[发明专利]基于光通信的工业现场控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及工业通讯技术领域，尤其涉及一种基于光通信的工业现场控制装置。

背景技术

随着工业自动化技术的不断发展，尤其是可编程逻辑控制器(PLC)的应用，工业控制领域大量采用以PLC为核心的控制系统，这种系统根据不同的现场信号类型采用不同的输入输出接口模块，采用并行传输方式接入PLC模块或采用分布式结构，工程人员编写控制程序，达到控制效果。

然而目前工业控制系统却存在以下缺点：

1、当控制现场与控制中心存在较远的距离(大于100米)时，现场信号与控制中心采用并行传输方式，极易受到干扰；

2、当现场信号的数据较多(多于100个)时，现场信号与控制中心采用并行传输方式，将使用大量的屏蔽铜导线，成本极高；

3、在分布式工业控制系统中，采用现场总线进行通信，系统可扩展性差，实时性差，成本高；

因此有必要对现有的工业控制系统进行改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有的工业控制系统存在易受干扰、搭建成本太高、系统扩展性差等问题，本发明提供了一种基于光通信的工业现场控制装置来解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于光通信的工业现场控制装置，包括PLC控制器、中心控制器和多个现场控制器，所述PLC控制器与所述中心控制器通讯连接，所述中心控制器包括第一光通信模块、所述现场控制器包括第二光通信模块和第三光通信模块，所述现场控制器的第二光通信模块与其上级的现场控制器的第三光通信模块建立连接，或者与所述第一光通信模块建立连接，所述现场控制器的第三光通信模块与其下级的现场控制器的第二光通信模块建立连接。

作为优选，所述中心控制器还包括控制模块、RS232通讯模块和第一直流稳压电源模块，所述控制模块与所述RS232通讯模块、第一光通信模块和第一直流稳压电源模块连接，所述控制模块通过所述RS232通讯模块与所述PLC控制器通讯连接。

作为优选，所述控制模块还连接有看门狗模块。

作为优选，所述控制模块包括单片机、数据处理单元和时分复用单元，所述单片机分别与所述RS232通讯模块、看门狗模块、第一直流稳压电源模块和数据处理单元连接，所述数据处理单元、时分复用单元和第一光通信模块依次连接。

作为优选，所述单片机的型号为STM32F106VCE，所述数据处理单元为FPGA芯片或CPLD芯片，所述时分复用单元为美国的德州仪器公司生产的TLK系列芯片，所述第一光通信模块的型号为华为SFP‐GE‐LX‐SM1550‐A或者博瑞BRTD13‐03S‐F40。

作为优选，所述现场控制器还包括主控单元、存储单元、第二直流稳压电源模块、光电隔离模块、DI接口、DO接口、AI接口和串口通讯模块，所述主控单元分别与所述存储单元、光电隔离模块、第二光通信模块和第三光通信模块连接，所述DI接口、DO接口、AI接口和串口通讯模块均与所述光电隔离模块连接，所述第二直流稳压电源模块与所述主控单元和光电隔离模块连接并为它们供电。

作为优选，所述光电隔离模块为6N137型光电耦合器或者HCPL‐2601型光电耦合器。

本发明的有益效果是，这种基于光通信的工业现场控制装置结构简单，可靠性高，维护方便，采用光通信技术提高控制系统的信号抗干扰能力，是数据传输的延时小，实时性好，并且采用光纤与串口并用的方式，可扩展性，接口容量大，降低搭建成本，性价比极高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的基于光通信的工业现场控制装置的最优实施例的结构框图。

图2是本发明的基于光通信的工业现场控制装置的中心控制器的结构框图。

图3是本发明的基于光通信的工业现场控制装置的中心控制器的控制模块的结构框图。

图4是本发明的基于光通信的工业现场控制装置的现场控制器的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。