一种通信转换卡及冗余通信装置的制作方法

本技术涉及通讯连接的，特别是涉及一种通信转换卡及冗余通信装置。

背景技术：

1、现有技术中，为了满足大型工业现场的需要，控制系统中的i/o模块数量逐渐增加。在控制系统中，一个控制器通常控制多个i/o模块。但是，控制器的接口数量有限，无法直接与多个i/o模块连接；增加控制器的接口则会导致体积增加、成本上升。

2、另外，在工业现场使用的板卡还需要具有极高的可靠性和稳定性。因此构建稳定可靠、低成本的连接控制器与扩展i/o模块的通信转换卡成为急需。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种通信转换卡及冗余通信装置，能够实现控制器与扩展i/o模块之间的数据交互，稳定性好，易于维护且成本较低。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种通信转换卡，包括wan接口、fpga芯片、mcu芯片和连接器：所述wan接口用于与控制器相连；所述fpga芯片与所述wan接口相连，用于经由所述wan接口与所述控制器进行基于第一协议的数据的传输；所述mcu芯片与所述fpga芯片相连，将所述fpga芯片传输的基于第一协议的数据转换为基于第二协议的数据并提供至所述连接器，以及将所述连接器传输的基于第二协议的数据转换为基于第一协议的数据并提供至所述fpga芯片；所述连接器与所述mcu芯片和扩展i/o模块相连，用于在所述mcu芯片和所述扩展i/o模块之间传输基于第二协议的数据。

3、于本实用新型一实施例中，还包括外部扩展接口，用于连接外部扩展设备。

4、于本实用新型一实施例中，所述外部扩展接口包括lan接口和rs485通讯接口。

5、于本实用新型一实施例中，所述第一协议采用powerlink协议；所述第二协议采用modbus协议。

6、于本实用新型一实施例中，还包括指示灯，用于指示所述通信转换卡的电源状态、故障状态、通信状态和冗余状态。

7、于本实用新型一实施例中，所述连接器采用欧式连接器。

8、于本实用新型一实施例中，所述连接器包括20路i/o通道，所述20路i/o通道包括16路i/o点对点通信、1路hart功能和3路预留扩展功能。

9、本实用新型还提供一种冗余通信装置，包括主控制器、从控制器、主通信转换卡、从通信转换卡和扩展i/o模块；所述主通信转换卡和所述从通信转换卡均采用上述的通信转换卡；

10、所述主控制器和所述从控制器互为冗余；初始状态时所述主控制器处于工作状态，所述从控制器处于备份状态；仅当所述主控制器发生故障时，所述从控制器处于工作状态；

11、所述主通信转换卡和所述从通信转换卡互为冗余，初始状态时所述主通信转换卡处于工作状态，所述从通信转换卡处于备份状态；仅当所述主通信转换卡发生故障时，所述从通信转换卡处于工作状态；

12、所述扩展i/o模块与处于工作状态的通信转换卡相连。

13、于本实用新型一实施例中，所述主通信转换卡和所述从通信转换卡均包含有gpio端口，所述gpio端口用于判断所述主通信转换卡和所述从通信转换卡的主从状态。

14、于本实用新型一实施例中，所述主通信转换卡和所述从通信转换卡均包含有phy芯片，所述phy芯片用于实现所述主通信转换卡和所述从通信转换卡之间的信息交互。

15、如上所述，本实用新型所述的通信转换卡及冗余通信装置，具有以下有益效果：

16、(1)能够实现控制器与扩展i/o模块之间的数据交互，稳定性好，易于维护且成本较低；

17、(2)通过主从通信转换卡的互为冗余的设置，保证了控制器与扩展i/o模块之间的通讯的稳定性，且主从通信转换卡之间的切换过程无扰并具有低延时性，提高了通讯的可靠性；

18、(3)有效扩展了i/o模块的数量，满足大型工业现场的需要；

19、(4)采用96pin欧式连接器作为接插件，具有安装维护方便的特点。

技术特征：

1.一种通信转换卡，其特征在于：包括wan接口、fpga芯片、mcu芯片和连接器：

2.根据权利要求1所述的通信转换卡，其特征在于：还包括外部扩展接口，用于连接外部扩展设备。

3.根据权利要求2所述的通信转换卡，其特征在于：所述外部扩展接口包括lan接口和rs485通讯接口。

4.根据权利要求1所述的通信转换卡，其特征在于：所述第一协议采用powerlink协议；

5.根据权利要求1所述的通信转换卡，其特征在于：还包括指示灯，用于指示所述通信转换卡的电源状态、故障状态、通信状态和冗余状态。

6.根据权利要求1所述的通信转换卡，其特征在于：所述连接器采用欧式连接器。

7.根据权利要求1所述的通信转换卡，其特征在于：所述连接器包括20路i/o通道，所述20路i/o通道包括16路i/o点对点通信、1路hart功能和3路预留扩展功能。

8.一种冗余通信装置，其特征在于：包括主控制器、从控制器、主通信转换卡、从通信转换卡和扩展i/o模块；所述主通信转换卡和所述从通信转换卡均采用权利要求1-7之一所述的通信转换卡；

9.根据权利要求8所述的冗余通信装置，其特征在于：所述主通信转换卡和所述从通信转换卡均包含有gpio端口，所述gpio端口用于判断所述主通信转换卡和所述从通信转换卡的主从状态。

10.根据权利要求8所述的冗余通信装置，其特征在于：所述主通信转换卡和所述从通信转换卡均包含有phy芯片，所述phy芯片用于实现所述主通信转换卡和所述从通信转换卡之间的信息交互。

技术总结
本技术提供一种通信转换卡及冗余通信装置，包括WAN接口、FPGA芯片、MCU芯片和连接器：所述WAN接口用于与控制器相连；所述FPGA芯片与所述WAN接口相连，用于经由所述WAN接口与所述控制器进行基于第一协议的数据的传输；所述MCU芯片与所述FPGA芯片相连，将所述FPGA芯片传输的基于第一协议的数据转换为基于第二协议的数据并提供至所述连接器，以及将所述连接器传输的基于第二协议的数据转换为基于第一协议的数据并提供至所述FPGA芯片；所述连接器与所述MCU芯片和扩展I/O模块相连，用于在所述MCU芯片和所述扩展I/O模块之间传输基于第二协议的数据。本技术的通信转换卡及冗余通信装置能够实现控制器与扩展I/O模块之间的数据交互，稳定性好，易于维护且成本较低。

技术研发人员：张宇凯,裘宏波,陈正顺,王朝栋
受保护的技术使用者：重庆川仪自动化股份有限公司
技术研发日：20230710
技术公布日：2024/2/8