一种工业数据采集网关的制作方法

本发明创造涉及一种网关设备，尤其是一种工业数据采集网关。

背景技术：

在现代生产企业中，越来越多的工业控制设备进行升级，打造纯数字工业现场。在工厂里，每台设备都在产生数据，从设备数据的角度来看，可以从庞大的数据背后挖掘、分析设备意外停机的形成原因、良品率提高的方式，还能找出更好的设备维护方式，从而提高工厂整体的生产效率，这可见设备数据的价值对一个工厂发展是至关重要的。而设备数据的采集、传输、监测又是其中关键步骤。

由于现在工厂很多设备过于老旧，不具备以太网接口，大部分是带有串口与触摸屏通讯。那么如何低成本易实施方案对现有设备进行改造打造成数字工业现场呢，针对现在工厂设备由于老旧不知道原有程序，也不知道设备和触摸屏地址表的情况。因此，有必要设计出一种工业数据采集网关，能够解决各种不同设备、系统之间的互联与集成，实现老旧设备无障碍升级。

技术实现要素：

本发明创造的目的在于提供一种工业数据采集网关，能够解决各种不同设备、系统之间的互联与集成，实现老旧设备无障碍升级。

为了实现上述发明创造的目的，本发明创造提供了一种工业数据采集网关，包括方形外壳体、导热内壳体、线路板、上散热块、下散热块以及送风模块；在方形外壳体内的前后两侧分别竖向设有一个隔板，两块隔板将方形外壳体内分隔为前侧内腔、中部内腔和后侧内腔；导热内壳体水平安装在中部内腔内，并将中部内腔分隔为上层扇热通道和下层散热通道；中部内腔的左右侧面敞开设置为与上层扇热通道和下层散热通道相连通的通风窗口；线路板的中部通过绝缘螺柱水平安装在导热内壳体内；线路板的前后侧边缘伸出导热内壳体外，并贯穿前后侧的隔板分别伸入前侧内腔和后侧内腔内；在线路板的中部上侧面上设有中央处理器、USB接口电路、网络接口电路、数字信号通信电路以及串行接口电路；上散热块和下散热块分别安装在导热内壳体的上下侧面上；在导热内壳体上且位于中央处理器处设有散热窗口；在散热窗口内填充设置有上层导热硅胶层，且上层导热硅胶层的上侧面紧贴上散热块，下侧面紧贴中央处理器的上侧面；送风模块可拆卸安装在方形外壳体右侧的通风窗口上；在方形外壳体的前侧面上设有USB接口、网络接口、数字信号输入接口以及数字信号输出接口，USB接口、网络接口、数字信号输入接口以及数字信号输出接口均电连接安装在线路板的前侧边上；在方形外壳体的后侧面上设有串行通信接口，串行通信接口电连接安装在线路板的后侧边上；中央处理器通过USB接口电路与USB接口电连接，通过网络接口电路与网络接口电连接，通过数字信号通信电路与数字信号输入接口和数字信号输出接口电连接，通过串行接口电路与串行通信接口电连接。

进一步地，送风模块包括分风单元和风扇单元；分风单元包括第一矩形框壳体以及设置在第一矩形框壳体内的V形导流板；风扇单元包括电机、扇叶、支架以及第二矩形框壳体；第一矩形框壳体的左侧边对接安装在方形外壳体右侧的通风窗口上；V形导流板将第一矩形框壳体内分隔为上下两个自右向左逐渐收缩的送风通道，且左侧的上下两个出风口分别与上层扇热通道和下层散热通道相对应；第二矩形框壳体的左侧对接安装在第一矩形框壳体的右侧边上；电机通过支架固定安装在第二矩形框壳体内的右侧中部；扇叶安装在电机的输出轴上。

进一步地，在方形外壳体的右侧边上下侧面上均设有向右伸出的插装横杆；在第一矩形框壳体和第二矩形框壳体的上下侧面上均设有一个固定凸块，并在固定凸块上设有插装孔；上下两根插装横杆分别插装在上下侧的固定凸块上的插装孔中；在固定凸块上螺纹旋合有夹紧螺栓，夹紧螺栓的螺杆端部按压在插装横杆上。

进一步地，在第一矩形框壳体与第二矩形框壳体的对接边缘处以及第一矩形框壳体与方形外壳体右侧通风窗口的对接边缘处均设有密封圈。

进一步地，在方形外壳体的前侧面上还设有指示灯组；指示灯组与中央处理器电连接。

进一步地，在方形外壳体的前侧面上还设有TF卡接口；在线路板的中部上侧面上还设有TF卡接口电路；中央处理器通过TF卡接口电路与TF卡接口电连接。

进一步地，在线路板的下侧面与导热内壳体内底部之间填充设置有下层导热硅胶层。

本发明创造的有益效果在于：利用多种接口连接设备PLC、采集PLC以及PC端，通过中央处理器从数据流中抓取数据存储在网关寄存器中，无需知道设备源程序也无需知道设备和触摸屏的地址表；通过网络接口将采集到的数据可通过网线上传到PC数据库中；将网关与老旧设备通过相应的端口连接，由采集PLC访问网关寄存器，将各个端口采集到的数据汇总，使得工作人员更加便捷的分析和掌握工业现场状况。

附图说明

图1为本发明创造的整体结构前视示意图；

图2为本发明创造的方形外壳体内部结构示意图；

图3为本发明创造的整体结构后视示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明创造公开的工业数据采集网关包括：方形外壳体1、导热内壳体2、线路板3、上散热块7、下散热块10以及送风模块；在方形外壳体1内的前后两侧分别竖向设有一个隔板8，两块隔板8将方形外壳体1内分隔为前侧内腔、中部内腔和后侧内腔；导热内壳体2水平安装在中部内腔内，并将中部内腔分隔为上层扇热通道和下层散热通道；中部内腔的左右侧面敞开设置为与上层扇热通道和下层散热通道相连通的通风窗口；线路板3的中部通过绝缘螺柱4水平安装在导热内壳体2内；线路板3的前后侧边缘伸出导热内壳体2外，并贯穿前后侧的隔板8分别伸入前侧内腔和后侧内腔内；在线路板3的中部上侧面上设有中央处理器5、USB接口电路、网络接口电路、数字信号通信电路以及串行接口电路；上散热块7和下散热块10分别安装在导热内壳体2的上下侧面上；在导热内壳体2上且位于中央处理器5处设有散热窗口；在散热窗口内填充设置有上层导热硅胶层6，且上层导热硅胶层6的上侧面紧贴上散热块7，下侧面紧贴中央处理器5的上侧面；送风模块可拆卸安装在方形外壳体1右侧的通风窗口上；在方形外壳体1的前侧面上设有USB接口12、网络接口14、数字信号输入接口17以及数字信号输出接口18，USB接口12、网络接口14、数字信号输入接口17以及数字信号输出接口18均电连接安装在线路板3的前侧边上；在方形外壳体1的后侧面上设有串行通信接口15，串行通信接口15电连接安装在线路板3的后侧边上；中央处理器5通过USB接口电路与USB接口12电连接，通过网络接口电路与网络接口14电连接，通过数字信号通信电路与数字信号输入接口17和数字信号输出接口18电连接，通过串行接口电路与串行通信接口15电连接。导热内壳体2的材质可以设置为易于导热的金属材料，例如铝制壳体，利用上散热块7和下散热块10对导热内壳体2的上下侧面进行散热，实现高速数据运算中的中央处理器5的有效降温；利用上层导热硅胶层6能够实现中央处理器5与上散热块7之间的导热效率；将中央处理器5以及各个接口电路设置于导热内壳体2内的线路板3上，从而在进行风冷时不会有灰尘附着在核心电路上，确保核心电路的可靠运行。

进一步地，送风模块包括分风单元和风扇单元；分风单元包括第一矩形框壳体24以及设置在第一矩形框壳体24内的V形导流板26；风扇单元包括电机28、扇叶29、支架27以及第二矩形框壳体23；第一矩形框壳体24的左侧边对接安装在方形外壳体1右侧的通风窗口上；V形导流板26将第一矩形框壳体24内分隔为上下两个自右向左逐渐收缩的送风通道，且左侧的上下两个出风口分别与上层扇热通道和下层散热通道相对应；第二矩形框壳体23的左侧对接安装在第一矩形框壳体24的右侧边上；电机28通过支架27固定安装在第二矩形框壳体23内的右侧中部；扇叶29安装在电机28的输出轴上。利用分风单元和风扇单元实现上下两路同时送风，从而对导热内壳体2的上下侧面进行有效散热；V形导流板26起到分风导流的作用。

进一步地，在方形外壳体1的右侧边上下侧面上均设有向右伸出的插装横杆20；在第一矩形框壳体24和第二矩形框壳体23的上下侧面上均设有一个固定凸块21，并在固定凸块21上设有插装孔；上下两根插装横杆20分别插装在上下侧的固定凸块21上的插装孔中；在固定凸块21上螺纹旋合有夹紧螺栓22，夹紧螺栓22的螺杆端部按压在插装横杆20上。利用插装横杆20、固定凸块21、插装孔以及夹紧螺栓22构成可拆卸式安装，便于内部灰尘清理。

进一步地，在第一矩形框壳体24与第二矩形框壳体23的对接边缘处以及第一矩形框壳体24与方形外壳体1右侧通风窗口的对接边缘处均设有密封圈25。利用密封圈25能够实现对接处的密封性。

进一步地，在方形外壳体1的前侧面上还设有指示灯组16；指示灯组16与中央处理器5电连接。指示灯组16用于指示网关的工作状态。例如：正常工作亮绿灯，工作异常亮红灯等。

进一步地，在方形外壳体1的前侧面上还设有TF卡接口13；在线路板3的中部上侧面上还设有TF卡接口电路；中央处理器5通过TF卡接口电路与TF卡接口13电连接。利用TF卡接口13能够便于实现外部存储。

进一步地，在线路板3的下侧面与导热内壳体2内底部之间填充设置有下层导热硅胶层9。利用下层导热硅胶层9能够实现线路板3的下侧面散热。

本发明创造公开的工业数据采集网关中，中央处理器5设置有寄存器，在方形外壳体1的前侧还设有电源接口11与内部电源模块电连接，内部的电源模块为网关的各个电气部件供电，还设有一个复位按键19与内部复位电路电连接，用于重新启动网关。串行通信接口15设置为RS232或RS485的通信方式。在使用时，网关通过两个网络接口14分别与采集PLC和PC连接，通过串行通信接口15与设备PLC和触摸屏电连接；采集PLC通过网络接口14可访问网关的寄存器。可通过两个网络接口14连接PC，在PC的数据库中创建多张数据表格，数据表格可显示实时数据和历史数据等。能够在不影响原来设备实际使用的同时，利用中央处理器5从数据流中抓取数据，无需知道设备PLC源程序以及设备PLC与触摸屏的地址表，可同时访问多个数据库、实现数据存储冗余。