一种工业现场串口通讯网关及通讯系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种工业现场串口通讯网关及通讯系统，涉及工业自动化【技术领域】，所述网关包括：两个串行接口和处理器，第一串行接口和第二串行接口均与所述处理器连接，所述第一串行接口和处理器之间设有第一隔离电路，所述第二串行接口和处理器之间设有第二隔离电路，所述处理器为FPGA或CPLD。本实用新型通过将现有技术中的PLC替换为FPGA或CPLD，由于FPGA或CPLD内部通过硬件电路实现，故而处理速度远超PLC的处理速度，另外，由于PLC与串行接口直接连接，导致其应用于工业场景时，容易出现误触发或损坏，而本实施方式通过在串行接口与处理器之间设置隔离电路，从而方式出现误触发或损坏，并提高可靠性。
【专利说明】—种工业现场串口通讯网关及通讯系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工业自动化【技术领域】，特别涉及一种工业现场串口通讯网关及通讯系统。
【背景技术】
[0002]网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在传输层上以实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。在使用不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。
[0003]网关根据其通讯方式的不同，可分为:串口通讯网关和并口通讯网关，参照图1，现有的串口通讯网关通常由可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)和两个串行接口组成，所述两个串行接口均与所述PLC连接，由所述PLC来实现协议的转换，但由于PLC的处理速度有限，并且由于PLC与串行接口直接连接，导致其应用于环境恶劣的工业场景时，容易出现误触发或损坏。
实用新型内容
[0004]为了提高网关的处理速度，并防止应用于工业现场时出现误触发或损坏，本实用新型提供了一种工业现场串口通讯网关，其特征在于，所述网关包括:两个串行接口和处理器，第一串行接口和第二串行接口均与所述处理器连接，所述第一串行接口和处理器之间设有第一隔离电路，所述第二串行接口和处理器之间设有第二隔离电路，所述处理器为FPGA 或 CPLD。
[0005]其中，当所述处理器为FPGA时，所述网关还包括:存储器，所述存储器与所述处理器连接。
[0006]其中，所述第一隔离电路和第二隔离电路均为光电隔离电路或磁隔离电路。
[0007]其中，所述网关包括:三个用于实现电压转换的隔离电源电路；
[0008]所述第一串行接口与第一隔离电源电路连接，所述第二串行接口与第二隔离电源电路连接，所述处理器与第三隔离电源电路。
[0009]其中，所述第一串行接口和第二串行接口均为RS-485接口。
[0010]本发明还公开了一种通讯系统，所述系统包括:上位机、工业设备和所述的网关。
[0011]其中，所述网关的第一串行接口与所述上位机连接，所述网关的第二串行接口与所述工业设备连接。
[0012]其中，所述系统还包括:电源，所述电源与所述网关的三个隔离电源电路分别连接。
[0013]其中，所述电源为直流电源或交流电源。
[0014]其中，所述工业设备为变频器。
[0015]本实用新型通过将现有技术中的PLC替换为FPGA或CPLD，由于FPGA或CPLD内部通过硬件电路实现，故而处理速度远超PLC的处理速度，另外，由于PLC与串行接口直接连接，导致其应用于工业场景时，容易出现误触发或损坏，而本实施方式通过在串行接口与处理器之间设置隔离电路，从而方式出现误触发或损坏，并提高可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是现有技术中串口通讯网关的结构不意图；
[0017]图2是本实用新型一种实施方式的工业现场串口通讯网关的结构示意图；
[0018]图3是本实施方式一种实施方式的通讯系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0020]图2是本实用新型一种实施方式的工业现场串口通讯网关的结构示意图；参照图2，所述网关包括:两个串行接口和处理器，第一串行接口和第二串行接口均与所述处理器连接，所述第一串行接口和处理器之间设有第一隔离电路，所述第二串行接口和处理器之间设有第二隔离电路，所述处理器为FPGA或CPLD。
[0021]在现有的串口通讯网关中，技术人员由于习惯问题，会直接选择PLC作为网关的处理器，但由于PLC的处理速度有限，无法满足现有技术对处理器处理速度的要求，本实施方式通过将现有技术中的PLC替换为现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray, FPGA)或复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device, CPLD),由于FPGA或CPLD内部通过硬件电路实现，故而处理速度远超PLC的处理速度，另外，由于PLC与串行接口直接连接，导致其应用于工业场景时，容易出现误触发或损坏，而本实施方式通过在串行接口与处理器之间设置隔离电路，从而方式出现误触发或损坏，并提高可靠性。
[0022]需要说明的是，处理器PLC内部的协议转换方法均为现有技术，本实用新型在通过FPGA或CPLD实现时并未对其进行任何改进，即不存在任何方法上的改进。
[0023]由于通过CPLD作为处理器时，其内部自带存储器，故而无需外接存储器，减小了体积，并且结构简单，但由于FPGA作为处理器时，其内部不自带存储器，故而在所述处理器为FPGA时，所述网关还包括:存储器，所述存储器与所述处理器连接。
[0024]为便于实现隔离电路，优选地，所述第一隔离电路和第二隔离电路均为光电隔离电路或磁隔离电路，所述光电隔离电路通过光电耦合器实现，所述磁隔离电路通过磁耦隔离器实现。
[0025]为便于为所述处理器、第一串行接口及第二串行接口实现防误触发的供电，优选地，所述网关包括:三个用于实现电压转换的隔离电源电路；
[0026]所述第一串行接口与第一隔离电源电路连接，所述第二串行接口与第二隔离电源电路连接，所述处理器与第三隔离电源电路。
[0027]所述第一隔离电源电路、第二隔离电源电路及第三隔离电源电路均可采用稳压管稳压电路、线性(模拟)稳压电路或开关型稳压电路来实现。
[0028]考虑到成本问题，优选地，所述第一串行接口和第二串行接口均为RS-485接口。
[0029]本发明还公开了一种通讯系统，参照图3，所述系统包括:上位机、工业设备和所述的网关。
[0030]本实施方式中，优选地，所述网关的第一串行接口与所述上位机连接，所述网关的第二串行接口与所述工业设备连接。
[0031]本实施方式中，优选地，所述系统还包括:电源，所述电源与所述网关的三个隔离电源电路分别连接。
[0032]本实施方式中，优选地，所述电源为直流电源或交流电源。
[0033]本实施方式中，优选地，所述工业设备为变频器。
[0034]以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关【技术领域】的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
【权利要求】
1.一种工业现场串口通讯网关，其特征在于，所述网关包括:两个串行接口和处理器，第一串行接口和第二串行接口均与所述处理器连接，所述第一串行接口和处理器之间设有第一隔离电路，所述第二串行接口和处理器之间设有第二隔离电路，所述处理器为FPGA或CPLD。
2.如权利要求1所述的网关，其特征在于，当所述处理器为FPGA时，所述网关还包括:存储器，所述存储器与所述处理器连接。
3.如权利要求1所述的网关，其特征在于，所述第一隔离电路和第二隔离电路均为光电隔离电路或磁隔离电路。
4.如权利要求1?3中任一项所述的网关，其特征在于，所述网关包括:三个用于实现电压转换的隔离电源电路； 所述第一串行接口与第一隔离电源电路连接，所述第二串行接口与第二隔离电源电路连接，所述处理器与第三隔离电源电路。
5.如权利要求1?3中任一项所述的网关，其特征在于，所述第一串行接口和第二串行接口均为RS-485接口。
6.一种通讯系统，其特征在于，所述系统包括:上位机、工业设备和权利要求1?5中任一项所述的网关。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述网关的第一串行接口与所述上位机连接，所述网关的第二串行接口与所述工业设备连接。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括:电源，所述电源与所述网关的三个隔离电源电路分别连接。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述电源为直流电源或交流电源。
10.如权利要求6?9中任一项所述的系统，其特征在于，所述工业设备为变频器。
【文档编号】H04L12/66GK204089861SQ201420566217
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】段小江, 刘剑涛 申请人:段小江