协议转换装置及系统的制作方法

1.本发明涉及工业自动化控制技术领域，尤其涉及一种协议转换装置及系统。


背景技术：

2.目前，以太网控制自动化技术(ethernet control automation technology，以下简称ethercat)最初是在2003年由德国倍福自动化有限公司(beckhoff automation gmbh)基于以太网技术提出的一种实时工业以太网技术，该技术不仅具有高速和高数据有效率的特点，还具有控制周期短、网络实时性高、拓扑结构灵活多样、配置简便等优点，上述优点使其市场占有率和客户认可度不断提高。该技术采用主从式结构，主站具有总线控制权，主站按照控制周期下发报文，数据帧遍历所有的第一协议模块设备，每个第一协议模块设备在数据帧经过时寻址到本站报文，根据数据帧中的命令写入数据或者读入数据到报文中指定位置。直到数据帧访问到整个总线中的最后一个第一协议模块。
3.但是，在工程现场中，载在一些采用ethercat的系统中往往已经安装了一些装置，如变送器、执行器、记录仪表等，这些装置通常不具备ethercat接口，所以无法直接接入到ethercat网络中。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供的协议转换装置及系统，其中所述协议转换装置能够将第一协议模块和第二协议模块进行数据通信。
5.第一方面，本发明提供一种协议转换装置，应用于第一协议模块和第二协议模块之间，包括：
6.处理模块，被配置为实现第一协议模块的应用层协议，并实现第二协议模块的协议栈功能；
7.协议控制模块，被配置为实现第一协议模块的物理层协议和第一协议模块的数据链路层协议；
8.电路模块，被配置为实现所述处理模块与第二协议模块的通信；以及
9.可编辑模块，被配置为实现所述电路模块与所述处理模块之间的高速串行接口；
10.所述处理模块分别与所述协议控制模块和所述可编辑模块连接，所述可编辑模块与所述电路模块连接。
11.可选地，所述第一协议模块包括ethercat协议，所述第二协议模块包括profibus dp协议。
12.可选地，所述处理模块包括：sparc v8架构的微处理器。
13.可选地，所述协议转换装置还包括：存储模块，被配置为存储所述协议控制模块的初始化配置信息和所述协议控制模块在工作模式下的配置信息。
14.可选地，所述协议转换装置还包括：背板接口模块，被配置为实现协议控制模块与所述第一协议模块的之间的通信。
15.可选地，所述协议转换装置还包括：供电模块，被配置为对所述协议转换装置进行供电。
16.可选地，所述背板接口模块进一步被配置为，为所述供电模块提供电源。
17.可选地，所述处理模块通过所述spi总线与所述协议控制模块连接。
18.第二方面，本发明提供一种协议转换系统，包括：如上所述的协议转换装置、第一协议模块和至少一个第二协议模块，所述协议转换模块分别与所述第一协议模块和所述至少一个第二协议模块连接。
19.可选地，所述第二协议模块包括profibus dp协议；
20.所述协议转换装置的电路模块通过485总线与所述至少一个第二协议模块连接。
21.本发明实施例提供的协议转换装置及系统，其中所述协议转换装置将所述处理模块与可编辑模块相结合，进而能够使得所述第二协议模块更加灵活方便的与所述处理模块进行数据传递，同时再通过所述协议控制模块则能够将两个拥有不同应用层协议的第一协议模块和第二协议模块进行数据通信。
附图说明
22.图1为本申请实施例的协议转换装置的示意性结构图；
23.图2为本申请实施例的协议转换系统的示意性结构图。
具体实施方式
24.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.第一方面，结合图1，本发明提供一种协议转换装置100，在本实施例中，所述协议转换模为网关，应用于第一协议模块和第二协议模块之间，其中，所述第一协议模块包括第一协议，所述第二协议模块包括第二协议，所述第一协议与所述第二协议均包括不同的应用层协议、物理层协议以及数据链路层协议。所述协议转换装置100包括：
26.处理模块101，被配置为实现第一协议模块的应用层协议，并实现第二协议模块的协议栈功能；协议控制模块102，被配置为实现第一协议模块的物理层协议和第一协议模块的数据链路层协议；电路模块103，被配置为实现所述处理模块101与第二协议模块的通信；以及可编辑模块104，被配置为实现所述电路模块103与所述处理模块101之间的高速串行接口。
27.其中，所述处理模块101分别与所述协议控制模块102和所述可编辑模块104连接，所述可编辑模块104与所述电路模块103连接。所述电路模块103通过双绞线与所述第二协议模块连接。
28.所述协议转换装置100将所述处理模块101与可编辑模块104相结合，进而能够使得所述第二协议模块更加灵活方便的与所述处理模块101进行数据传递，同时再通过所述协议控制模块102则能够将两个拥有不同协议的第一协议模块和第二协议模块进行数据通信。
29.所述协议转换装置100还包括：db9接口105，用于将所述第二协议模块与所述电路模块103连接。
30.所述第一协议为ethercat协议，所述第二协议为profibus dp(profibus decentralized periphery，分散外围设备)协议。在本实施例中，所述第一协议模块为ethercat从站，所述第二协议模块为profibus dp主站。
31.在本实施例，所述可编辑模块104为fpga，且fpga采用国产芯片，主要实现高速串口和定时器的相关功能。由于profibus dp通信的速率很快，一般情况下在12mhz左右，因此用fpga来实现高速串口，能够保证处理模块101与外部profibus dp设备进行稳定的数据通信，进一步提高所述协议转换装置100的安全系数。
32.所述协议控制模块102为从站控制器，所述从站控制器提供两个通信接口，所述两个通信接口的物理层都采用ebus低压差分形式，数据流从其中一个通信接口输入，从另一个通信接口输出。所述电路模块103包括rs485电路。所述rs485电路主要包括485转换芯片以及相关的外围电路，在连接到db9接口105上后，profibus dp的接口也是485接口，如此能够将所述协议转换装置100与profibus dp连接到一起，以实现485通信。
33.所述处理模块101包括：sparc v8架构的微处理器。在本实施例中，所述处理模块101为国产的sparc v8架构的微处理器，以控制profibus dp，完成对采集数据的处理和对输出信号的控制等。如此能够提高所述协议转换装置100的安全系数。
34.所述协议转换装置100还包括：存储模块106，被配置为存储所述协议控制模块102的初始化配置信息和所述协议控制模块102在工作模式下的配置信息。在本实施例中，所述存储模块106为eeprom(electrically erasable programmable read only memory，带电可擦可编程只读存储器)。所述eeprom通过iic(inter-integrated circuit，内置集成电路)总线与所述协议控制模块102相连。
35.所述协议转换装置100还包括：背板接口模块107，被配置为实现协议控制模块102与所述第一协议模块的之间的通信。
36.所述协议转换装置100还包括：供电模块108，被配置为对所述协议转换装置100进行供电。所述背板接口模块107进一步被配置为，为所述供电模块108提供电源。
37.所述处理模块101通过所述spi总线与所述协议控制模块102连接，如此能够实现ethercat从站应用层协议传送到所述处理模块101，从而使得所述处理模块101对所述ethercat协议与所述profibus dp协议进行通信转换。
38.在本实施例中，对于ethercat协议，所述协议转换装置100为从站；对于profibus dp协议，所述协议转换装置100为主站。
39.第二方面，结合图2，本发明提供一种协议转换系统200，包括：如上所述的协议转换装置100、第一协议模块和至少一个第二协议模块201，所述协议转换模块分别与所述第一协议模块和所述至少一个第二协议模块201连接。
40.所述第一协议模块包括ethercat协议。
41.所述第二协议包括profibus dp协议；
42.所述协议转换装置100的电路模块103通过485总线与所述至少一个第二协议模块201连接。在本实施例中，所述协议转换装置100的电路模块103通过485总线与至少三个第二协议模块201连接。
43.在一个可选的的实施例中，主站与多个协议控制装置实现通信后就是ethercat网络。其中，每相邻的协议控制装置进行双线连接，一根用于发送数据，另一根用于接收数据，就能够实现ethercat从站转profibus dp主站协议之间的数据通信。
44.本发明实施例提供的协议转换装置及系统，其中所述协议转换装置100将所述处理模块101与可编辑模块104相结合，进而能够使得所述第二协议模块201更加灵活方便的与所述处理模块101进行数据传递，同时再通过所述协议控制模块102则能够将两个拥有不同协议的第一协议模块和第二协议模块201进行数据通信。
45.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。