一种支持Modbus和PPI协议复用的实时串行通信系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种支持Modbus和PPI协议复用的实时串行通信系统，属于工业控制
技术领域。
【背景技术】
[0002] 在工业控制技术领域中，产品品种较多，各厂家支持自己的协议，造成各个设备之 间互联困难。RS485串行总线使用较为广泛，串行通信协议种类较多，各种协议具有不同的 格式或机制。为了适应不同的控制系统中各种设备的互联需求，需要在设备中内置多种协 议，通过报文的组装和解析实现控制主站与不同协议控制从站设备之间的数据交互。目前 采用通过不同网关实现各种设备的互联，系统组成复杂，设备品种较多，网络系统管理和系 统集成困难。
【发明内容】
[0003] 为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种支持Modbus和PPI协议 复用的实时串行通信系统。该通信系统具有完备的网络系统管理方案，实现Modbus从设备 与西门子PPI从设备的无缝集成。另外，本发明建立了Modbus和PPI协议复用串行通信系 统的完备状态机，以Modbus和PPI协议复用实时调度状态机处理机制，实现五种状态变迀， 保证系统数据实时处理，设备资源实时刷新，主从站工作协调一致，使整个网络系统具有自 适应性。
[0004] 为了实现上述发明目的，解决现有技术中所存在的问题，本发明采取的技术方案 是：一种支持Modbus和PPI协议复用的实时串行通信系统，包括管理计算机、控制主站、控 制从站及串行网络通信线，所述控制主站，包括解析配置文件模块、遍历资源信息模块、组 装报文模块、解析报文模块及串行通信接口，所述解析配置文件模块与串行通信接口相连， 所述管理计算机通过串行通信接口将配置文件传送给解析配置文件模块，所述解析配置文 件模块与遍历资源信息模块相连，所述遍历资源信息模块与组装报文模块相连，所述组装 报文模块及解析报文模块分别与串行通信接口相连，所述解析报文模块通过串行通信接口 将返回响应数据传送给管理计算机，所述控制从站包括支持Modbus协议或PPI协议的设 备〇、设备1、设备2、设备3…设备N，所述串行网络通信线通过串口分别与设备0、设备1、 设备2、设备3…设备N相连，所述串行网络通信线与串行通信接口相连；所述控制从站根据 Modbus和PPI协议复用的实时串行通信系统的完备状态机分为自动扫描状态、握手状态、 设备运行状态、错误状态以及掉线状态，所述自动扫描状态根据当前设备协议类型分别与 握手状态或设备运行状态连接，所述握手状态根据控制从站响应结果分别与设备运行状态 或错误状态连接，若响应结果正确，则握手状态通过状态机与设备运行状态连接，若响应结 果错误，则握手状态通过状态机与错误状态连接；所述设备运行状态根据设备协议类型和 响应结果分别与握手状态或错误状态连接，若通信错误次数超过3次，则错误状态通过状 态机与掉线状态连接；所述掉线状态通过自恢复机制与自动扫描状态连接。
[0005] 本发明有益效果是：一种支持Modbus和PPI协议复用的实时串行通信系统，包 括管理计算机、控制主站、控制从站及串行网络通信线，所述控制主站，包括解析配置文件 模块、遍历资源信息模块、组装报文模块、解析报文模块及串行通信接口，所述解析配置文 件模块与串行通信接口相连，所述管理计算机通过串行通信接口将配置文件传送给解析配 置文件模块，所述解析配置文件模块与遍历资源信息模块相连，所述遍历资源信息模块与 组装报文模块相连，所述组装报文模块及解析报文模块分别与串行通信接口相连，所述解 析报文模块通过串行通信接口将返回响应数据传送给管理计算机，所述控制从站包括支持 Modbus协议或PPI协议的设备0、设备1、设备2、设备3…设备N，所述串行网络通信线通过 串口分别与设备〇、设备1、设备2、设备3…设备N相连，所述串行网络通信线与串行通信接 口相连；所述控制从站根据Modbus和PPI协议复用的实时串行通信系统的完备状态机分 为自动扫描状态、握手状态、设备运行状态、错误状态以及掉线状态，所述自动扫描状态根 据当前设备协议类型分别与握手状态或设备运行状态连接，所述握手状态根据控制从站响 应结果分别与设备运行状态或错误状态连接，若响应结果正确，则握手状态通过状态机与 设备运行状态连接，若响应结果错误，则握手状态通过状态机与错误状态连接；所述设备运 行状态根据设备协议类型和响应结果分别与握手状态或错误状态连接，若通信错误次数超 过3次，则错误状态通过状态机与掉线状态连接；所述掉线状态通过自恢复机制与自动扫 描状态连接。与现有技术相比，本发明具有完备的网络系统管理方案，实现Modbus从设备 与西门子PPI从设备的无缝集成。另外，本发明建立了Modbus和PPI协议复用串行通信系 统的完备状态机，以Modbus和PPI协议复用实时调度状态机处理机制，实现五种状态变迀， 保证系统数据实时处理，设备资源实时刷新，主从站工作协调一致，使整个网络系统具有自 适应性。
【附图说明】
[0006] 图1是本发明总体示意框图。
[0007] 图2是本发明系统管理示意框图。
[0008] 图3是本发明状态机状态转换图。
[0009] 图4是本发明实时调度状态机处理机制示意图。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0011] 如图1所示，一种支持Modbus和PPI协议复用的实时串行通信系统，包括管理计 算机、控制主站、控制从站及串行网络通信线，所述控制主站，包括解析配置文件模块、遍历 资源信息模块、组装报文模块、解析报文模块及串行通信接口，所述解析配置文件模块与串 行通信接口相连，所述管理计算机通过串行通信接口将配置文件传送给解析配置文件模 块，所述解析配置文件模块与遍历资源信息模块相连，所述遍历资源信息模块与组装报文 模块相连，所述组装报文模块及解析报文模块分别与串行通信接口相连，所述解析报文模 块通过串行通信接口将返回响应数据传送给管理计算机，所述控制从站包括支持Modbus 协议或PPI协议的设备〇、设备1、设备2、设备3…设备N，所述串行网络通信线通过串口分 别与设备〇、设备1、设备2、设备3…设备N相连，所述串行网络通信线与串行通信接口相 连。所述控制从站根据Modbus和PPI协议复用的实时串行通信系统的完备状态机分为自 动扫描状态、握手状态、设备运行状态、错误状态以及掉线状态，所述自动扫描状态根据当 前设备协议类型分别与握手状态或设备运行状态连接，所述握手状态根据控制从站响应结 果分别与设备运行状态或错误状态连接，若响应结果正确，则握手状态通过状态机与设备 运行状态连接，若响应结果错误，则握手状态通过状态机与错误状态连接；所述设备运行状 态根据设备协议类型和响应结果分别与握手状态或错误状态连接，若通信错误次数超过3 次，则错误状态通过状态机与掉线状态连接；所述掉线状态通过自恢复机制与自动扫描状 态连接。首先管理计算机将设备参数、通信参数、映射通道参数以及变量管理参数存储在数 据结构中并形成配置文件；主站接收到配置文件后，对其进行解析，以便主程序依次遍历每 个从站的每条资源映射信息，以Modbus和PPI协议实时调度状态机处理机制完成对从站设 备的状态分析、自动连接、握手交互、通信服务、设备运行错误和掉线的管理