一种基于ip协议来通信的智能自动化网络的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及自动化领域，特别涉及一种基于IP协议来通信的智能自动化网络。
【背景技术】
[0002]传统的自动化网络中，要实现自动化控制，必须将现场的各种终端设备如检测元件或执行部件利用信号线与各控制器单元连接来实现现场的各种控制调整，各控制器单元再通过光纤或其它通信总线与以太网连接来实现远程控制，开关电源只能作为单纯的供电设备进行供电，无法实现电力供应的优化配置。所以会出现生产现场的电源线、数据线相互交错，接线繁复的情况，不仅布线复杂度大，出故障机率相应也高。
[0003]现场检测元件或执行部件的信号传输有的是模拟量传输，有的是数字量传输，信号传输标准不统一，要实现自动化控制需要区别各终端设备的信号传输特性，并采用单独的转换设备来统一信号传输标准，才能实现自动控制。同时由于终端设备本身不具备任何智能，就算是一些简单的超值警告，往往也要依赖于上层控制器上的执行逻辑来进行，更无法进行主动故障诊断，一旦检测元件或执行机构出现问题，往往无法及时发现问题，要等到造成了后果以后才能被发现。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于IP协议来通信的智能自动化网络，采用智能自动化电源和智能自动化终端组成现场网络，通过电力线实现智能自动化电源与智能自动化终端之间的电力供应和数据交换，同时通过智能自动化电源中集成的以太网网关实现远程中央控制台对各现场网络的监控、配置及相关控制。
[0005]为达到上述目的，本发明的技术方案如下:一种基于IP协议来通信的智能自动化网络，所述智能自动化网络包括:一个或多个现场网络，每个所述现场网络包括用于对现场设备进行检测和/或控制的多个智能自动化终端和用于通过供电线路向所述智能自动化终端输出电力和逻辑控制指令的带以太网关模块的智能自动化电源冲央控制台通过以太网总线连接所述智能自动化电源并且对每个所述智能自动化电源实施监控、配置及控制；所述中央控制台、智能自动化电源以及智能自动化终端采用IP协议进行相互数据交换。
[0006]优选的，所述智能自动化终端包括集成于一体的检测/执行终端、转换器模块、智能控制模块、终端系统总线和第一通信模块，其中所述检测/执行终端用于现场设备信息的检测或调整，并发送或接收用于检测或执行的物理信号，包括与所述转换器模块分别电连接的检测元件和/或执行部件；
所述转换器模块用于接收所述检测元件所发送的物理信号、将模拟状态的物理信号转换为数字信号并将其传输给所述智能控制模块，或接收所述智能控制模块所传输的数字信号后将其转换为模拟信号并发送给所述执行部件，所述转换器模块通过所述系统总线与所述智能控制模块通讯连接；
所述智能控制模块用于接收所述转换器模块发送的数字信号并进行相应的数据处理或将控制信息发送给所述转换器模块进行信号转换，所述智能控制模块还根据预设的条件进行简单逻辑判断和控制，所述智能控制模块还将处理信息进行存储并经过适当的协议栈转换后与外部信息网络进行数据交换；
所述第一通信模块用于所述智能控制模块与所述现场网络之间的通信和数据交换通道，所述第一通信模块通过所述终端系统总线与所述智能控制模块通讯连接。
[0007]优选的，所述智能自动化电源包括集成于一体的开关电源模块、中央处理模块、电源系统总线和第二通信模块，其中所述电源系统总线分别与所述开关电源模块、所述中央处理模块和所述第二通信模块通信连接，用于所述中央处理模块与所述开关电源模块之间、所述中央处理模块与所述第二通信模块之间的信息传输通道；
所述第二通信模块还与所述第一通信模块通信连接，用于采集所述智能自动化终端的设备编号及用电功率等信息或与所述智能自动化终端进行信息交换；
所述中央处理模块用于对输出功率进行优化控制；接收所述第二通信模块所提供的数据信息并作出相应逻辑控制和处理；以及通过所述第二通信模块对所述智能自动化电源连接的所述智能自动化终端发出各种控制指令。
[0008]优选的，所述第一通信模块为第一电力线通信模块即第一 PLC模块，所述第二通信模块为第二电力线通信模块即第二 PLC模块，所述第一 PLC模块通过供电线路与所述第二 PLC模块通信连接，所述第一 PLC模块将所述控制模块的终端配置信息和处理信息调制为第一载波信号通过供电线路发送给所述第二 PLC模块，同时接收所述第二 PLC模块加载于所述供电线路上的第二载波信号并解调为所述控制模板所识别的指令信息；所述第二PLC模块接收所述第一PLC模块加载于供电线路上的所述第一载波信号并将其解调为IP数据包发送给中央处理模块进行处理，或将所述中央处理模块所处理后的IP数据包调制为所述第二载波信号并通过供电线路发送给所述第一 PLC模块。
[0009]优选的，所述第一通信模块与所述第二通信模块均为RS485通信模块，所述智能自动化终端与所述智能自动化电源通过RS485总线进行通信和信息交换。
[0010]优选的，所述第一通信模块与所述第二通信模块的网络通信协议采用TCP/IP协议。
[0011]优选的，所述网络通信协议在TCP/IP协议的基础上还集成了 ModbUS-TCP协议或PR0FINET 协议或 FOUNDAT1N Fieldbus HSE 协议。
[0012]优选的，所述智能控制模块包括微控制器、可擦写存储器及保存在所述可擦写存储器中的系统固件和配置参数，所述微控制器可依据所述系统固件和元件特性参数进行线性化运算和校正，以及量程变换运算；可依据所述系统固件所定义的网络通信协议栈将数据打包或解包以便与外部信息网络进行网络通信；可对接收的信息进行逻辑判断和控制处理；可根据所设定的频次参数、特性参数和诊断数据对所述检测元件或执行部件进行故障诊断和分析；还可将接收到的数据、配置参数、处理结果等各种信息存储于所述可擦写存储器中。
[0013]优选的，所述转换器模块包括用于接收模拟信号输入的放大器和模-数转换器单元、用于输出模拟信号的数-模转换器和驱动器单元和用于开关量输入输出的通用输入输出单元中的一种、两种或三种的组合。
[0014]优选的，所述智能自动化终端还集成有包括供电控制模块。
[0015]优选的，所述智能自动化电源还包括以太网网关，所述中央处理模块通过该网关与所述中央控制台或其它所述现场网络之间进行网络通信。
[0016]优选的，所述智能自动化网络还包括有中央数据库，所述中央数据库与以太网总线通信连接，用于存储所述智能自动化网络中所产生的全部信息。
[0017]优选的，所述现场网络通过以太网总线直接与企业信息化系统通信连接，用于直接调用所述智能自动化终端和智能自动化电源的现场运行状况。
[0018]优选的，所述智能自动化网络还包括与所述现场网络并列设置的传统网络通讯网关，所述传统网络通讯网关连接有用于现场检测或控制执行的检测设备或执行设备，所述检测设备或执行设备通讯连接可编程控制器所述可编程控制器通过所述网络通讯网关与所述总控制中心通讯连接。
[0019]采用以上技术方案的有益效果是:采用智能自动化电源与多个智能自动化终端组成现场网络，智能自动化电源不仅作为开关电源对智能自动化终端进行供电，还采用电力线通信技术通过直流供电线路实现与智能自动化终端之间的数据交换，实现功率输出优化控制和对智能自动化终端发出各种控制指令，改善了原来自动化控制网络现场的电源线、数据线相互交错，接线繁复的情况；智能自动化电源集成的以太网网关功能，使得各现场网络与中央控制台接入以太网组成智能自动化网络平台，可以实现由中央控制台对现场网络进行远程监视和控制。同时智能自动化终端、智能自动化电源和中央控制台均采用IP协议进行数据交换，各智能自动化电源之间也可以通过以太网进行相互的通信，甚至相互后备替代部分功能，使智能自动化网络平台具有了一定程度上的容错和自愈能力。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例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本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本发明一种基于IP协议进行来通信的智能自动化网络的实施例1的结构原理框图；
图2为本发明的实施例1的智能自动化电源的