用於自動化系統的通信模塊的製作方法
2023-04-30 06:35:06 1
專利名稱:用於自動化系統的通信模塊的製作方法
技術領域:
本發明涉及一種根據權利要求1所述的通信模塊,其中通信模塊與一個上位設置 的控制單元(也稱為中央控制單元)、模塊化結構的自動化系統一同工作。
背景技術:
用於控制技術處理流程的自動化系統通常包括一個中央控制單元。中央控制單元 通過通信模塊與輸入/輸出單元和/或自動化系統的現場設備進行通信。目前使用在模塊化結構的自動化系統中的通信模塊用於為模塊編程並且用於與 在通信模塊上連接的設備進行通信,這種通信模塊具有兩個相互獨立的、可配置的、電流分 離的串行埠,該串行埠被設計為RS232埠。這些串行埠通過存入到通信模塊中的應用程式進行配置。其中一個埠被設置為應用程式埠,用於輸入且測試在通信模塊中存入的應用 程序。其他的埠是一種通過應用程式進行配置的埠。應用程式(也如應用數據)被存放在非易失性存儲器,例如Flash-EPROM中。目前,使用在模塊化結構的自動化系統中的通信模塊不能設置用於將中央單元 (也稱為中央控制單元)的應用程式及應用數據直接傳輸到通信模塊中且直接進行編程。
發明內容
本發明的目的在於,提出一種用於模塊化結構的自動化系統的通信模塊,該通信 模塊減輕了自動化系統的中央控制單元的負擔並且特別適用於,應用程式直接從連接到通 信模塊上的中央單元傳輸到通信模塊中並且進行編程。該目的根據本發明通過一種開頭所述類型的、具有權利要求1中所述的特徵的通 信模塊來實現。根據本發明的裝置的有利設計方案和改進方案在其他權利要求及說明書中
提出ο根據本發明的用於模塊化結構的自動化系統的通信模塊包括一個優選設計為微 處理器的處理單元、一個為其共同作業的非易失性存儲器(用於存放應用程式)以及至少 兩個相互獨立的、可配置的、電流分離的串行埠,這些串行埠通過存放在存儲器單元中 的應用程式進行配置並且為此而設置,承擔與通信模塊連接的中央控制單元的埠的功 能,當該功能不能實現時。根據本發明,通信模塊為此設置,即採用不同的通信協議,其中為此所需的驅動程 序存放在通信模塊的存儲器單元中。在根據本發明的通信模塊的優選實施例中,存儲器單元包括至少兩個設計為 Flash-EPROM和RAM的存儲器,其為此設置,即不僅能存儲應用程式也能存儲應用數據並且 提供了用於執行的處理單元。優選地,其中一個串行埠設置為用於輸入且測試在通信模塊中存入的應用程式 的程序埠,並且其他串行埠設置為一種通過應用程式進行配置的埠。
在根據本發明的通信模塊的有利的實施例中,串行埠分別具有至少兩個物理端 口,其中第一物理埠例如可以設置為RS232埠,第二物理埠可以設置為RS485埠 (例如用於多路總線應用)。另外,多個串行埠僅僅設計為RS232埠或RS485埠或RS422埠,其中通信 模塊的不同埠可以具有相同或不同的實施方式。在根據本發明的通信模塊的特別的實施例中,串行埠被設置為RS232埠或 RS485埠或RS422埠,或者設置為乙太網埠,其中通信模塊的不同埠可以具有相同 或不同的實施方式。可自由配置的串行埠可以設置用於傳輸不同的協議,例如Modbus、CS31-Bus、 RCOM、RC0M+、C0MLI、EPVS、SysLibCom和/或Multi (兩種不同協議之間的轉換,例如 Modbus、ASCII、SysLibCom)。通信模塊在其串行埠上的信息交換以有利的方式也可以通過標準代碼 ASCII (美國信息交換標準代碼)來實現。應用程式根據本發明可以在通信模塊的一個附加的程序入口上進行編程,其中程 序入口例如設計為雙口 RAM(DPR)並且直接與自動化系統的中央控制單元連接。以有利的方式,通過用於中央控制單元的附加程序入口可以為中央單元和通信模 塊使用單一的編程工具。
本發明及本發明的有利設計方案和改進方案可以根據在以下附圖中示出的實施 例來詳細描述和說明。其中圖1示出了根據本發明的通信模塊的一個實施例,以及圖2示出了根據本發明的通信模塊的另一個實施例。
具體實施例方式圖1示出了根據本發明的用於模塊化結構的自動化系統的通信模塊1的一個實 施例,該自動化系統具有用於執行應用程式5的微處理器15、與其共同工作由非易失性存 儲器16和臨時存儲器17構成的存儲器單元13,其中在第一個設置為Flash-EPROM的存儲 器16中例如存放有應用程式5、應用數據、通信協議5和通信程序5以及在存儲器16中 標準化的驅動程序(用於在通信模塊1中設置的串行埠 C0M1、COM2和不同的協議,例如 Modbus-和CS31-BUS)。在存儲器16中存放的應用程式、應用數據、通信協議5、通信程序5 和驅動程序將載入到RAM存儲器17中並且提供給微處理器15進行處理。微處理器15與兩個相互獨立的、可配置的串行埠連接,該串行埠 C0M1、COM2 用於通信模塊1的數據傳輸,尤其是用於編程,並且用於與連接到通信模塊1上的設備進行 通信。第一埠 C0M1和第二埠 COM2彼此電流分離,其中電流分離可以例如通過兩個數 字絕緣體來實現。第一埠 C0M1設置為程序埠,用於輸入且測試存入通信處理器1上的應用程式 3,第二串行埠 2設置為一種通過應用程式3進行配置的埠。串行埠 C0M1、C0M2根據本發明分別除了具有一個第一物理埠 RS232之外還具有另一個物理埠 RS485,例如用於多路總線應用。埠設置用於標準協議,例如Modbus、 CS31-Bus、RCOM、RCOM+, COMLI、EPVS、SysLibCom 和 / 或 Multi (兩種不同協議之間的轉換, 例如 Modbus、ASCII、SysLibCom)。在根據本發明的通信模塊的特別實施例中,一個或多個串行埠被配置為CS31 總線埠,其中連接到CS31-BUS埠上的輸入/輸出設備的處理數據通過程序入口 11符 合於應用程式3配置地以供中央單元2支配。
在根據本發明的通信模塊的另一實施例中設計出,一個或多個串行埠被配置為 Modbus埠或其它固定協議埠並且連接到串行埠上的輸入/輸出設備的數據通過程 序入口 11符合於應用程式3配置地傳輸到中央單元2中。應用程式5通過通信模塊1的附加程序入口 11進行編程,其中程序入口例如通過 雙口 RAM(DPR)與自動化系統的中央控制單元2連接。因此,通信模塊1和中央控制單元2 可以藉助於單一的編程工具4進行編程。編程工具4是一種為可存儲器編程的控制裝置(SPS)進行編程的編程工具。由此, 通信模塊能夠和根據IEC61131的SPS —樣的有利的方式進行編程。因此,可以在通信模塊 中存放的SPS應用程式,即通過埠 C0M1、C0M2與非中央的輸入/輸出設備連接,該輸入/ 輸出設備用於獲取處理數據或控制觸發器。在編程工具4中以供使用的程式語言和命令和資料庫和調試方案都能夠以相同 的方式用於通信模塊1,也用於中央單元2。通信模塊1也為此而設置,即在雙口 RAM(DRP) 11上通過可循環配置的輸入/輸出 數據,和/或非循環地通過所謂的消息與中央單元2的應用程式3進行通信。在根據本發明的通信模塊的特別實施例中,串行埠被設置為RS232埠或 RS485埠或RS422埠,或者設置為乙太網埠,其中通信模塊的不同埠可以具有相同 或不同的實施方式。圖2示出了根據本發明的通信模塊1的另一個實施例,其與根據圖1的通信模塊 1的實施方式的區別特徵在於,串行埠 C0M1、C0M2也可以設置為乙太網埠 ETH1、ETH2。
權利要求
一種通信模塊,所述通信模塊具有一個處理單元(15);至少一個與其共同工作的存儲器單元(13),用於存放應用程式(5);以及至少一個或多個串行埠(COM1、COM2),所述串行埠通過存放在所述存儲器單元(13)中的應用程式(5)進行配置,其中所述通信模塊與模塊化結構的自動化系統的中央控制單元(2)連接,其特徵在於,-所述應用程式(5)通過所述通信模塊的與所述中央控制單元(2)連接的程序入口(11)進行傳輸和編程。
2.根據權利要求1所述的通信模塊,其特徵在於,所述串行埠(C0M1、C0M2)分別還 具有一個RS232埠,以及另一個RS485埠和/或RS422埠。
3.根據權利要求1所述的通信模塊,其特徵在於,所述串行埠(C0M1、COM2)被設置 為 RS232 埠或 RS485 埠或 RS422 端 口。
4.根據權利要求1所述的通信模塊,其特徵在於,所述串行埠(C0M1、C0M2)被設置為 RS232埠和/或RS485埠和/或RS422埠和/或設置為乙太網埠(ETH1、ETH2)。
5.根據前述權利要求中任一項所述的通信模塊,其特徵在於,所述程序入口(11)設計 為雙口 RAM。
6.根據前述權利要求中任一項所述的通信模塊,其特徵在於,所述中央控制單元(2) 的通信模塊(1)通過所述程序入口(11)藉助於單一的編程工具(4)進行編程。
7.根據前述權利要求中任一項所述的通信模塊,其特徵在於,在所述編程工具(4)中 以供使用的程式語言、命令、資料庫、調試方案可以用於所述通信模塊(1)的編程。
8.根據權利要求2至6中任一項所述的通信模塊,其特徵在於,所述串行埠(C0M1、 COM2)設計為相互獨立的、可配置的、電流分離的串行埠。
9.根據前述權利要求中任一項所述的通信模塊,其特徵在於,所述存儲器單元(13)由 非易失性存儲器(16)和臨時存儲器(17)構成。
10.根據前述權利要求中任一項所述的通信模塊,其特徵在於,所述其中一個串行埠 設置為用於輸入且測試在所述通信模塊中存入的應用程式的程序埠,並且其他串行埠 設置為一種通過所述應用程式進行配置的埠。
11.根據前述權利要求中任一項所述的通信模塊,其特徵在於,所述串行埠(COM1、 COM2)設置為通過應用程式(5)進行配置的埠。
12.根據前述權利要求中任一項所述的通信模塊,其特徵在於,所述一個或多個串行端 口被配置為CS31總線埠,並且連接到CS31-BUS埠上的所述輸入/輸出設備的處理數 據通過所述程序入口(11)符合於所述應用程式(3)配置地以供所述中央控制單元(2)支 配。
13.根據權利要求1至11所述的通信模塊,其特徵在於,所述一個或多個串行埠被配 置為Modbus埠或其它固定協議埠,並且連接到所述串行埠上的輸入/輸出設備的數 據通過所述程序入口(11)符合於所述應用程式(3)配置地以供所述中央控制單元(2)使用。
14.根據前述權利要求中任一項所述的通信模塊,其特徵在於,所述編程工具(4)設置 用於為可存儲器編程的控制裝置進行編程,並且所述通信模塊藉助於所述編程工具(4)通 過所述程序入口(11)與根據IEC61131的可存儲器編程的控制裝置一樣地進行編程。
15.根據前述權利要求中任一項所述的通信模塊,其特徵在於,在所述通信模塊中存放的SPS應用程式通過所述串行埠(C0M1、C0M2)與非中央的輸入/輸出設備進行通信,所 述輸入/輸出設備用於獲取處理數據或控制觸發器。
16.根據前述權利要求中任一項所述的通信模塊,其特徵在於,在所述編程工具(4)中 以供使用的程式語言和命令和資料庫和調試方案不僅用於所述通信模塊,也用於所述中央 控制單元⑵。
17.根據前述權利要求中任一項所述的通信模塊,其特徵在於,所述通信模塊在所述程 序入口(11)上通過可循環配置的輸入/輸出數據,和/或非循環地通過消息與所述中央控 制單元(2)的應用程式(3)進行通信。
全文摘要
本發明涉及一種通信模塊,所述通信模塊具有一個處理單元(15);至少一個與其共同工作的存儲器單元(13),用於存放應用程式(5);以及至少一個或多個串行埠(COM1、COM2),所述串行埠通過存放在所述存儲器單元(13)中的應用程式(5)進行配置,其中通信模塊與模塊化結構的自動化系統的中央控制單元(2)連接。應用程式(5)通過通信模塊的與中央控制單元(2)連接的程序入口(11)進行傳輸和編程。
文檔編號G05B19/02GK101807050SQ20101011613
公開日2010年8月18日 申請日期2010年2月10日 優先權日2009年2月13日
發明者安德列亞斯·威爾默斯, 布裡吉特·布萊, 赫爾諾特·高布 申請人:Abb股份有限公司