专利名称：基于工业现场的网络控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及网络控制装置，尤其涉及一种基于工业现场的网络控制装置。
背景技术：
多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus，简称MVB)网络是一种专门为工 业现场总线设计的网络，目前已成为一种在国内外大量使用的高可靠性现场总线网络，但 由于MBV网络的专业性较强，对外接口并不方便。而以太网通讯方式是目前应用广泛的通 讯方式之一，具有接口简单，价格低廉，调试方便，性能可靠等优点。特别是在机车车辆、电 厂等领域，很多设备都提供以太网接口进行设备间的通讯，将其与MVB总线结合起来使目 前带有以太网通讯方式的设备都能在MVB网络上进行数据流的交互。目前，基于工业控制领域的控制方式仍采用直通导线式的控制方式，由于导线数 量极多，接点处发生故障的几率很大，因此系统的可靠性较低，故障率高，维修难度很大。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种基于工业现场的网络控制装置，提高工业现场控制 的MVB与以太网相互转换的灵活性和通用性。为实现上述目的，本实用新型提供一种基于工业现场的网络控制装置，包括多功 能车辆总线MVB光电隔离器、与所述MVB光电隔离器通过内部总线进行双向通信的MVB总 线收发器、与所述MVB总线收发器通过内部总线进行双向通信的MVB协议控制器、与所述 MVB协议控制器通过内部总线进行双向通信的X86处理器、与所述X86处理器通过内部总线 进行双向通信的以太网总线接口。其中，所述MVB总线收发器包括第一转换单元，用于将所述MVB协议控制器发送的数字信号转换成曼彻斯特信 号，并将所述曼彻斯特信号发送给所述MVB光电隔离器；解码单元，用于将所述MVB光电隔离器发送的曼彻斯特信号解码为数字信号，并 将所述曼彻斯特信号发送给所述MVB协议控制器。其中，MVB协议控制器包括第二转换单元，用于将所述X86处理器传输的参量信息转换成数据流发送到所述 MVB总线收发器；解析单元，用于将所述MVB总线收发器发送的数字信号解析成标准数据并存入缓 存区；中断请求单元，用于在所述解析单元将所述标准数据存入缓存区后发送中断请求 信息，使所述X86处理器根据所述中断请求信息读取所述标准数据。其中，所述X86处理器还用于控制所述MVB协议控制器的工作时序，生成以太网数 据流，还用于电压监视、软件狗和/或工作电源的控制。其中，所述以太网总线接口用于以太网的对外接口，将外总线信号解调成以太网控制器的数据流，使所述X86处理器将其生成的以太网信号发送到所述以太网总线接口生 成符合以太网通讯的信号与外界通信。其中，所述MVB总线收发器和所述MVB光电隔离器为两组，其中一组连接至MVB冗 余总线，另一组连接至MVB总线。上述基于工业现场的网络控制装置，MVB总线收发器通过内部总线进行双向通信 的MVB协议控制器、与MVB总线收发器通过内部总线进行双向通信的X86处理器、与X86处 理器通过内部总线进行双向通信的以太网总线接口，实现了将本实用新型提供的基于工业 现场的网络控制装置的以太网接口与外界设备的以太网接口连接起来，因此提高了工业现 场控制的MVB与以太网相互转换的灵活性和通用性。
图1为本实用新型基于工业现场的网络控制装置一个实施例的结构示意图；图2为本实用新型基于工业现场的网络控制装置又一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。图1为本实用新型基于工业现场的网络控制装置一个实施例的结构示意图，如图 1所示，本实用新型提供的一种基于工业现场的网络控制装置具体包括MVB光电隔离器 11、与MVB光电隔离器11通过内部总线进行双向通信的MVB总线收发器12、与MVB总线收 发器12通过内部总线进行双向通信的MVB协议控制器13、与MVB协议控制器13通过内部 总线进行双向通信的X86处理器14、与X86处理器14通过内部总线进行双向通信的以太网 总线接口 15。本实施例提供的基于工业现场的网络控制装置，MVB总线收发器12通过内部总线 进行双向通信的MVB协议控制器13、与MVB协议控制器13通过内部总线进行双向通信的 X86处理器14、与X86处理器14通过内部总线进行双向通信的以太网总线接口 15，实现了 将本实用新型提供的基于工业现场的网络控制装置的以太网接口与外界设备的以太网接 口连接起来，因此提高了工业现场控制的MVB与以太网相互转换的灵活性和通用性。图2为本实用新型基于工业现场的网络控制装置又一个实施例的结构示意图，如 图2所示，本实用新型提供的一种基于工业现场的网络控制装置具体包括MVB光电隔离器 21、与MVB光电隔离器21通过内部总线进行双向通信的MVB总线收发器22、与MVB总线收 发器22通过内部总线进行双向通信的MVB协议控制器23、与MVB协议控制器23通过内部 总线进行双向通信的X86处理器24、与X86处理器24通过内部总线进行双向通信的以太网 总线接口 25。进一步地，MVB总线收发器22包括第一转换单元221和解码单元222 ；其中，第 一转换单元221将MVB协议控制器23发送的数字信号转换成曼彻斯特信号，并将曼彻斯特 信号发送给MVB光电隔离器21 ；解码单元222将MVB光电隔离器发送的曼彻斯特信号解码 为数字信号，并将曼彻斯特信号发送给MVB协议控制器23。进一步地，MVB协议控制器23包括第二转换单元231、解析单元232、中断请求单 元233 ；其中，第二转换单元231将X86处理器24传输的参量信息转换成数据流发送到MVB总线收发器22 ；解析单元232将MVB总线收发器22发送的数字信号解析成标准数据并存 入缓存区；中断请求单元233在解析单元232将标准数据存入缓存区后发送中断请求信息， 使X86处理器24根据中断请求信息读取标准数据。进一步地，MVB总线收发器22和MVB光电隔离器21为两组，其中一组连接至MVB 冗余总线，另一组连接至MVB总线。本实施例提供的基于工业现场的网络控制装置，MVB总线收发器22通过内部总线 进行双向通信的MVB协议控制器23、与MVB协议控制器23通过内部总线进行双向通信的 X86处理器24、与X86处理器24通过内部总线进行双向通信的以太网总线接口 25，实现了 将本实用新型提供的基于工业现场的网络控制装置的以太网接口与外界设备的以太网接 口连接起来，因此提高了工业现场控制的MVB与以太网相互转换的灵活性和通用性。进一步地，在上述图1或图2所示实施例的基础上，X86处理器还用于控制所述 MVB协议控制器的工作时序，生成以太网数据流，还用于电压监视、软件狗和/或工作电源 的控制；以太网总线接口用于以太网的对外接口，将外总线信号解调成以太网控制器的数 据流，使所述X86处理器将其生成的以太网信号发送到所述以太网总线接口生成符合以太 网通讯的信号与外界通信。与现有技术中的控制方式相比，采用本实用新型对网络进行控制的优点如表1所不。表 1
特点本实用新型现有技术可靠性极高低灵活性好差通用性好差信息量极大小可维护性好差冗余是否成本低低 在实际应用中，当需要将现有的空调系统安装到铁路行业时，由于现有的空调系 统不具备MVB机车总线接口，通过为空调系统配备本实用新型中的基于工业现场的网络控 制装置，实现了将空调系统的以太网接口和本实用新型提供的基于工业现场的网络控制装 置的以太网接口连接起来，本实用新型提供的基于工业现场的网络控制装置将以太网数据 流转换为MVB总线认可的数据流发送到机车的MVB网络中去，使得机车的主控单元能够识 别空调系统，从而根据空调系统提供的数据对该空调系统进行控制，空调系统传送给机车
5主控单元的数据具体可以为温度、湿度等信息，机车主控单元可以通过以指令的方式通过 本实用新型提供的基于工业现场的网络控制装置将指令传送到空调系统，从而实现控制空 调系统的打开、关闭，以及温度设置等数据。上述本实用新型实施例中，通过将IEC61375国际标准和IEC61158的工业现场网 络技术(MVB)与成本低廉的现场总线(以太网总线)结合起来，实现了可靠性强、灵活性 高、通用性好、成本低等优点；另外，通过本实用新型实施例可以将具有以太网接口的设备 连接到机车总线上成为机车系统的一个部分，使对机车领域不熟悉且不具备MVB总线研发 能力的厂商能够将其产品快速地推向铁路市场。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解: 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等 同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术 方案的精神和范围。
权利要求一种基于工业现场的网络控制装置，其特征在于，包括多功能车辆总线MVB光电隔离器、与所述MVB光电隔离器通过内部总线进行双向通信的MVB总线收发器、与所述MVB总线收发器通过内部总线进行双向通信的MVB协议控制器、与所述MVB协议控制器通过内部总线进行双向通信的X86处理器、与所述X86处理器通过内部总线进行双向通信的以太网总线接口。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述MVB总线收发器包括第一转换单元，用于将所述MVB协议控制器发送的数字信号转换成曼彻斯特信号，并 将所述曼彻斯特信号发送给所述MVB光电隔离器；解码单元，用于将所述MVB光电隔离器发送的曼彻斯特信号解码为数字信号，并将所 述曼彻斯特信号发送给所述MVB协议控制器。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述MVB协议控制器包括第二转换单元，用于将所述X86处理器传输的参量信息转换成数据流发送到所述MVB 总线收发器；解析单元，用于将所述MVB总线收发器发送的数字信号解析成标准数据并存入缓存区；中断请求单元，用于在所述解析单元将所述标准数据存入缓存区后发送中断请求信 息，使所述X86处理器根据所述中断请求信息读取所述标准数据。
4.根据权利要求1 3任一所述的装置，其特征在于，所述以太网总线接口用于以太网 的对外接口，将外总线信号解调成以太网控制器的数据流，使所述X86处理器将其生成的 以太网信号发送到所述以太网总线接口生成符合以太网通讯的信号与外界通信。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述MVB总线收发器和所述MVB光电隔离 器为两组，其中一组连接至MVB冗余总线，另一组连接至MVB总线。
专利摘要本实用新型公开了一种基于工业现场的网络控制装置，包括MVB光电隔离器、与所述MVB光电隔离器通过内部总线进行双向通信的MVB总线收发器、与所述MVB总线收发器通过内部总线进行双向通信的MVB协议控制器、与所述MVB协议控制器通过内部总线进行双向通信的X86处理器、与所述X86处理器通过内部总线进行双向通信的以太网总线接口。本实用新型提供的基于工业现场的网络控制装置，实现了将本实用新型提供的基于工业现场的网络控制装置的以太网接口与外界设备的以太网接口连接起来，因此提高了工业现场控制的MVB与以太网相互转换的灵活性和通用性。
文档编号G05B19/418GK201608737SQ20092026636
公开日2010年10月13日 申请日期2009年11月12日 优先权日2009年11月12日
发明者吴涛, 李砾工, 王延超, 石勇, 董笑辰, 马晨普 申请人:中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心