[发明专利]一种基金会现场总线网关

说明书

技术领域

本发明涉及基金会现场总线技术领域，更具体地说，涉及一种基金会现场总线网关。

背景技术

现场总线是应用于生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向、串行、多节点数字通信的通信链路。基金会现场总线(FF，FoundationFieldbus)是一种由现场总线基金会(Fieldbus Foundation)研发推广的现场总线协议的名称，它符合开放的国际标准IEC-61158-2。基金会现场总线是一种全数字的、双向传输、多点通讯、可由总线供电、用于连接智能设备和自动化系统的通信链路，它包含三部分：物理层、通信“栈”、用户程序。基金会现场总线网络结构包括两种类型：FF H1及FF HSE。其中：

FF H1是专门用于过程自动化的低速总线，通信速率为31.25Kbps，可满足总线供电、本质安全等多项要求，并且具备丰富的功能块算法以满足工业控制的需要。FF H1的拓扑结构可采用总线型、树型和菊花链型拓扑结构，在同一网段可以是混合型拓扑结构。

FF HSE是基于以太网的高速现场总线，通信速率为100Mbps，支持冗余技术，只有总线型拓扑结构。

目前。FF H1技术已在石油、天然气、石化、冶金、电力、造纸、制药等工业中得到应用，而且采用基金会现场总线技术的用户数量每年都在递增随着网络技术的发展，许多工厂特别是大型工厂对自动化系统的网络化要求也越来越高，因此需要将各种现场总线连接到高速的FF HSE主干网上，从而可以方便地实现网络化。FF H1和FF HSE两种网络之间通过链路设备连接，该链路设备称为基金会现场总线网关。

为此，现有技术中的一种基金会现场总线网关是DFI302系统的控制器模块DF51，其作为系统的核心部件具有4路FF H1接口、1路HSE接口、1路RS232接口，支持OPC(OLE for Process Control，OLE应用于工业控制)及SNTP(Simple Network Time protocol，简单网络时间协议)通信。但该DF51模件还存在以下缺点：它的HSE接口通信速率只有10Mbps，而且只有一个HSE接口，可靠性低。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述问题，提供一种基金会现场总线网关，以提升网关性能和数据传输的可靠性。

为此，本发明提供如下技术方案：

一种基金会现场总线网关，包括：依次相连的媒体连接单元、编/解码转换单元、CPU，以及与所述CPU相连的两个互为热冗余备份的媒体接入控制单元；所述媒体连接单元带有FF H1接口；所述媒体接入控制单元带有自适应速率的HSE接口；

在需要将FF H1网络设备信号传送给以太网时，媒体连接单元通过FFH1接口接收FF H1网络设备的信号并解调所述信号，编/解码转换单元对解调后的信号进行解码得到解码后的数据，存储解码后的数据并通知CPU读取数据，CPU接到通知后读取所述数据，并通过所述媒体接入控制单元的HSE接口将所述数据传送到以太网；

在需要将以太网的数据传送给FF H1网络时，媒体接入控制单元通过HSE接口接收以太网数据，存储接收的数据并通知CPU读取数据，CPU接到通知后读取所述数据并将其传送给编/解码转换单元，所述编/解码转换单元对所述数据进行编码得到编码后的信号，媒体连接单元对编码后的信号进行调制并通过FF H1接口传送到FF H1网设备。

优选地，所述自适应速率的HSE接口包括：10Mbps的HSE接口和100Mbps的HSE接口。

优选地，所述编/解码转换单元通过并行总线与所述CPU相连，并通过中断方式通知CPU读取数据。

优选地，所述媒体接入控制单元通过中断方式通知CPU读取数据。

优选地，与CPU相连的媒体连接单元和编/解码转换单元有多路，分别连接不同的FF H1网络设备。

优选地，所述网关还包括：

冗余网络接口，用于与其他基金会现场总线网关通信，实现网关冗余备份，如果所述网关当前工作在主控模式，则对接收到的请求进行响应；如果所述网关当前工作在备用模式，则对接收到的请求返回错误类型为备用网关的应答。

优选地，所述冗余网络接口，还用于在所述网关工作在主控模式时，将接收到的所有数据转交给备用网关。

优选地，所述网关还包括：

非易失性存储器，用于存储CPU运行的过程数据及组态信息。