一种三辊连轧管机的通讯系统的制作方法
【专利摘要】一种三辊连轧管机的通讯系统，包括：第一PROFINET工业以太网交换机、第二PROFINET工业以太网交换机、第三PROFINET工业以太网交换机、至少一组变频调速装置、第一I/O设备群组、第二I/O设备群组及至少一组智能位置传感器；其中，第一I/O设备群组与第二I/O设备群组分别包括至少一组I/O设备；每组变频调速装置以分组方式连接于第一PROFINET工业以太网交换机；每组智能位置传感器及第一I/O设备群组中的每组I/O设备分别以分组方式连接于第二PROFINET工业以太网交换机；以及，第二I/O设备群组中的每组I/O设备以分组方式连接于第三PROFINET工业以太网交换机。
【专利说明】一种三辊连轧管机的通讯系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种三辊连轧管机的通讯系统，特别是涉及一种基于工业以太网的PR0FINET网络的三辊连轧管机的通讯系统。
【背景技术】
[0002]三辊连轧管机通常包括30多套变频调速装置、10多套远程分布式I/O (输入/输出)设备及20多套智能位置传感器。在现有技术中，通常使用PR0FIBUS网络连接上述各装置组成其通讯网络。PR0FIBUS是一种基于RS485总线技术的、用于设备级控制系统与分散式I/O之间的通讯网络，因此需要把网络内所有网元设备挨个进行串联。这样串联的方式使得当PR0FIBUS网络中的某个个体网元设备出现问题时，将可能影响该网络中其他网元设备。因此，在设计和施工过程中，如何进行网络贯穿都是一个难题，同时也不利于后期的维护工作。
[0003]PR0FINET网络是一种开放的实时工业以太网标准，其基于工业以太网，根据响应时间的不同，可以支持三种通讯方式:TCP/IP标准通讯，实时(RT)通讯及同步实时(IRT)通讯。其中，通过非实时的TCP/IP标准通讯方式，其响应时间可以达到大概IOOms的量级；RT通讯可以在Ims内刷新64个I/O设备；而IRT通讯则可以在Ims内同步150个节点，且抖动精度小于lus。其I/O控制器可以最多连接256个I/O设备，对于整个以太网节点是无限制的。而且I/O控制器间可以实现实时的PROFINET CBA通讯，最小刷新时间为lms。
[0004]PROFINET最突出的特点是其实时性，从过程自动化到工厂自动化再到运动控制，其实时性可以满足各种应用场景的要求。虽然PR0FIBUS也可以实现上述功能，但在实时性较高的场合特别是在运动控制中，PR0FIBUS的性能是无法与PROFINET相比的，无法像PROFINET —样，达到最小实时周期为250us及抖动精度小于Ius的要求。这样使用PROFINET作为通讯网络对限动机构的安全控制起到了有力保证，并使位置信息和装置控制命令的传输更有保障。
[0005]PROFINET另一个突出的特点是基于以太网通讯。首先，借用以太网，可以同时传输TCP/IP数据或者RT数据，如语音、图像等，这是PR0FIBUS所无法比拟的。其次，由于在以太网中，诊断更加灵活，SNMP协议，HTTP协议都可以诊断PN设备，来获取诊断信息。从网络的任何一点，或者通过WLAN，随时随地访问你所需要连接的设备。再次，对于网络的扩展，PR0FIBUS只能机械的增加OLM或R印eater等，而且增加的地点多为固定的，其缺点在设备增容时尤为体现；而PROFINET使用以太网的连接方式，加入交换机，插入网线连接即可。另夕卜，使用PR0FINET，其长距离通讯部分使用光纤，可以使网络的抗干扰性能得到大大提高。
[0006]在所述【背景技术】部分公开的上述信息仅用于加强对本实用新型的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
实用新型内容
[0007]综上，本实用新型提出了一种基于PROFINET网络的三辊连轧管机的通讯系统。[0008]本实用新型的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本实用新型的实践而习得。
[0009]根据本发明的一个方面，本发明提出了一种三辊连轧管机的通讯系统，包括:第一PR0FINET工业以太网交换机、第二 PR0FINET工业以太网交换机、第三PR0FINET工业以太网交换机、至少一组变频调速装置、第一 I/O设备群组、第二 I/O设备群组及至少一组智能位置传感器；其中，所述第一 I/O设备群组与所述第二 I/O设备群组分别包括至少一组I/O设备；所述至少一组变频调速装置中的每一组变频调速装置均设有PR0FINET网络接口，通过该接口，使用以太网电缆组成线型拓扑结构或者星型拓扑结构网络，以分组方式连接于所述第一 PR0FINET工业以太网交换机；所述至少一组智能位置传感器中的每一组智能位置传感器及所述第一 I/O设备群组中的每一组I/O设备均设有PR0FINET网络接口，通过该接口，使用以太网电缆各自组成线型拓扑结构或者星型拓扑结构网络，分别以分组方式连接于所述第二 PR0FINET工业以太网交换机；以及，所述第二 I/O设备群组中的每一组I/O设备均设有PR0FINET网络接口，通过该接口，使用以太网电缆组成线型拓扑结构或者星型拓扑结构网络，以分组方式连接于所述第三PR0FINET工业以太网交换机。
[0010]于一实施例中，所述第一 PR0FINET工业以太网交换机、第二 PR0FINET工业以太网交换机及第三PR0FINET工业以太网交换机之间通过光纤连接，以形成光纤环网。
[0011]于一实施例中，所述第一 PR0FINET工业以太网交换机还可以连接至少一组可编程逻辑控制器，所述至少一组可编程逻辑控制器中的每一组可编程逻辑控制器均设有PR0FINET网络接口，通过该接口，使用以太网电缆组成线型拓扑结构或星型拓扑结构网络后，以分组方式连接于该PR0FINET工业以太网交换机。
[0012]于一实施例中，所述第三PR0FINET工业以太网交换机还可以连接至少一台人机接口设备。
[0013]于一实施例中，所述以太网电缆为型号RJ45的以太网电缆。
[0014]于一实施例中，所述变频调速装置的控制器型号为⑶240或者⑶320的西门子变频器。
[0015]于一实施例中，所述I/O设备为型号为ET200M的西门子分布式I/O设备。
[0016]于一实施例中，所述光纤为50/125或62.5/125的多模玻璃光纤。
[0017]通过本发明提供的通过PR0FINET网络连接的三辊连轧管机通讯系统，沿袭了PR0FINET网络实时性高、承载数据类型多样、诊断灵活、易于扩容及抗干扰能力强等优势，保证了三辊连轧管机通讯系统的稳定，为生产高质量产品提供了有力保障。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型一实施例公开的三辊连轧管机的通讯系统的结构示意图。
[0019]其中，附图标记说明如下:
[0020]I PR0FINET工业以太网交换机
[0021]2变频调速装置
[0022]3 I/O 设备
[0023]4智能位置传感器
[0024]5可编程逻辑控制器[0025]6人机接口设备【具体实施方式】
[0026]现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
[0027]所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本实用新型的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本实用新型的各方面。
[0028]图1为本实用新型一实施例公开的三辊连轧管机的通讯系统的结构示意图。如图1所示，该系统包括三台PROFINET工业以太网交换机1，至少一组变频调速装置2，第一 I/O设备3群组，第二 I/O设备3群组，及至少一组智能位置传感器4。其中，第一 I/O设备3群组与第二 I/O设备3群组中分别包括至少一组I/O设备3。
[0029]三台PROFINET工业以太网交换机I分别设置于现场台、主操作室和电控室。三台PROFINET工业以太网交换机之间可以通过光纤连接，如50/125或62.5/125的多模玻璃光纤，以形成光纤环网，从而实现冗余的光纤网络。多模玻璃光纤价格便宜且具有较高的抗干扰能力，形成光纤环网后其中任意两节点的光纤断掉均不会影响网络正常工作。
[0030]每组变频调速装置2均设有PROFINET网络接口，通过该接口，使用以太网电缆，如RJ45，组成线型拓扑结构或星型拓扑结构网络，以分组方式连接于三台PROFINET工业以太网交换机I中的一台。其中，该变频调速装置2的控制器可以为型号为⑶240或者⑶320的西门子变频器。
[0031]此外，连接于该台PROFINET工业以太网交换机I的设备还可以包括至少一组可编程逻辑控制器5，每组可编程逻辑控制器5可组成线性拓扑结构或者星型拓扑结构的网络后与该台PROFINET工业以太网交换机I相连。
[0032]每组智能位置传感器4及第一 1/0设备3群组中的每组1/0设备3亦均设有PROFINET网络接口，通过该接口，使用以太网电缆，如RJ45，各自组成线型拓扑结构或星型拓扑结构网络后，分别以分组方式连接于三台PROFINET工业以太网交换机I中的另一台。其中，该1/0设备3可以为型号为ET200M的西门子分布式1/0设备。
[0033]第二 1/0设备3群组中的每组1/0设备3亦均设有PROFINET网络接口，通过该接口，使用以太网电缆，如RJ45，组成线型拓扑结构或星型拓扑结构网络后，以分组方式连接于三台PROFINET工业以太网交换机I中的再一台。此外，连接于该台PROFINET工业以太网交换机I的设备还可以包括至少一台人机接口设备6。
[0034]上述设备通过分组组网方式分别连接于PROFINET工业以太网交换机1，这样可以实现最优化且灵活的网络布局，根据网络设备的布置来规划网络电缆走向，可以降低通讯电缆被干扰的可能；引入廉价且抗干扰性能更佳的光纤网络，提升了自动化系统的稳定性和可靠性；此外，由于通讯速率提升使得自动化系统数据交换更加迅即和有保障。
[0035]综上，通过PR0FINET网络连接的三辊连轧管机通讯系统，沿袭了 PR0FINET网络实时性高、承载数据类型多样、诊断灵活、易于扩容及抗干扰能力强等优势，保证了三辊连轧管机通讯系统的稳定，为生产高质量产品提供了有力保障。
[0036]以上具体地示出和描述了本实用新型的示例性实施方式。应该理解，本实用新型不限于所公开的实施方式，相反，本实用新型意图涵盖包含在所附权利要求范围内的各种修改和等效置换。
【权利要求】
1.一种三辊连轧管机的通讯系统，其特征在于，包括:第一 PROFINET工业以太网交换机、第二 PROFINET工业以太网交换机、第三PROFINET工业以太网交换机、至少一组变频调速装置、第一 I/O设备群组、第二 I/O设备群组及至少一组智能位置传感器；其中， 所述第一 I/O设备群组与所述第二 I/O设备群组分别包括至少一组I/O设备； 所述至少一组变频调速装置中的每一组变频调速装置均设有PROFINET网络接口，通过该接口，使用以太网电缆组成线型拓扑结构或者星型拓扑结构网络，以分组方式连接于所述第一 PROFINET工业以太网交换机； 所述至少一组智能位置传感器中的每一组智能位置传感器及所述第一 I/O设备群组中的每一组I/O设备均设有PROFINET网络接口，通过该接口，使用以太网电缆各自组成线型拓扑结构或者星型拓扑结构网络，分别以分组方式连接于所述第二 PROFINET工业以太网交换机；以及， 所述第二 I/O设备群组中的每一组I/O设备均设有PROFINET网络接口，通过该接口，使用以太网电缆组成线型拓扑结构或者星型拓扑结构网络，以分组方式连接于所述第三PROFINET工业以太网交换机。
2.根据权利要求1的三辊连轧管机的通讯系统，其特征在于，所述第一PROFINET工业以太网交换机、第二 PROFINET工业以太网交换机及第三PROFINET工业以太网交换机之间通过光纤连接，以形成光纤环网。
3.根据权利要求1的三辊连轧管机的通讯系统，其特征在于，所述第一PROFINET工业以太网交换机还可以连接至少一组可编程逻辑控制器，所述至少一组可编程逻辑控制器中的每一组可编程逻辑控制器均设有PROFINET网络接口，通过该接口，使用以太网电缆组成线型拓扑结构或星型拓扑结构网络后，以分组方式连接于该PROFINET工业以太网交换机。
4.根据权利要求1的三辊连轧管机的通讯系统，其特征在于，所述第三PROFINET工业以太网交换机还可以连接至少一台人机接口设备。
5.根据权利要求1-4中任一的三辊连轧管机的通讯系统，其特征在于，所述以太网电缆为型号RJ45的以太网电缆。
6.根据权利要求1-4中任一的三辊连轧管机的通讯系统，其特征在于，所述变频调速装置的控制器型号为⑶240或者⑶320的西门子变频器。
7.根据权利要求1-4中任一的三辊连轧管机的通讯系统，其特征在于，所述I/O设备为型号为ET200M的西门子分布式I/O设备。
8.根据权利要求2的三辊连轧管机的通讯系统，其特征在于，所述光纤为50/125或.62.5/125的多模玻璃光纤。
【文档编号】H04L12/28GK203661093SQ201320882915
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】闫文秀 申请人:太原重工股份有限公司