一种可配置的现场总线系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种可配置的现场总线系统，所述现场总线系统包括配置单元、主控制器和现场总线，配置单元中设置有协议库，配置单元用于根据用户的需求从协议库中选择相应的协议、对该协议进行指令和运行参数配置、并将选择的协议及与该协议对应的指令和运行参数发送给主控制器，主控制器用于根据配置单元选择的协议及与该协议对应的指令和运行参数形成现场协议栈，并根据现场协议栈对现场总线进行硬件接口配置。本实用新型提出了一种现场总线可配置的方案，能够根据用户需求对协议进行选择和指令参数的配置，实现了现场总线的可配置功能，满足了用户的多样性需求，增强了产品的竞争力。
【专利说明】
一种可配置的现场总线系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及通讯技术领域，尤其涉及一种可配置的现场总线系统。
【背景技术】
[0002]现场总线技术目前被广泛使用到可编程逻辑器件(PLC)系统中，用来实现主控制器和现场采集及执行单元的串行通信。现场总线技术极大的方便了现场布线，并且通过使用通用的串行收发技术，可以在降低成本的同时提高传输的速率。
[0003]目前的PLC系统中支持各种各样的现场总线，而现场的仪表单元也是支持不同的现场总线，这样就存在需要PLC控制器和仪表必须使用同一总线的需求。然而，每个PLC控制器支持的现场总线都是确定的，可能不支持仪表使用的现场总线，那么用户就需要作出选择，要么换PLC，要么换仪表。
[0004]由于现场总线技术比较复杂，尤其作为PLC主控制器中使用的主栈技术更为复杂，目前绝大多数的现有技术都是采用直接将协议栈实现后作为固件运行在控制器的CPU中。这样的方式导致的弊端是PLC主控制器支持的协议是固定的，不能够根据用户的需求进行配置，如果用户需要使用其他的现场总线，那么就需要选择其他的PLC，或者厂家需要重新开发用户需要的现场总线协议栈。
[0005]因此，如何实现可配置的现场总线系统，是本领域亟待解决的技术问题。
【实用新型内容】
[0006]有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可配置的现场总线系统，以实现现场总线的可配置功能，满足用户的多样性需求。
[0007]为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0008]—种可配置的现场总线系统，包括配置单元、主控制器和现场总线，所述配置单元中设置有协议库，所述配置单元用于根据用户的需求从所述协议库中选择相应的协议、对该协议进行指令和运行参数配置、并将选择的协议及与该协议对应的指令和运行参数发送给所述主控制器，所述主控制器用于根据所述配置单元选择的协议及与该协议对应的指令和运行参数形成现场协议栈，并根据所述现场协议栈对所述现场总线进行硬件接口配置。
[0009]优选地，所述配置单元包括用户逻辑子单元和配置选择子单元，所述用户逻辑子单元用于根据用户的需求提取出用户的选择信息，并将所述选择信息发送给所述配置选择子单元，所述配置选择子单元用于根据所述选择信息从所述协议库中选择相应的协议，并对该协议进行指令和运行参数配置。
[0010]优选地，所述主控制器中设置有运行库，所述主控制器根据所述现场协议栈加载所述运行库中的程序，以对所述现场总线进行硬件接口配置。
[0011]优选地，所述现场总线包括接口端，所述接口端包括数字输入接口、数字输出接口、模拟输入接口和模拟输出接口，所述数字输入接口和所述模拟输入接口用于与外部采集设备相连，所述数字输出接口和所述模拟输出接口用于与外部执行设备相连。
[0012]优选地，所述配置单元通过可编程的组态模块实现。
[0013]优选地，所述现场总线系统还包括与所述主控制器相连的外部接口，所述外部接口用于向所述主控制器输入预定的协议及与该协议对应的指令和运行参数。
[0014]优选地，所述外部接口用于与以太网或者USB设备相连。
[0015]优选地，所述主控制器为可编程逻辑控制器。
[0016]本实用新型针对目前现场总线存在多个标准、适配困难的现状，提出了一种现场总线可配置的方案，能够根据用户需求对协议进行选择和指令参数的配置，实现了现场总线的可配置功能，满足了用户的多样性需求，增强了产品的竞争力。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型实施例所提供的可配置的现场总线系统的结构示意图之一；
[0018]图2为本实用新型实施例所提供的可配置的现场总线系统的结构示意图之二。
[0019]图中:1、配置单元；11、协议库；12、用户逻辑子单元；13、配置选择子单元;2、主控制器;21、运行库;22、现场协议栈;3、现场总线;31、数字输入接口； 32、数字输出接口； 33、模拟输入接口；34、模拟输出接口 ；4、外部接口。
【具体实施方式】
[0020]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
[0021]本实用新型首先提供了一种可配置的现场总线系统，如图1和图2所示，所述现场总线系统包括配置单元1、主控制器2和现场总线3，配置单元I中设置有协议库11，配置单元I用于根据用户的需求从协议库11中选择相应的协议、对该协议进行指令和运行参数配置、并将选择的协议及与该协议对应的指令和运行参数发送给主控制器2，主控制器2用于根据配置单元I选择的协议及与该协议对应的指令和运行参数形成现场协议栈22，并根据现场协议栈22对现场总线3进行硬件接口配置，这里主要指硬件I/O组态配置。
[0022]本实用新型针对目前现场总线存在多个标准、适配困难的现状，提出了一种现场总线可配置的方案，通过配置单元I的作用，能够根据用户需求对协议进行选择和指令参数的配置，实现了现场总线3的可配置功能，满足了用户的多样性需求，增强了产品的竞争力。
[0023]这里的主控制器2优选为可编程逻辑控制器(PLC)。所述协议包括过程现场总线协议(PROFIBUS )、网络通讯协议(MODBUS)、控制局域网络的高层通讯协议(CAN0PEN)等，可以根据用户的不同需求进行配置，避免了频繁更换主控制器、更换外接设备、或者重新开发协议的繁琐过程，有效节约了成本，提高了产品的市场竞争力。
[0024]进一步地，如图2所示，配置单元I包括用户逻辑子单元12和配置选择子单元13。其中，用户逻辑子单元12用于根据用户的需求提取出用户的选择信息，并将所述选择信息发送给配置选择子单元13，配置选择子单元13用于根据所述选择信息从协议库11中选择相应的协议，并对该协议进行指令和运行参数配置。
[0025]优选地，主控制器2中设置有运行库21，主控制器2根据现场协议栈22加载运行库21中的程序，以对现场总线3进行硬件接口配置。
[0026]在本实用新型中，现场总线3包括接口端，所述接口端包括数字输入接口31、数字输出接口 32、模拟输入接口 33和模拟输出接口 34。其中，数字输入接口 31和模拟输入接口 33用于与外部采集设备相连，数字输出接口 32和模拟输出接口 34用于与外部执行设备相连。
[0027]所述外部采集设备包括各类信号采集设备，所述外部执行设备包括各类功能执行设备。
[0028]优选地，作为本实用新型的一种实现方式，配置单元I通过可编程的组态模块实现。更具体地，配置单元I可以采用设置在智能设备(例如PC)端的组态软件实现。
[0029]更进一步地，如图1所示，本实用新型所提供的现场总线系统还包括与主控制器2相连的外部接口 4，外部接口 4用于向主控制器2输入预定的协议及与该协议对应的指令和运行参数。外部接口 4用于与以太网或者USB设备相连。
[0030]也就是说，本实用新型不仅可以通过配置单元I实现总线协议的配置，还可以通过外部接口 4直接向主控制器2输入预定的协议，满足了用户的多样性需求。
[0031]相应的，基于上述可配置的现场总线系统的配置方法包括以下步骤:
[0032]用户确定需要使用的协议(Protocol);
[0033]配置单元I从自身的协议库11中根据用户的需求选择相应的协议，对选择的协议进行指令和运行参数配置，并将选择的协议及与该协议对应的指令和运行参数发送给主控制器2 ；
[0034]主控制器2根据配置单元I选择的协议及与该协议对应的指令和运行参数形成现场协议栈22，并根据现场协议栈22对现场总线3进行硬件接口(I/O)配置。
[0035]进一步地，主控制器2中设置有运行库21，主控制器2根据现场协议栈22对现场总线3进行硬件接口配置的步骤包括:
[0036]主控制器2根据现场协议栈2加载运行库21中的程序(例如在组态中加载相应的配置界面)，并利用加载的程序对现场总线3进行硬件接口配置。
[0037]需要说明的是，本实用新型的上述步骤既可以通过用户手动完成，也可以设置配置单元I和主控制器2自动完成，用户可根据实际应用场景进行选择。此外，在本实用新型中，配置单元I和主控制器2均具备可下载功能，即用户可以在每一步完成后对相关的数据进行下载。
[0038]可以看出，本实用新型针对目前现场总线适配困难的现状，提出了一种现场总线可配置的方案，能够根据用户需求对协议进行选择和指令参数的配置，实现了现场总线的可配置功能，满足了用户的多样性需求，增强了产品的竞争力。
[0039]以上所述的【具体实施方式】，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的【具体实施方式】而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种可配置的现场总线系统，其特征在于，包括配置单元、主控制器和现场总线，所述配置单元中设置有协议库，所述配置单元用于根据用户的需求从所述协议库中选择相应的协议、对该协议进行指令和运行参数配置、并将选择的协议及与该协议对应的指令和运行参数发送给所述主控制器，所述主控制器用于根据所述配置单元选择的协议及与该协议对应的指令和运行参数形成现场协议栈，并根据所述现场协议栈对所述现场总线进行硬件接口配置。2.根据权利要求1所述的现场总线系统，其特征在于，所述配置单元包括用户逻辑子单元和配置选择子单元，所述用户逻辑子单元用于根据用户的需求提取出用户的选择信息，并将所述选择信息发送给所述配置选择子单元，所述配置选择子单元用于根据所述选择信息从所述协议库中选择相应的协议，并对该协议进行指令和运行参数配置。3.根据权利要求1所述的现场总线系统，其特征在于，所述主控制器中设置有运行库，所述主控制器根据所述现场协议栈加载所述运行库中的程序，以对所述现场总线进行硬件接口配置。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的现场总线系统，其特征在于，所述现场总线包括接口端，所述接口端包括数字输入接口、数字输出接口、模拟输入接口和模拟输出接口，所述数字输入接口和所述模拟输入接口用于与外部采集设备相连，所述数字输出接口和所述模拟输出接口用于与外部执行设备相连。5.根据权利要求1至3中任意一项所述的现场总线系统，其特征在于，所述配置单元通过可编程的组态模块实现。6.根据权利要求1至3中任意一项所述的现场总线系统，其特征在于，所述现场总线系统还包括与所述主控制器相连的外部接口，所述外部接口用于向所述主控制器输入预定的协议及与该协议对应的指令和运行参数。7.根据权利要求6所述的现场总线系统，其特征在于，所述外部接口用于与以太网或者USB设备相连。8.根据权利要求1至3中任意一项所述的现场总线系统，其特征在于，所述主控制器为可编程逻辑控制器。
【文档编号】G05B19/05GK205594417SQ201620312192
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月15日
【发明人】宋晋泉
【申请人】北京开疆智能自动化科技有限公司