[发明专利]一种工业过程数据的传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，特别涉及一种工业过程数据的传输方法。

背景技术

随着信息化与工业化的深度融合，信息技术渗透到了工业产业链的各个环节。工业设 备在信息化及自动化过程中会产生大量实时的过程数据，因此要求传输系统能够尽快稳定 可靠的完成数据传输，同时又需要具备互联网接入能力以实现功能扩展。为达到此目的， 工业数据一般设计有专用的传输方法，以确保性能高效可靠。

现有的工业过程总线普遍采用数据帧的方式完成传输。每帧数据一般包含帧头数据、 业务信息以及校验数据，并通过主-从工作模式，由系统主工作站发出数据帧，经过工业 总线传输依次传输至从工作站，每一从工作站根据帧头信息来确认该帧是否由本站处理并 进行相应回复，从而实现数据交换。

由于帧结构的限制，每次在传输业务数据的同时，都需要传输地址、同步数据等帧头 信息以供从工作站识别，这相对的占用了大量的传输带宽。同时，目前多数工业总线采用 的数据格式都需转换才能接入以太网，从而带来了额外的过程开销。由于上述问题的存在， 现有工业数据总线的传输效率不够理想，从而降低了工业数据采集及传输的实时性。

针对以上问题，本发明设计了一种工业过程数据的传输方法。

发明内容

本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种简单高效的工业过程数据的传输方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种工业过程数据的传输方法，其特征在于：设计以工作站作为通信及控制节点的环 路网络，各工作站之间通过以太网物理层进行网络连接；主工作站作为控制端首先对从工 作站进行配置，之后周期性地向从工作站发送过程数据帧，所述过程数据帧通过环路结构 遍历每一个通信节点，各通信节点在接收过程数据帧后按照预先配置好的要求在该过程数 据帧的对应位置填入数据，并进行转发，主工作站最终通过一次遍历即可获得多个节点的 信息反馈。

环路网络中的所述主工作站需先通过控制数据帧对从工作站进行配置，使从工作站获 知，在主工作站发出的过程数据帧中是否有某个位置与该工作站相对应；从工作站在接收 到过程数据帧后，按照预先配置的内容，在该过程数据帧中与本工作站相对应的位置上进 行操作，如果该工作站没有被事先在该帧中分配对应位置，则只将该过程数据帧进行转发。

所述过程数据帧中还存在不与任何特定从工作站对应的字段，这些字段用于存放附加 数据。

所述主工作站发出的控制数据帧及过程数据帧格式满足以太网数据链路层结构要求， 在数据帧中按照先后顺序封入固定功能的字段。

所述主工作站仅在需要配置从工作站时发出控制数据帧；主工作站周期性的发送过程 数据帧以稳定的获取相应从工作站的回复信息。

所述主工作站发出的控制数据帧及过程数据帧通过环路遍历每一个从工作站后均回 到主工作站。

本发明的有益效果是：该工业过程数据的传输方法，主工作站发出的数据帧无需额外 传输帧头信息，从而节省了网络带宽，使工业数据在传输中节省了不必要的额外开销，提 高了总线数据的传输效率；同时，所有数据帧均能无缝接入以太网，解决了工业数据格式 通过以太网传输时的兼容性问题。

附图说明

附图1为本发明工业过程数据的传输方法环路网络结构示意图。

附图2为本发明数据帧基本结构示意图。

附图3为本发明控制数据帧结构示意图。

附图4为本发明过程数据帧结构示意图。

附图5为本发明从工作站数据帧处理流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附 图和实施例，对本发明进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以 解释本发明，并不用于限定本发明。

该工业过程数据的传输方法，设计以工作站作为通信及控制节点的环路网络，各工作 站之间通过以太网物理层进行网络连接；主工作站作为控制端首先对从工作站进行配置， 之后周期性地向从工作站发送过程数据帧，所述过程数据帧通过环路结构遍历每一个通信 节点，各通信节点在接收过程数据帧后按照预先配置好的要求在该过程数据帧的对应位置 填入数据，并进行转发，主工作站最终通过一次遍历即可获得多个节点的信息反馈。