專利名稱：一種基于有線和無線熱備冗余通信的現(xiàn)場級低成本冗余測控網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是ー種基于有線和無線熱備冗余通信的現(xiàn)場級低成本冗余測控網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
在エ業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS已經(jīng)成熟，逐漸取代原來的集散型控制系統(tǒng)DCS。FCS具有安裝簡單，數(shù)字化程度高，具有故障診斷和按缺省值保護(hù)運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)。能為用戶節(jié)約成本，提高自動化水平和系統(tǒng)的智慧水平。但是現(xiàn)場總線多采用總線型結(jié)構(gòu)，如果其中的ー個節(jié)點(diǎn)脫線，有可能造成總線通信中斷，總線網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)將不能訪問中斷點(diǎn)之后的節(jié)點(diǎn)，造成通信可靠性風(fēng)險較大的遺 憾。所以有的總線采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，一個節(jié)點(diǎn)脫線，環(huán)網(wǎng)拓?fù)渥兂煽偩€拓?fù)洌鳈C(jī)可以繼續(xù)和非脫線的節(jié)點(diǎn)通信。這就是冗余環(huán)網(wǎng)技木。但是應(yīng)用該技術(shù)需要環(huán)網(wǎng)管理模塊，増加了設(shè)備成本；并且頭尾要相接，增加了安裝成本。無線通信技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)由于其移動性好、無需布線、功耗低、自適應(yīng)組網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)得到エ業(yè)界的廣泛關(guān)注，并逐漸走向成熟。從原來較多的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，到現(xiàn)在已經(jīng)開始應(yīng)用于控制領(lǐng)域。如已經(jīng)出現(xiàn)了適用于エ業(yè)無線模塊和無線測控網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)PID算法。艾默生過程管理自動化部門研制的無線模塊已經(jīng)成功使用在化工、水泥等行業(yè)。無線通信網(wǎng)絡(luò)多采用多跳技術(shù)來提高通信的可靠性和環(huán)境適應(yīng)性。很多還采用Mesh網(wǎng)絡(luò)模式進(jìn)行多路由可靠通信。目前使用較多的無線通信技術(shù)有GPRS通信、WiFi通信和其他如nRF、zigbee等無線局域通信網(wǎng)絡(luò)。但總的來說，目前應(yīng)用在エ業(yè)的無線通信技術(shù)在通信速率、安全性、抗干擾能力等方面與有線通信還是存在一定差距。在大型的尤其是新建的エ業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，大多還是優(yōu)先采用有線網(wǎng)絡(luò)，距離較遠(yuǎn)時，采用光纖作為通信介質(zhì)。而無線網(wǎng)絡(luò)作為有線通信的一個備用通信網(wǎng)絡(luò)。在廣域網(wǎng)中，有一種有線和無線相互備份的雙網(wǎng)冗余方案。主要作用是在ー種網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，路由器自動切換到另一種網(wǎng)絡(luò)，從而達(dá)到提高通訊的穩(wěn)定性的作用。如MOXA的F4X33系列產(chǎn)品。F4X33系列產(chǎn)品可支持無線移動網(wǎng)絡(luò)、普通PPPOE方式或靜態(tài)IP接入方式的有線網(wǎng)絡(luò)，并支持自動冗余備份功能。該方案的特點(diǎn)是I)屬于廣域網(wǎng)應(yīng)用2)有路由器進(jìn)行管理，即具有專門的冗余管理設(shè)備3)運(yùn)營成本較高，如果采用該方案為エ業(yè)場站系統(tǒng)構(gòu)建一個測控平臺，則場站中的每個節(jié)點(diǎn)都需要ー個IP或者一個移動通信的SIM卡，否則就需要將儀表點(diǎn)歸總到ー個設(shè)備上，將該設(shè)備連入網(wǎng)絡(luò)。這樣的話，從儀表到連入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備間仍需要布線和安裝。則支持冗余通信的設(shè)備就不是現(xiàn)場級的通信模塊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種基于有線和無線熱備冗余通信的現(xiàn)場級低成本冗余測控網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)測控現(xiàn)場的零成本通信運(yùn)營，不需要專門的冗余管理模塊，現(xiàn)場的每個儀表點(diǎn)上的測控節(jié)點(diǎn)自身就具有冗余管理算法，在最底層的現(xiàn)場就實(shí)現(xiàn)簡單布網(wǎng)，節(jié)約安裝調(diào)試成本。本發(fā)明的技術(shù)方案如下基于有線和無線熱備冗余通信的現(xiàn)場級低成本冗余測控網(wǎng)絡(luò)，包括主機(jī)和從機(jī)，主機(jī)輪詢/輪控從機(jī)，獲取從機(jī)和從機(jī)監(jiān)測對象的狀態(tài)，或者通過從機(jī)控制相應(yīng)的被控對象；主機(jī)和從機(jī)的有線通信和無線通信在工作時均在線，由主機(jī)選擇其中ー種通信方式與從機(jī)通信，優(yōu)先選擇有線方式進(jìn)行通信；當(dāng)主機(jī)發(fā)送查詢/控制指令給從機(jī)而無回復(fù)，或者回復(fù)內(nèi)容格式不正確時，重新發(fā)送查詢/控制指令；當(dāng)多次重復(fù)發(fā)送指令均得不到正確格式的回復(fù)，或者根本無回復(fù)時，則認(rèn)為與當(dāng)前從機(jī)的有線通信出現(xiàn)故障；檢測到故障后， 主機(jī)在其內(nèi)存和外存儲器中的該從機(jī)地址的映射空間設(shè)置有線通信故障標(biāo)志，記錄故障時間，形成該從機(jī)的故障記錄，并報送給人機(jī)界面；同吋，自動切換到無線通道與從機(jī)通信，完成本次查詢/控制任務(wù)，并告知從機(jī)點(diǎn)亮其有線通道故障報警信號燈；被告知具有有線通信故障的從機(jī)，點(diǎn)亮其對應(yīng)的故障報警信號燈；具有有線通信故障的從機(jī)持續(xù)監(jiān)測自己的故障排除輸入口，當(dāng)手工排除了故障后，該位會被手工置高電平；當(dāng)從機(jī)監(jiān)測到該位被置成了高電平，就認(rèn)為故障已經(jīng)排除，則在隨后與主機(jī)的無線通信中告知主機(jī)可以重新進(jìn)行有線通信；相應(yīng)地，主機(jī)收到該通知后，則在內(nèi)存和存儲器中的從機(jī)地址映射空間添加故障排除記錄，將有線通信故障排除標(biāo)志置位，記錄故障排除時間，在隨后的與該從機(jī)的通信中均采用有線模式進(jìn)行。所述的冗余測控網(wǎng)絡(luò)，所述的有線通信采取某種エ業(yè)現(xiàn)場總線，包括Modbus總線、CAN總線、PR0FIBUS總線；無線通信采用nRF射頻技術(shù)、zigbee技術(shù)。所述的冗余測控網(wǎng)絡(luò)，所述從機(jī)直接連接現(xiàn)場模擬量信號設(shè)備、現(xiàn)場開關(guān)量信號設(shè)備和模擬量執(zhí)行設(shè)備、開關(guān)量執(zhí)行設(shè)備；現(xiàn)場模擬量信號設(shè)備的模擬量信號和現(xiàn)場開關(guān)量信號設(shè)備的開關(guān)量信號分別通過從機(jī)的模擬量輸入接ロ、開關(guān)量I/O接ロ接入從機(jī)，再分別經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換單元和數(shù)字隔離單元進(jìn)入從機(jī)的中央處理器進(jìn)行處理。處理的結(jié)果數(shù)據(jù)經(jīng)無線、有線冗余通信方式送入主機(jī)；從機(jī)的處理器或者控制器需要輸出模擬量以控制現(xiàn)場的模擬量執(zhí)行設(shè)備時，則控制指令經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和模擬量輸出接ロ到達(dá)模擬量執(zhí)行設(shè)備，控制模擬量執(zhí)行設(shè)備動作；數(shù)模轉(zhuǎn)換単元的任務(wù)是將處理器或者控制器輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成連續(xù)的模擬量，如連續(xù)的電壓信號；而模擬量輸出接ロ是將連續(xù)的模擬量調(diào)理為現(xiàn)場執(zhí)行器可以接收的信號；當(dāng)從機(jī)的處理器或者控制器需要輸出開關(guān)量以控制現(xiàn)場的開關(guān)量執(zhí)行設(shè)備時，則控制指令經(jīng)數(shù)字隔離單元和開關(guān)量I/o接ロ輸出到開關(guān)量執(zhí)行設(shè)備，控制開關(guān)量執(zhí)行設(shè)備動作。本發(fā)明的有益效果為I)從機(jī)具有I/O接ロ，可以直接與儀表或者現(xiàn)場執(zhí)行器相連接，獲取儀表的狀態(tài)或者控制現(xiàn)場設(shè)備。同時其有線和無線通信単元可以采用上述的算法實(shí)現(xiàn)冗余通信，如此則可以構(gòu)建ー個現(xiàn)場級的雙網(wǎng)絡(luò)冗余通信的測控系統(tǒng)。提高了エ業(yè)現(xiàn)場監(jiān)測與控制系統(tǒng)的
可靠性。2)從機(jī)和主機(jī)之間的通信采用的是エ業(yè)總線和無線局域網(wǎng)技術(shù)，一次性硬件投資后，運(yùn)營過程中不需要支付任何通信費(fèi)用，所以是ー個零成本通信運(yùn)營的可靠現(xiàn)場測控網(wǎng)絡(luò)。3)在主機(jī)和從機(jī)的處理器/控制器中運(yùn)行上述的冗余通信管理算法，就可以實(shí)現(xiàn)主從機(jī)通信的雙網(wǎng)絡(luò)冗余的特點(diǎn)。所以不需要額外的冗余管理設(shè)備，節(jié)約了成本，簡化了冗余通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。4)構(gòu)建的現(xiàn)場測控網(wǎng)絡(luò)中的有線通信采用是可靠エ業(yè)現(xiàn)場總線，采用的是總線型結(jié)構(gòu)，一般可以用菊花鏈連接方式將從機(jī)按照就近原則依次相連，最后連接到主機(jī)上。所以整個系統(tǒng)就只有一條物理連接電纜就可以實(shí)現(xiàn)雙網(wǎng)絡(luò)冗余的可靠通信。因此系統(tǒng)的安裝特別簡單、快捷，所以安裝成本低、周期短。


圖I為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明從機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明主機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為主機(jī)通信流程圖；圖5為從機(jī)通信流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。基于有線和無線熱備冗余通信的現(xiàn)場級低成本冗余測控網(wǎng)絡(luò)(I)應(yīng)用場合——現(xiàn)場級測控網(wǎng)絡(luò)在如圖I所示的采用主從機(jī)通信模式的現(xiàn)場級測控網(wǎng)絡(luò)中，主機(jī)輪詢/輪控從機(jī)，獲取從機(jī)和從機(jī)監(jiān)測對象的狀態(tài)，或者通過從機(jī)控制相應(yīng)的被控對象。⑵從機(jī)系統(tǒng)中的從機(jī)就是ー個具有有線和無線冗余通信能力的I/O模塊。參考圖2，從機(jī)可以采用多種嵌入式平臺，如采用ARM、DSP、MSP430或者51單片機(jī)等作為中央處理器/控制器，再配以外圍I/O及其處理接口和通信接ロ，就可以組建ー個上述的從機(jī)。其中的有線通信單元采取某種エ業(yè)現(xiàn)場總線，如Modbus總線、CAN總線、PR0FIBUS總線等。無線通信単元可以采用nRF射頻技木、zigbee技術(shù)等。從機(jī)直接連接現(xiàn)場模擬量信號設(shè)備、現(xiàn)場開關(guān)量信號設(shè)備和模擬量執(zhí)行設(shè)備、開關(guān)量執(zhí)行設(shè)備?，F(xiàn)場模擬量信號設(shè)備的模擬量信號和現(xiàn)場開關(guān)量信號設(shè)備的開關(guān)量信號通過從機(jī)的模擬量輸入接ロ、開關(guān)量I/o接ロ接入從機(jī)，再分別經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換單元和數(shù)字隔離單元進(jìn)入從機(jī)的中央處理器(或稱控制器)進(jìn)行處理。處理的結(jié)果數(shù)據(jù)經(jīng)無線、有線冗余通信方式送入主機(jī)。從機(jī)的處理器或者控制器需要輸出模擬量以控制現(xiàn)場的模擬量執(zhí)行設(shè)備時，則控制指令經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和模擬量輸出接ロ到達(dá)模擬量執(zhí)行設(shè)備，控制模擬量執(zhí)行設(shè)備動作。數(shù)模轉(zhuǎn)換単元的任務(wù)是將處理器或者控制器輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成連續(xù)的模擬量，如連續(xù)的電壓信號；而模擬量輸出接ロ是將連續(xù)的模擬量調(diào)理為現(xiàn)場執(zhí)行器可以接收的信號，如通過接ロ將連續(xù)的電壓信號轉(zhuǎn)換成エ業(yè)標(biāo)準(zhǔn)4-20mA信號。當(dāng)從機(jī)的處理器或者控制器需要輸出開關(guān)量以控制現(xiàn)場的開關(guān)量執(zhí)行設(shè)備時，則控制指令經(jīng)數(shù)字隔離單元和開關(guān)量I/o接ロ輸出到開關(guān)量執(zhí)行設(shè)備，控制開關(guān)量執(zhí)行設(shè)備動作。整個從機(jī)的供電由供電單元提供，需要數(shù)據(jù)存儲的由從機(jī)的存儲器負(fù)責(zé)。(3)主機(jī)
系統(tǒng)中的主機(jī)就是ー個具有有線和無線冗余通信能力，井能和人機(jī)界面交互數(shù)據(jù)的通信模塊。主機(jī)的實(shí)現(xiàn)也可以采用多種嵌入式平臺，如采用ARM、DSP、MSP430或者51單片機(jī)等作為中央處理器/控制器，再配以外圍通信管理単元和通信接ロ?；蛘咧鳈C(jī)就是ー個エ控PC機(jī)，配以相應(yīng)的通信板卡。一般主機(jī)較從機(jī)有更高的運(yùn)算速度和通信管理能力，擔(dān)負(fù)整個現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)的調(diào)度功能。參考圖3，其中的有線通信單元采取某種エ業(yè)現(xiàn)場總線，如Modbus總線、CAN總線、PR0FIBUS總線等。無線通信單元可以采用nRF射頻技術(shù)Zigbee技術(shù)等。主機(jī)和從機(jī)交互數(shù)據(jù)的通信単元要與從機(jī)相匹配。主機(jī)和人機(jī)界面(HMI)設(shè)備的通信可以有多種方法，如采用有線的RS232、RS485，或者某種現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)等，也可以采用無線通信技術(shù)，如GPRS、WiFi 等。主機(jī)是連接上位機(jī)HMI設(shè)備和從機(jī)的中間設(shè)備。其結(jié)構(gòu)和工作過程舉例如下假設(shè)從機(jī)和主機(jī)通信的冗余通信方式為Modbus總線(有線方式)和nRF射頻(無線方式)，與上位機(jī)HMI設(shè)備的通信方式是RS232串行通信。則圖3中主機(jī)的有線現(xiàn)場總線通信接ロ和有線通信管理単元分別為RS485接口和Modbus通信管理単元。而無線通信接口和無線通信管理單元就是nRF射頻天線和通信管理控制器。與上位機(jī)HMI的通信接ロ就是RS232通信接ロ電路。其工作過程為一般情況下，從機(jī)和主機(jī)通過Modbus總線進(jìn)行通信，例如主機(jī)通過RS485接ロ接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，其收發(fā)的細(xì)節(jié)過程由Modbus通信管理單元控制，如通信檢錯等。當(dāng)主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)給從機(jī)而收不到從機(jī)的回復(fù)數(shù)據(jù)，或者發(fā)送數(shù)據(jù)總是出錯時，主機(jī)的處理器/控制器則做相應(yīng)故障設(shè)置，并切換到nRF射頻通信模式。啟動nRF射頻收發(fā)模式，通過射頻無線與從機(jī)繼續(xù)通信。主機(jī)系統(tǒng)的供電由供電單元解決。需要數(shù)據(jù)存儲時，由存儲器負(fù)責(zé)。(4)冗余通信方法系統(tǒng)可以采用如下描述的有線與無線熱備通信的方法，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場級零成本冗余通ィ目。I)故障檢測與通信方式切換方法主機(jī)和從機(jī)的有線通信和無線通信在工作時均在線，由主機(jī)選擇其中ー種通信方式與從機(jī)通信，通常優(yōu)先選擇有線方式進(jìn)行通信。當(dāng)主機(jī)發(fā)送查詢/控制指令給從機(jī)而無回復(fù)，或者回復(fù)內(nèi)容格式不正確時，重新發(fā)送查詢/控制指令。當(dāng)多次重復(fù)發(fā)送(一般重復(fù)5次)指令均得不到正確格式的回復(fù)，或者根本無回復(fù)時，則認(rèn)為與當(dāng)前從機(jī)的有線通信出現(xiàn)故障。
檢測到故障后，主機(jī)在其內(nèi)存和外存儲器中的該從機(jī)地址的映射空間設(shè)置“有線通信故障標(biāo)志”，記錄故障時間，形成該從機(jī)的故障記錄，并報送給人機(jī)界面；同吋，自動切換到無線通道與從機(jī)通信，完成本次查詢/控制任務(wù)，并告知從機(jī)點(diǎn)亮其“有線通道故障報警”信號燈。被告知具有有線通信故障的從機(jī)，點(diǎn)亮其對應(yīng)的故障報警信號燈。由于主機(jī)在每個輪詢/輪控周期內(nèi)與從機(jī)通信時，均查詢報警記錄，所以，可以自適應(yīng)地選擇有效地通信方式與從機(jī)通信。2)恢復(fù)有線通信的方法具有有線通信故障的從機(jī)持續(xù)監(jiān)測自己的“故障排除”輸入口，當(dāng)手工排除了故障后，該位會被手工置高電平。當(dāng)從機(jī)監(jiān)測到該位被置成了高電平，就認(rèn)為故障已經(jīng)排除，則在隨后與主機(jī)的無線通信中告知主機(jī)可以重新進(jìn)行有線通信。相應(yīng)地，主機(jī)收到該通知后，則在內(nèi)存和存儲器中的從機(jī)地址映射空間添加故障排除記錄，將“有線通信故障排除標(biāo)志”置位，記錄故障排除時間，在隨后的與該從機(jī)的通信中均采用有線模式進(jìn)行。
3)冗余通信的主機(jī)和從機(jī)的工作流程對于主機(jī)，其通信流程如圖4 :要與從機(jī)進(jìn)行通信的主機(jī)做好必要準(zhǔn)備，如從機(jī)地址選擇等。然后查詢該地址的從機(jī)的故障情況映射空間，了解要通信的該從機(jī)的故障情況。如果該從機(jī)沒有有線通信故障，或者雖有但故障已經(jīng)排除，則采用有線方式與該從機(jī)通信。如果該從機(jī)有有線故障報警記錄且故障沒有排除，則采用無線方式進(jìn)行通信。如果當(dāng)前采用有線方式進(jìn)行通信，則隨時檢查當(dāng)前通信是否成功，如發(fā)送的指令是否有回復(fù)等。如果通信成功，則當(dāng)前的通信正常結(jié)束。否則，則在該從機(jī)的映射空間添加故障記錄，并切換到無線模式與該從機(jī)通信，同時告知人機(jī)界面，以便用戶得知該故障情況對該從機(jī)進(jìn)行故障處理。對于從機(jī)，其工作流程如圖5 :從機(jī)隨時準(zhǔn)備接收主機(jī)的查詢和控制任務(wù)，與主機(jī)進(jìn)行通信。當(dāng)有線和無線通道都沒有收到主機(jī)指令時，認(rèn)為目前沒有通信任務(wù)，繼續(xù)等待。當(dāng)有線通道收到指令吋，則進(jìn)行有線通信，正確回復(fù)主機(jī)的查詢指令。當(dāng)有線通道沒有收到指令，但無線通道收到了主機(jī)的數(shù)據(jù)，則認(rèn)為主機(jī)已經(jīng)判斷到從機(jī)有線通信有故障。所以從機(jī)此時判斷主機(jī)是否發(fā)送了故障通知，如果收到了故障通知，則在完成任務(wù)通信后點(diǎn)亮自身的故障報警燈。如果主機(jī)沒有發(fā)送故障通知，說明從機(jī)的故障不是當(dāng)前時間產(chǎn)生的，而是從前產(chǎn)生的故障，且故障排除情況沒有通知到主機(jī)。所以首先判斷從機(jī)的有線通信故障是否排除，如果已經(jīng)排除則在任務(wù)通信后通知主機(jī)，并熄滅故障報警燈；如果還沒有排除，則只進(jìn)行任務(wù)通信。應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于有線和無線熱備冗余通信的現(xiàn)場級低成本冗余測控網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，包括主機(jī)和從機(jī)，主機(jī)輪詢/輪控從機(jī)，獲取從機(jī)和從機(jī)監(jiān)測對象的狀態(tài)，或者通過從機(jī)控制相應(yīng)的被控對象；主機(jī)和從機(jī)的有線通信和無線通信在工作時均在線，由主機(jī)選擇其中一種通信方式與從機(jī)通信，優(yōu)先選擇有線方式進(jìn)行通信；當(dāng)主機(jī)發(fā)送查詢/控制指令給從機(jī)而無回復(fù)，或者回復(fù)內(nèi)容格式不正確時，重新發(fā)送查詢/控制指令；當(dāng)多次重復(fù)發(fā)送指令均得不到正確格式的回復(fù)，或者根本無回復(fù)時，則認(rèn)為與當(dāng)前從機(jī)的有線通信出現(xiàn)故障；檢測到故障后，主機(jī)在其內(nèi)存和外存儲器中的該從機(jī)地址的映射空間設(shè)置有線通信故障標(biāo)志，記錄故障時間，形成該從機(jī)的故障記錄，并報送給人機(jī)界面；同吋，自動切換到無線通道與從機(jī)通信，完成本次查詢/控制任務(wù)，并告知從機(jī)點(diǎn)亮其有線通道故障報警信號燈；被告知具有有線通信故障的從機(jī)，點(diǎn)亮其對應(yīng)的故障報警信號燈；具有有線通信故障的從機(jī)持續(xù)監(jiān)測自己的故障排除輸入口，當(dāng)手工排除了故障后，該位會被手工置高電平；當(dāng)從機(jī)監(jiān)測到該位被置成了高電平，就認(rèn)為故障已經(jīng)排除，則在隨后與主機(jī)的無線通信中告知主機(jī)可以重新進(jìn)行有線通信；相應(yīng)地，主機(jī)收到該通知后，則在內(nèi)存和存儲器中的從機(jī)地址映射空間添加故障排除記錄，將有線通信故障排除標(biāo)志置位，記錄故障排除時間，在隨后的與該從機(jī)的通信中均采用有線模式進(jìn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冗余測控網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述的有線通信采取某種エ業(yè)現(xiàn)場總線，包括Modbus總線、CAN總線、PR0FIBUS總線；無線通信采用nRF射頻技術(shù)、zigbee技術(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冗余測控網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述從機(jī)直接連接現(xiàn)場模擬量信號設(shè)備、現(xiàn)場開關(guān)量信號設(shè)備和模擬量執(zhí)行設(shè)備及開關(guān)量執(zhí)行設(shè)備；現(xiàn)場模擬量信號設(shè)備的模擬量信號和現(xiàn)場開關(guān)量信號設(shè)備的開關(guān)量信號分別通過從機(jī)的模擬量輸入接ロ、開關(guān)量I/o接ロ接入從機(jī)，再分別經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換單元和數(shù)字隔離單元進(jìn)入從機(jī)的中央處理器進(jìn)行處理。處理的結(jié)果數(shù)據(jù)經(jīng)無線、有線冗余通信方式送入主機(jī)； 從機(jī)的處理器或者控制器需要輸出模擬量以控制現(xiàn)場的模擬量執(zhí)行設(shè)備時，則控制指令經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和模擬量輸出接ロ到達(dá)模擬量執(zhí)行設(shè)備，控制模擬量執(zhí)行設(shè)備動作；數(shù)模轉(zhuǎn)換単元的任務(wù)是將處理器或者控制器輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成連續(xù)的模擬量，如連續(xù)的電壓信號；而模擬量輸出接ロ是將連續(xù)的模擬量調(diào)理為現(xiàn)場執(zhí)行器可以接收的信號；當(dāng)從機(jī)的處理器或者控制器需要輸出開關(guān)量以控制現(xiàn)場的開關(guān)量執(zhí)行設(shè)備時，則控制指令經(jīng)數(shù)字隔尚單兀和開關(guān)量i/o接ロ輸出到開關(guān)量執(zhí)行設(shè)備，控制開關(guān)量執(zhí)行設(shè)備動作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于有線和無線熱備冗余通信的現(xiàn)場級低成本冗余測控網(wǎng)絡(luò)，包括主機(jī)和從機(jī)，主機(jī)輪詢/輪控從機(jī)，獲取從機(jī)和從機(jī)監(jiān)測對象的狀態(tài)，或者通過從機(jī)控制相應(yīng)的被控對象；主機(jī)和從機(jī)的有線通信和無線通信在工作時均在線，由主機(jī)選擇其中一種通信方式與從機(jī)通信，優(yōu)先選擇有線方式進(jìn)行通信；是一個零成本通信運(yùn)營的可靠現(xiàn)場測控網(wǎng)絡(luò)。不需要額外的冗余管理設(shè)備，節(jié)約了成本，簡化了冗余通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)的安裝特別簡單、快捷，所以安裝成本低、周期短。
文檔編號G05B19/418GK102692912SQ20121019153
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月11日
發(fā)明者唐波, 唐磊, 孟祥印, 孟祥峰, 車小偉 申請人:成都瑞特數(shù)字科技有限責(zé)任公司