一种基于PROFINET通信协议的阀岛控制装置及系统的制作方法

本发明涉及阀岛控制技术领域，尤其涉及一种基于profinet通信协议的阀岛控制装置及包括该基于profinet通信协议的阀岛控制装置的基于profinet通信协议的阀岛控制系统。

背景技术

目前国内的阀岛以阀组的形式为主，还不算真正意义上的阀岛，其没有工业通讯协议的支持，依靠多针型的接线实现控制，无法进入到专业的工业网络。国外的阀岛已经有了对各种通讯协议的支持，在这方面国内气动行业一方面受制于工业协议的不开放性，另一方面受制于工业网络协议的开发难度高，一直没有相关产品出现。

因此，如何实现阀岛的工业网络控制成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种基于profinet通信协议的阀岛控制装置及包括该基于profinet通信协议的阀岛控制装置的基于profinet通信协议的阀岛控制系统，以解决现有技术中的问题。

作为本发明的第一个方面，提供一种基于profinet通信协议的阀岛控制装置，其中，所述基于profinet通信协议的阀岛控制装置包括：输入模块、输出模块、气动阀片、第一处理器和第二处理器，所述输入模块、输出模块和气动阀片与所述第二处理器通过e-bus总线连接，所述第二处理器和所述第一处理器之间通过spi总线连接，所述第一处理器能够通过以太网口连接到profinet网络；

所述输入模块用于采集多个变量数据；

所述第二处理器用于通过e-bus总线从所述输入模块获取多个变量数据，并用于将多个变量数据处理打包后通过spi总线发送至所述第一处理器，以及用于接收所述第一处理器回传的控制信号，且将所述控制信号发送至所述输出模块和/或气动阀片；

所述第一处理器用于对打包后的多个变量数据进行解析，并将解析后的结果通过以太网口以及profinet网络发送至服务器，以及用于将所述服务器反馈的控制信号进行解析后发送至所述第二处理器；

所述输出模块用于根据所述控制信号输出电控信号；

所述气动阀片用于将所述控制信号转变为气动控制信号以控制气缸的运动。

优选地，所述第一处理器包括arm9处理器。

优选地，所述第一处理器包括闪存模块和动态存储器。

优选地，所述第二处理器包括arm7处理器。

优选地，所述第二处理器包括jtag接口和gprs通信模块。

优选地，所述以太网口包括第一以太网口和第二以太网口，所述第一处理器通过所述第一以太网口和所述第二以太网口连接到profinet网络。

优选地，所述第一处理器对打包后的多个变量数据进行解析时采用的解析协议包括profinet通信协议。

优选地，所述气动阀片的数量包括多个，所述输出模块的数量包括多个。

作为本发明的第二个方面，提供一种基于profinet通信协议的阀岛控制系统，其中，所述基于profinet通信协议的阀岛控制系统包括服务器和前文所述的基于profinet通信协议的阀岛控制装置，所述基于profinet通信协议的阀岛控制装置通过profinet网络与所述服务器通信连接。

本发明提供的基于profinet通信协议的阀岛控制装置，通过设置两个处理器，实现对变量数据的解析以及处理，并实现与服务器的通信连接，从而可以使得服务器获取到从站设备的变量数据，以及使得服务器能够实现对从站设备的控制，这种基于profinet通信协议的阀岛控制装置仅需要一根网线以及一根电源线就可以快速实现阀岛的现场安装与维护，与现有技术中的复杂接线相比，节省了安装成本，且实现了与服务器的通信。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明提供的基于profinet通信协议的阀岛控制装置的结构框图。

图2为本发明提供的基于profinet通信协议的阀岛控制装置的具体实施方式结构框图。

图3为本发明提供的基于profinet通信协议的阀岛控制系统的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

作为本发明的第一个方面，提供一种基于profinet通信协议的阀岛控制装置，其中，所述基于profinet通信协议的阀岛控制装置包括100：输入模块110、输出模块120、气动阀片130、第一处理器140和第二处理器150，所述输入模块110、输出模块120和气动阀片130与所述第二处理器150通过e-bus总线连接，所述第二处理器150和所述第一处理器140之间通过spi总线连接，所述第一处理器140能够通过以太网口连接到profinet网络；

所述输入模块110用于采集多个变量数据；

所述第二处理器150用于通过e-bus总线从所述输入模块110获取多个变量数据，并用于将多个变量数据处理打包后通过spi总线发送至所述第一处理器140，以及用于接收所述第一处理器140回传的控制信号，且将所述控制信号发送至所述输出模块120和/或气动阀片130；

所述第一处理器140用于对打包后的多个变量数据进行解析，并将解析后的结果通过以太网口以及profinet网络发送至服务器200，以及用于将所述服务器200反馈的控制信号进行解析后发送至所述第二处理器150；

所述输出模块120用于根据所述控制信号输出电控信号；

所述气动阀片130用于将所述控制信号转变为气动控制信号以控制气缸的运动。

本发明提供的基于profinet通信协议的阀岛控制装置，通过设置两个处理器，实现对变量数据的解析以及处理，并实现与服务器的通信连接，从而可以使得服务器获取到从站设备的变量数据，以及使得服务器能够实现对从站设备的控制，这种基于profinet通信协议的阀岛控制装置仅需要一根网线以及一根电源线就可以快速实现阀岛的现场安装与维护，与现有技术中的复杂接线相比，节省了安装成本，且实现了与服务器的通信。

作为所述第一处理器140的具体实施方式，所述第一处理器包括arm9处理器。

优选地，所述arm9处理器包括西门子公司的ertec200p。

优选地，所述第一处理器140包括闪存模块和动态存储器。

进一步优选地，所述动态存储器包括型号为mt48h32m16lf的存储器，所述闪存模块的具体型号可以为w25q128fv。

作为所述第二处理器150的具体实施方式，所述第二处理器150包括arm7处理器。

优选地，所述arm7处理器包括st公司的stm32f407ve系列处理器。

优选地，所述第二处理器包括jtag接口和gprs通信模块。

进一步优选地，所述gprs通信模块的具体型号可以为sim800c。

具体地，所述以太网口包括第一以太网口和第二以太网口，所述第一处理器通过所述第一以太网口和所述第二以太网口连接到profinet网络。

优选地，所述第一处理器对打包后的多个变量数据进行解析时采用的解析协议包括profinet通信协议。

优选地，所述气动阀片的数量包括多个，所述输出模块的数量包括多个。

应当理解的是，气动阀片的数量为多个以及输出模块的数量为多个，在实现与所述第二处理器的连接时，均需直接连接到e-bus总线即可，不需要额外的连接性，因此，本发明提供的基于profinet通信协议的阀岛控制装置具有接线简单的优势。

下面结合图2对本发明提供的基于profinet通信协议的阀岛控制装置的工作过程进行详细描述。具体地，第一处理器140通过闪存模块启动，调入预设参数，启动后的数据存于动态存储器中，第一处理器140对以太网口1与以太网口2传输的数据进行解析与回传，解析严格按照profinet协议的通讯格式执行，同时，第一处理器140也需要将两个以太网口的数据通过软件进行数据实时交换，实现一个软件的双口交换机功能。第一处理器140将解析的有效数据通过spi总线传输给第二处理器150，并接收第二处理器150发来的交换数据。

第一处理器140设计为spi通信的主站，第二处理器150做spi从站，由第一处理器140来控制spi数据通信流程的节拍。

第二处理器150负责接收第一处理器140的处理后的数据，也负责将数据转化为实际控制的内容来控制气动阀片130，输出模块120与输入模块110，其通过e-bus总线实现。第二处理器150同时具备gprs数据传输功能，将指定信息传入指定服务器。

本发明提供的基于profinet通信协议的阀岛控制装置通过两个处理器的设置，实现阀岛作为标准profinet从站接入profinet网络的功能，达到电信号控制气动阀片的目的，因此，本发明提供的基于profinet通信协议的阀岛控制装置具有简化现场布线以及降低维护费用的优势。

作为本发明的第二个方面，提供一种基于profinet通信协议的阀岛控制系统，其中，如图3所示，所述基于profinet通信协议的阀岛控制系统10包括服务器200和前文所述的基于profinet通信协议的阀岛控制装置100，所述基于profinet通信协议的阀岛控制装置100通过profinet网络与所述服务器200通信连接。

本发明提供的基于profinet通信协议的阀岛控制系统，通过设置两个处理器，实现对变量数据的解析以及处理，并实现与服务器的通信连接，从而可以使得服务器获取到从站设备的变量数据，以及使得服务器能够实现对从站设备的控制，这种基于profinet通信协议的阀岛控制装置仅需要一根网线以及一根电源线就可以快速实现阀岛的现场安装与维护，与现有技术中的复杂接线相比，节省了安装成本，且实现了与服务器的通信。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。