一种通信系统及工业控制系统技术方案

本申请公开了一种通信系统及工业控制系统，该通信系统包括主控底板、网关底板及连接主控底板和网关底板的以太网总线，主控底板包括主控背板总线，主控背板总线上挂接有控制模块、转接模块及n个主控功能模块，网关底板包括网关背板总线，网关背板总线上挂接有网关模块和m个从控功能模块，其中：控制模块，用于按主控背板总线协议发送初始报文至主控功能模块或转接模块；转接模块，用于将初始报文转换为与以太网协议对应的中间报文；网关模块，用于将接收到的中间报文转换为与网关背板总线协议对应的目标报文，并将目标报文发送到对应的从控功能模块。本申请使控制器所带功能模块的数量大幅增加，进而使得系统通信容量也得到大幅度提升。

【技术实现步骤摘要】
一种通信系统及工业控制系统
本申请涉及工业控制领域，特别涉及一种通信系统及工业控制系统。
技术介绍
随着工业现场自动化的发展，在设计总线拓扑结构时，需要综合考虑实时性、容量、可靠性等多重因素，根据不同的应用场合选择最优的总线拓扑结构。目前常用的总线拓扑结构为通过以太网总线连接主控底板中和网关底板，在进行控制时，由主控底板中的控制器输出以太网协议对应的报文直接对网关底板进行控制，考虑到背板内部总线与现场总线(如以太网总线)分别对应不同的通信协议，因此，采用现有的总线拓扑结构，仅可在网关底板上进行功能模块的扩展，从而导致控制器所带功能模块数量较少，无法满足各种各样的工业现场需求。因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种通信系统及工业控制系统，使控制器所带功能模块的数量大幅增加，进而使得系统通信容量也得到大幅度提升。为解决上述技术问题，本申请提供了一种通信系统，包括主控底板、网关底板及连接所述主控底板和所述网关底板的以太网总线，所述主控底板包括主控背板总线，所述主控背板总线上挂接有控制模块、转接模块及n个主控功能模块，所述网关底板包括网关背板总线，所述网关背板总线上挂接有网关模块和m个从控功能模块，m和n均为正整数，其中：所述控制模块，用于按主控背板总线协议发送初始报文至所述主控功能模块或所述转接模块；所述转接模块，用于将所述初始报文转换为与以太网协议对应的中间报文；所述网关模块，用于将接收到的所述中间报文转换为与网关背板总线协议对应的目标报文，并将所述目标报文发送到对应的从控功能模块。优选的，所述以太网总线以星形网络结构或树状网络结构进行拓扑。优选的，所述主控背板总线和所述以太网总线的链路层和应用层的通信协议相同，所述主控背板总线和所述以太网总线的物理层的通信协议不同；所述转接模块，具体用于对所述初始报文进行物理层协议转换操作，得到与以太网协议对应的中间报文。优选的，所述控制模块包括互为热备的第一控制器和第二控制器。优选的，所述主控底板包括两条主控背板总线，所述控制模块通过两条所述主控背板总线与n个所述主控功能模块连接。优选的，所述转接模块包括与两条所述主控背板总线分别连接的第一转接设备和第二转接设备。优选的，每一所述网关底板包括两条网关背板总线，所述网关模块通过两条所述网关背板总线与m个所述从控功能模块连接。为解决上述技术问题，本申请还提供了一种工业控制系统，包括如上文任意一项所述的通信系统。本申请提供了一种通信系统，在主控底板上设置转接模块，通过该转接模块将背板总线协议格式的报文转换为以太网总线协议格式的报文，从而使控制器既可以通过主控背板总线向主控底板上的主控功能模块传输报文，也可以通过转接模块和以太网总线向网关底板传输报文，保证主控底板和网关底板均可以进行扩展，从而使控制器所带功能模块的数量大幅增加，进而使得系统通信容量也得到大幅度提升。本申请还提供了一种工业控制系统，具有和上述通信系统相同的有益效果。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请所提供的一种通信系统的结构示意图。具体实施方式本申请的核心是提供一种通信系统及工业控制系统，使控制器所带功能模块的数量大幅增加，进而使得系统通信容量也得到大幅度提升。为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。请参照图1，图1为本申请所提供的一种通信系统的结构示意图，该通信系统包括主控底板1、网关底板2及连接主控底板1和网关底板2的以太网总线3，主控底板1包括主控背板总线11，主控背板总线11上挂接有控制模块12、转接模块14及n个主控功能模块13，网关底板2包括网关背板总线21，网关背板总线21上挂接有网关模块22和m个从控功能模块23，m和n均为正整数，其中：控制模块12，用于按主控背板总线协议发送初始报文至主控功能模块13或转接模块14；转接模块14，用于将初始报文转换为与以太网协议对应的中间报文；网关模块22，用于将接收到的中间报文转换为与网关背板总线协议对应的目标报文，并将目标报文发送到对应的从控功能模块23。具体的，本实施例中主控底板1上包括主控背板总线11，主控背板总线11上挂接有控制模块12和n个主控功能模块13，控制模块12可以通过主控背板总线11和n个主控功能模块13进行数据交互，完成控制模块12对主控功能模块13的控制，由于控制模块12可以按主控背板总线协议发送报文，因此，可以在主控底板1上设置n个主控功能模块13，这里的主控功能模块13具体可以为重要优先级比较高的功能模块，从而保证控制的高效性、可靠性。这里的功能模块包括但不限于采集模块、模拟量输出模块等。具体的，主控底板1和网关底板2之间通过以太网总线3连接，本实施例中，网关底板2的个数可以为一个也可以为多个，本实施例在此不做限定。考虑到在实际应用中，背板总线和现场总线采用不同的通信协议，因此，本实施例中，主控底板1上的主控背板总线11上还挂接有转接模块14，用于进行协议转换操作，将控制模块12按主控背板总线协议发送的初始报文，按以太网总线协议的格式进行转换，得到中间报文，传输给网关底板2上的网关模块22，网关模块22通过网关背板总线21与网关底板2上的m个从控功能模块23连接，网关模块22在接收到中间报文后，按网关背板总线协议的格式进行转换，得到目标报文，然后通过网关背板总线21将该目标报文发送给对应的从控功能模块23，从而实现控制模块12对网关底板2上的从控功能模块23的控制。可以理解的是，本实施例中的报文可以包括数据、配置、指令、地址等内容。可以理解的是，本实施例通过在主控底板1的主控背板总线11上挂接转接模块14，以及在网关底板2的网关背板总线21上挂接网关模块22，并利用以太网总线3连接转接模块14和网关模块22，实现了在单一背板内各模块可基于背板总线进行高速通信的基础上，还能够实现不同背板间基于以太网总线3的高速通信。进一步的，本实施例中，可以分为两层网络，第一层为实时控制网络，控制模块12(主站)通过主控背板总线11与主控功能模块13(从站)进行高速通信，通信速率达到百兆以上，主控底板1上设置有转接模块14可以将主控背板总线协议的报文转换为以太网协议的报文，从而实现主控底板1与其他网关底板2上的网关模块22的高速通信，其中，以太网总线3以星形网络结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通信系统，其特征在于，包括主控底板、网关底板及连接所述主控底板和所述网关底板的以太网总线，所述主控底板包括主控背板总线，所述主控背板总线上挂接有控制模块、转接模块及n个主控功能模块，所述网关底板包括网关背板总线，所述网关背板总线上挂接有网关模块和m个从控功能模块，m和n均为正整数，其中：/n所述控制模块，用于按主控背板总线协议发送初始报文至所述主控功能模块或所述转接模块；/n所述转接模块，用于将所述初始报文转换为与以太网协议对应的中间报文；/n所述网关模块，用于将接收到的所述中间报文转换为与网关背板总线协议对应的目标报文，并将所述目标报文发送到对应的从控功能模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种通信系统，其特征在于，包括主控底板、网关底板及连接所述主控底板和所述网关底板的以太网总线，所述主控底板包括主控背板总线，所述主控背板总线上挂接有控制模块、转接模块及n个主控功能模块，所述网关底板包括网关背板总线，所述网关背板总线上挂接有网关模块和m个从控功能模块，m和n均为正整数，其中：
所述控制模块，用于按主控背板总线协议发送初始报文至所述主控功能模块或所述转接模块；
所述转接模块，用于将所述初始报文转换为与以太网协议对应的中间报文；
所述网关模块，用于将接收到的所述中间报文转换为与网关背板总线协议对应的目标报文，并将所述目标报文发送到对应的从控功能模块。


2.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述以太网总线以星形网络结构或树状网络结构进行拓扑。


3.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述主控背板总线和所述以太网总线的链路层和应用层的通信协议相同，所述主控背板总...

【专利技术属性】
技术研发人员：李蒙，范福基，
申请(专利权)人：杭州和利时自动化有限公司，北京和利时系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33