一种现场总线和远程I/O混合的通讯架构的制作方法

一种现场总线和远程i/o混合的通讯架构
技术领域
1.本实用新型涉及通讯架构技术领域，具体为一种现场总线和远程i/o混合的通讯架构。


背景技术：

2.现场总线就是以数字通信替代了传统4
‑
20ma模拟信号及普通开关量信号的传输，是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统，它可以一次实现控制层和现场总线设备层之间的数据传输。具有布线简单，传输效率和速率高等特点。
3.远程i/o是具有通信功能的数据采集/传送模块，自身没有控制调节功能。可以将传统的硬接线类型的模拟信号及开关量信号送到控制中心比如plc，或者接受控制中心的数据，对现场设备进行控制。
4.现有现场总线或远程i/o通讯架构功能较为单一，仅能实现plc、上位机与智能总线型设备通讯，无法接收传统硬接线信号；或仅能实现plc、上位机与远程i/o模块通讯，无法实现与智能总线型设备间数据传输。
5.现有现场总线通讯架构有以下几个缺点：只能接入现场总线型设备，例如总线型压力变送器、总线型定位器、总线型电动阀等，应用范围有限；现场总线型设备成本较高，对安装要求更高，不利于大面积推广使用；一个现场总线网段往往只接入少量几个现场总线设备，网段利用率低。不利于故障处理，当通讯切断时将影响到整个网段的设备，难以排查故障原因。
6.基于此，本实用新型设计了一种现场总线和远程i/o混合的通讯架构，以解决上述问题。


技术实现要素：

7.实用新型的目的在于提供一种现场总线和远程i/o混合的通讯架构，以解决上述技术问题。
8.为实现上述目的，实用新型提供如下技术方案：一种现场总线和远程i/o 混合的通讯架构，包括布置于专门的电子间或配电间的plc控制机柜、布置于现场的远程控制机柜、现场安装的具备现场总线通讯功能的电动门以及现场安装的具备现场总线通讯功能的变送器，所述plc控制机柜中设置有现场总线主站卡件，所述现场总线主站卡件与远程控制机柜之间通过光缆进行数据传输，所述电动门和变送器与所述远程控制机柜电性连接，所述远程控制机柜中电性连接有远程i/o模块，i/o模块作为现场总线的一个从站，从属于现场总线通讯主站，用于接收现场设备的模拟量或开关量信号。
9.优选的，所述plc控制机柜中设置有冗余配置的plc控制单元，所述 plc控制单元采用西门子s7
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400系列plc。
10.优选的，所述现场总线主站卡件型号为cp443
‑
5。
11.优选的，所述远程i/o模块采用西门子s7
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300系列。
12.优选的，所述变送器通过pa接线盒与所述远程控制机柜电性连接。
13.与现有技术相比，实用新型的有益效果为：
14.本提案是一种现场总线与远程i/o混合的通讯架构，解决现有总线通讯架构功能单一、成本高、国产化率低的技术问题，使硬接线信号能通过现场总线进行传输，增加了设备的可选性，将提高总线通讯架构的便利性、高效性与稳定性，同时也降低了现有总线通讯架构的成本。
附图说明
15.为了更清楚地说明实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是实用新型的一些实施例，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。
16.图1为本实用新型设计安装示意图；
17.图2为本实用新型原理示意图。
18.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0019]1‑
plc控制机柜，2
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plc控制单元，3
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现场总线主站卡件，4
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光缆，5
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远程控制机柜，6
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电动门，7
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变送器，8
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远程i/o模块。
具体实施方式
[0020]
下面将结合实用新型实施例中的附图，对实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于实用新型保护的范围。
[0021]
请参阅图1
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2，实用新型提供一种技术方案：一种现场总线和远程i/o混合的通讯架构，包括布置于专门的电子间或配电间的plc控制机柜1、布置于现场的远程控制机柜5、现场安装的具备现场总线通讯功能的电动门6以及现场安装的具备现场总线通讯功能的变送器7，plc控制机柜1中设置有现场总线主站卡件3，现场总线主站卡件3型号为cp443
‑
5，现场总线主站卡件3 与远程控制机柜5之间通过光缆4进行数据传输，电动门6和变送器7与远程控制机柜5电性连接，变送器7通过pa接线盒与远程控制机柜5电性连接，远程控制机柜5中电性连接有远程i/o模块8，远程i/o模块8采用西门子 s7
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300系列，i/o模块8作为现场总线的一个从站，从属于现场总线通讯主站，用于接收现场设备的模拟量或开关量信号，plc控制机柜1中设置有冗余配置的plc控制单元2，plc控制单元2采用西门子s7
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400系列plc。
[0022]
工作原理实施例：
[0023]
图2是本提案的原理图，图中plc/dcs是现场信号的处理单元及作为现场总线通讯的主站，通过profibus现场总线电缆与从站设备总线型变送器、总线型定位器、总线型电动阀、远程i/o模块进行数据交换，远程i/o模块通过普通电缆进行模拟量、开关量信号的传输。与常规总线通讯架构只能接入总线型设备不同，本提案远程i/o模块作为现场总线的一个从站接入到现场总线网络中，是一种现场总线与远程i/o混合的通讯架构。
[0024]
图1是本提案实例设计安装图，常规现场总线通讯架构只涉及图1中plc 控制单元
2，现场总线主站卡件3，光缆4，远程控制机柜5，电动门6，变送器7部分，只能传输现场总线型设备的数据，本提案远程i/o模块8作为现场总线的一个从站，从属于cp443
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5现场总线通讯主站，组成现场总线和远程i/o混合的通讯架构，使传统模拟量信号和开关量信号也能利用现场总线进行传输。
[0025]
实现混合架构后，同时具备了总线通讯和远程i/o的功能，不仅能够传输总线设备，也可传输硬接线设备，后续技改等需要增加设备时，设备选择性更加灵活，不局限于价格相对较高的总线通讯设备，也可以使用价格相对低廉的硬接线设备，达到了选型灵活性和节约成本的目标。
[0026]
设备到电子间的桥架往往在距离地面较高的位置，敷设增加电缆不仅需要搭设大量的脚手架，还存在高处作业的风险，对施工人员的人身安全造成威胁。本项目实施的混合架构，实现了现场硬接线设备直接接入就近的总线通讯柜，不需要将电缆拉到电子间，避免了搭设脚手架、高空敷设电缆等高空作业的风险，提高了现场作业的安全性，另一方面，避免破坏电子间、电缆竖井内原有的防火封堵结构，杜绝了由于施工引起的破坏性。
[0027]
结合现场总线通讯柜分布广的特点以及总线高速传输数据的优势，现场新增设备不管是硬接线设备还是总线设备，都只需将电缆拉至就近的现场总线控制柜，既节省了大量电缆和桥架的使用，又能提高就地控制柜的空间利用率，既降低了施工量和调试的难度，也相应节省了以及系统投运后的维护时间和费用，实现节约成本的目标。
[0028]
在实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对实用新型的限制。
[0029]
在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在实用新型中的具体含义。
[0030]
尽管已经示出和描述了实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。