[发明专利]一种网络在线可重构的工业安全监控系统

说明书

技术领域

本发明属于工业自动控制领域，特别涉及基于在线部分重构方法的工业安全监控系统。

背景技术

目前，网络控制系统是信息时代控制系统的主要形式，是网络控制节点通过通信介质按照一定的通信协议进行互连的。由于网络控制系统所控制的应用对象的多样性和应用环境的不可预知性，使得传统的设计方法所设计的网络控制系统不能适应应用对象和环境的变化。如果考虑了所兼容的各种对象和环境，设计的网络控制系统成本过高。另外网络控制系统还没有一个统一的通信协议标准，即多种通信协议标准共存（至少几十种以上），这也使得网络控制系统在应用时互连存在问题。现有关部分重构技术大多处于理论研究阶段，更多的采用静态全局重构技术。然而，静态全局重构需要对整个FPGA资源重新配置，该重构方法是对器件的整体进行更新写入，不需要重构的部分功能也进行了更新写入，从而导致系统进行重新初始化，在网络重构时，其它功能及其它通信也将暂停，系统初始化完成后，所有的采集、控制、通信再建立完成，从而影响了非重构部分的稳定运行，所以该技术尚未被广泛应用于工业现场控制过程中。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的问题是提供一种可自动识别网络类型、自动规划重构方案、自动完成网络通信动态局部重构的网络在线可重构的工业安全监控系统。

本发明是通过这样的技术方案实现的，网络在线可重构的工业安全监控系统，包括网络监控人机交互界面，网络监视单元和网络控制单元三部分。网络监视单元由Modbus监控主站、Modbus从站组成；网络控制单元由CAN控制网络组成。

进一步，所述Modbus监控主站，包括两个不同工业控制网络类型的监控主站（可切换投入运行）。

进一步，所述Modbus从站，包括两个工业控制网络可动态局部重构的现场设备，其中一个从站作为网关，连接一个基于CAN总线的控制网络，即Modbus/CAN网关，另一个是Modbus门禁系统控制站。

进一步，所述CAN控制网络包括3个现场控制站，分别用于监测现场温湿度、有害烟雾浓度和发出报警。

进一步，所述Modbus监控主站与Modbus从站和网络监控人机交互界面连接；CAN控制网络与Modbus/CAN网关连接。

进一步，所述网络监视单元选取Modbus作为网络通信协议。

进一步，所述网络控制单元选取CAN总线完成实时数据通信。

进一步，所述网络监控人机交互界面采用基于A9双核的Linux操作系统，采用FPGA控制网络通信，二者之间采用AXI和Avalon-MM总线完成互访，实现该系统的工业控制网络动态局部重构管理、设备自动组网管理和运行可视化。

进一步，网络在线可重构的工业安全监控系统采用动态部分重构方法，将不同应用的部分重构信息存放于外部FLASH，然后根据检测当前通信类型，重构通信控制区域，实现不同类型网络之间的切换。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点:

本发明发明的网络在线可重构的工业安全监控系统通过工业控制网络通信动态局部重构技术，可自动识别网络类型、自动规划重构方案、自动完成网络通信动态局部重构，在确保全系统连续不间断运行、测控功能不受影响及控制品质不发生变化的约束下，自动适应不同工业控制网络类型的变化，在工业自动控制领域具有革命性的意义。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述。

图1是本发明网络在线可重构的工业安全监控系统架构示意图。

      图2为本发明的网络监控人机交互界面示意图。

      图3为本发明的Modbus主站系统结构示意图。

      图4为本发明的Modbus主站监控示意图。

      图5为本发明的Modbus/CAN网关系统结构示意图。

      图6为本发明的部分重构设计流程图。

      图7为本发明的部分重构结构示意图。

具体实施方式

本发明以RS-485总线，并以Modbus RTU和Modbus ASCII两种通信协议作为具体实施例对本发明作进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。