
本發明係採取全硬體式，而非軟體式閘道器，因此佔用系統資源低。且因硬體式，而不受其他所連接之電腦等硬體之作業系統之影響，例如不因Windows作業系統升級影響，且免除COM/DCOM安全性設定困擾。且設有該主動式訊號獲取單元，與該訊號處理硬體連接，藉由該主動式訊號獲取單元，會依照設定主動向下位設備讀取資料而儲存於該快閃記憶體。且本發明設有該自我診斷單元，可以發揮自我診斷功能，當故障時自動重新啟動。且本發明設有該時間校正單元而具備時間校正同步能力，確保系統運轉時間一致，且可以設定設備資料的備份與回復(Import & Export)，並可記錄控制器或設備通訊狀態。
(11)‧‧‧主體單元
(12)‧‧‧訊號處理硬體
(13)‧‧‧主動式訊號獲取單元
(14)‧‧‧快閃記憶體
(15)‧‧‧自我診斷單元
(16)‧‧‧時間校正單元
(17)‧‧‧容錯式DC電源輸入埠
(18)‧‧‧連接埠
(181)‧‧‧網站介面(UI)連接埠
(182)‧‧‧支援OPC Unified Architecture(OPC UA)協定之資料提供介面模組
(183)‧‧‧支援SuiteLink協定之資料提供介面模組
(184)‧‧‧支援Modbus TCP/Serial協定之資料提供介面模組
(185)‧‧‧A可程式控制器(PLC)資料讀取模組
(186)‧‧‧X可程式控制器(PLC)資料讀取模組
(187)‧‧‧乾式幫浦(DPM)資料讀取模組
(188)‧‧‧設備資料讀取模組
(21)‧‧‧網站使用介面
(22)‧‧‧外部裝置
(23)‧‧‧外部裝置
(24)‧‧‧外部裝置
(25)‧‧‧可程式控制器(PLC)
(26)‧‧‧可程式控制器(PLC)
第一圖係本發明之主體單元構造示意圖
第二圖係本發明之連接埠與周邊設備連接示意圖
以下藉由圖式之輔助，說明本發明之系統、特色與實施例，俾使貴審查委員對本發明有更進一步之理解。
請參閱第一圖所示，本發明係關於一種通訊閘控制系統，包括一主體單元(11)設有：一訊號處理硬體(12)，本發明係採取全硬體式，而非軟體式閘道器，因此佔用系統資源低。且因硬體式，而不受其他所連接之電腦等硬體之作業系統之影響，例如不因Windows作業系統升級影響，且免除COM/DCOM安全性設定困擾。
一主動式訊號獲取單元(13)，與該訊號處理硬體(12)連接；以及一快閃記憶體(Flash Memory)(14)，與該主動式訊號獲取單元(13)連接；本發明所設該主動式訊號獲取單元(13)，與該訊號處理硬體(12)連接，藉由該主動式訊號獲取單元(13)依照設定主動向下位設備讀取資料而儲存於該快閃記憶體(14)。
一自我診斷單元(15)，與該訊號處理硬體(12)電性連接：該自我診斷單元(15)，可以發揮自我診斷功能，當故障時自動重新啟動。
一時間校正單元(16)，與該訊號處理硬體(12)電性連接。該時間校正單元(16)具備時間校正同步能力，確保系統運轉時間一致，且可以設定設備資料的備份與回復(Import & Export)，並可記錄控制器或設備通訊狀態。
且該主體單元(11)設有複數連接埠(18)，且設有複數容錯式 DC電源輸入埠(17)。
本發明之該訊號處理硬體(12)(係一OPC Unified Architecture(OPC統一架構)閘道器，免除DCOM設定困擾，不會因為作業升級而導致無法執行，降低與其他軟體相容性問題，減輕系統負荷，減少系統診斷時間，由於上述的優勢，讓維護更加容易。
本發明之該訊號處理硬體(12)係一與控制器通訊涵蓋工業界廣泛與多樣化的通訊傳輸界面，如Schneider Modbus Serial & Ethernet、Rockwell Automation Serial & Ethernet、Siemens Ethernet、GE Serial & Ethernet、Mitsubishi Serial & Ethernet。圖控或其它系統除可透過OPC UA Client取得資訊外，也可透過Modbus TCP/Serial Client與Wonderware SuiteLink、資料庫與SECS/GEM進行資料交換。
且本發明之該訊號處理硬體(12)可診斷每個定義I/O的通訊狀態，充份掌握通訊品質。可設定類比轉換，將原始值轉換為工程值，數據可以直接存至資料庫，無需另行轉換。可設定警戒值，達到警戒值時，發送警報訊號給後端系統運用。
且本發明之該訊號處理硬體(12)可提供巨集功能，可以做內部運算與資料交換，不用電腦就可輕易完成。
請參閱第二圖所示，本發明之該複數連接埠(18)包括：一網站介面(UI)連接埠(181)，以供連接外部之網站使用介面(21)。
一支援OPC Unified Architecture(OPC UA)協定之資料提供介面模組(182)，以供資料傳輸給使用OPC Unified Architecture(OPC UA)協 定之外部裝置(22)；一支援SuiteLink協定之資料提供介面模組(183)；以供資料傳輸給使用SuiteLink協定之外部裝置(23)；SuiteLink為基於TCP/IP的協議，由於完整、大量且容易判讀，因此通常是提供工業需求的協定。
一支援Modbus TCP/Serial協定之資料提供介面模組(184)；以供資料傳輸給使用Modbus TCP/Serial協定之外部裝置(24)；一廠牌A可程式控制器(PLC)資料讀取模組(185)；一廠牌X可程式控制器(PLC)資料讀取模組(186)；本發明可以提供二個以上的可程式控制器(PLC)(25)、(26)。且該二個廠牌之可程式控制器(PLC)(25)、(26)也可以互相為同樣的協定。一乾式幫浦(DPM)資料讀取模組(187)；本發明可以提供乾式幫浦(DPM)之資料讀取，該乾式幫浦(DPM)又稱為液壓隔膜式系列計量泵。乾式幫浦(DPM)是利用Modicon公司所制定的Modbus通訊協定。此種協定已經成為工業領域通訊協定的業界標準。
本發明尚可連接其他設備資料讀取模組(188)。
綜上所述，本發明確實符合產業利用性，且未於申請前見於刊物或公開使用，亦未為公眾所知悉，且具有非顯而易知性，符合可專利之要件，爰依法提出專利申請。惟上述所陳，為本發明產業上一較佳實施例，舉凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化，皆屬本案訴求標的之範疇。
(181)‧‧‧網站介面(UI)連接埠
(182)‧‧‧支援OPC Unified Architecture(OPC UA)協定之資料提供介面模組
(183)‧‧‧支援SuiteLink協定之資料提供介面模組
(184)‧‧‧支援Modbus TCP/Serial協定之資料提供介面模組
(185)‧‧‧A可程式控制器(PLC)資料讀取模組
(186)‧‧‧X可程式控制器(PLC)資料讀取模組
(187)‧‧‧乾式幫浦(DPM)資料讀取模組
(188)‧‧‧設備資料讀取模組
(21)‧‧‧網站使用介面
(22)‧‧‧外部裝置
(23)‧‧‧外部裝置
(24)‧‧‧外部裝置
(25)‧‧‧可程式控制器(PLC)
(26)‧‧‧可程式控制器(PLC)

Claims (4)

  1. 一種通訊閘控制系統，包括一主體單元，該主體單元分別設有：一訊號處理硬體：該訊號處理硬體採取全硬體式，佔用系統資源低；一主動式訊號獲取單元，與該訊號處理硬體連接；一快閃記憶體(Flash Memory)，與該主動式訊號獲取單元連接；一自我診斷單元，與該訊號處理硬體電性連接：一時間校正單元，與該訊號處理硬體電性連接；且該主體單元設有複數連接埠，且設有複數容錯式DC電源輸入埠；且該連接埠包括一支援OPC Unified Architecture(OPC UA)協定之資料提供介面模組，以供資料傳輸給使用OPC Unified Architecture(OPC UA)協定之外部裝置；且該連接埠包括一支援SuiteLink協定之資料提供介面模組，以供資料傳輸給使用SuiteLink協定之外部裝置；且該連接埠包括一支援Modbus TCP/Serial協定之資料提供介面模組；以供資料傳輸給使用Modbus TCP/Serial協定之外部裝置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之通訊閘控制系統，其中該連接埠包括一網站介面(UI)連接埠，以供連接外部之網站使用介面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之通訊閘控制系統，其中該連接埠包括連接一乾式幫浦(DPM)資料讀取模組。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之通訊閘控制系統，其中該連接埠包括一可程式控制器(PLC)資料讀取模組。
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