專利名稱：用于成套設(shè)備信息化的信息系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于成套設(shè)備信息化的信息系統(tǒng)，特別涉及一種成套開關(guān)設(shè) 備信息化的信息系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)今處于主導(dǎo)且先進(jìn)地位的一個工廠級的生產(chǎn)過程信息系統(tǒng)，至少包括三個層 面，最底層是現(xiàn)場設(shè)備層能夠進(jìn)入信息系統(tǒng)的現(xiàn)場設(shè)備必須是智能化的。中間層是現(xiàn)場總 線網(wǎng)絡(luò)層通過現(xiàn)場總線將孤立的、但在地域上比較集中的智能設(shè)備連接起來，組成信息化 成套設(shè)備，一個工廠的中間層可包含若干個成套設(shè)備。最高層是工廠級局域網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)絡(luò) 基于TCP/IP協(xié)議。成套設(shè)備信息化是企業(yè)信息化的基礎(chǔ)，成套設(shè)備信息化就是要把成套系統(tǒng)中的各 種智能儀表、智能元件、智能裝置等用信息系統(tǒng)連接起來，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部各智能設(shè)備之間的 信息共享、也實現(xiàn)與其他信息系統(tǒng)之間的信息共享。當(dāng)今，用于成套設(shè)備信息化的主流信息系統(tǒng)是基于現(xiàn)場總線的信息系統(tǒng)?，F(xiàn)場總 線要求掛在總線上的所有智能設(shè)備，不僅要接口相同，而且要求智能設(shè)備之間要以同一種 特定的協(xié)議進(jìn)行通訊。目前，主流現(xiàn)場總線的接口類型有RS_485、CAN、工業(yè)以太網(wǎng)接口等， 主流的現(xiàn)場總線協(xié)議有DEVICENET、PROFIBUS、MODBUS等。這些都是標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線協(xié)議，在 世界范圍內(nèi)使用。一種標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線對應(yīng)一套龐大的標(biāo)準(zhǔn)體系，同時，也對應(yīng)著一套完整龐 大的產(chǎn)業(yè)鏈。然而還有數(shù)不勝數(shù)的現(xiàn)場總線是非標(biāo)準(zhǔn)的，這類非標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線的接口也是 RS-485、CAN、工業(yè)以太網(wǎng)接口等，所不同的是通訊規(guī)約。我國生產(chǎn)和使用的智能設(shè)備符合標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線協(xié)議的極少，大多數(shù)是自定義或符 合我國電力系統(tǒng)制定的規(guī)約。造成這種局面的原因很多，首先由于國外現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)本身 多種多樣，我國企業(yè)無所適從；其次國外標(biāo)準(zhǔn)體系龐大、技術(shù)門檻及進(jìn)入門檻高，且在不斷 變化中，有的標(biāo)準(zhǔn)直接以芯片形式出售，我國智能設(shè)備制造企業(yè)難以適應(yīng)；再次，在引入國 外標(biāo)準(zhǔn)之前，我國的智能元件產(chǎn)業(yè)就已經(jīng)發(fā)展起來了。這種狀況導(dǎo)致我國大多數(shù)智能設(shè)備 不能進(jìn)入基于標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線的龐大產(chǎn)業(yè)鏈?；谖覈悄茉O(shè)備的成套設(shè)備信息化產(chǎn)業(yè)鏈存 在盲點，我國智能設(shè)備制造企業(yè)在工業(yè)企業(yè)信息化改造的產(chǎn)業(yè)鏈中有被淘汰的趨勢，同時 也嚴(yán)重地制約著我國用信息化改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的步伐。實際的成套設(shè)備，以馬達(dá)控制中心(MCC)為例，一般有幾百個配電回路和電動機(jī) 控制回路。有很多個自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)與馬達(dá)控制中心相關(guān)聯(lián)，每個自動化系統(tǒng) 或其他信息系統(tǒng)通過現(xiàn)場總線對馬達(dá)控制中心的相關(guān)聯(lián)回路進(jìn)行控制。而馬達(dá)控制中心及 自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)一般是分步建設(shè)的、事先無法預(yù)計具體的用于成套設(shè)備信息化 的信息系統(tǒng)的接口類型、協(xié)議類型以及接口數(shù)量。所以要求用于成套設(shè)備信息化的信息系 統(tǒng)，不但可接入標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線的智能設(shè)備和自動化信息系統(tǒng)，而且要可接入自定義協(xié)議現(xiàn) 場總線的智能設(shè)備和自動化信息系統(tǒng)，同時又要具有良好的擴(kuò)充性，便于適應(yīng)智能設(shè)備和 其他相關(guān)聯(lián)的自動化信息系統(tǒng)在接口類型、協(xié)議類型以及接口數(shù)量等方面的變化。[0007]從實現(xiàn)的技術(shù)層面上看，在我國企業(yè)信息化產(chǎn)業(yè)中占主導(dǎo)地位的成套設(shè)備信息系
統(tǒng)有三類。
第一類是基于可編程序控制器的DCS信息系統(tǒng)，其優(yōu)點是PLC可以與非智能型元 件直接相連。其局限是隨著監(jiān)控的信息量增加，PLC模塊、連接線纜會急劇增加。造成這類 系統(tǒng)銅耗高、可靠性差、維護(hù)難，性價比低；只適合用在簡單的信息系統(tǒng)中。第二類是基于標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線的信息系統(tǒng)。目前，占主流的用于成套設(shè)備信息化現(xiàn) 場總線有DEVICENET、PROFIBUS、MODBUS等。只有嚴(yán)格符合標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場協(xié)議的智能設(shè)備才能掛 接在相應(yīng)的現(xiàn)場總線上，其他具有標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線接口的智能設(shè)備可通過標(biāo)準(zhǔn)總線轉(zhuǎn)換設(shè)備 掛接在相應(yīng)的現(xiàn)場總線上。第三類是基于通信管理機(jī)的信息系統(tǒng)。我國綜保裝置的通訊協(xié)議主要是綜保裝 置生產(chǎn)廠家自定義的協(xié)議，或符合電力系統(tǒng)規(guī)約，為了解決綜保裝置的信息化問題，通信 管理機(jī)技術(shù)是在我國變電站綜合自動化的產(chǎn)業(yè)中發(fā)展起來了。通信管理機(jī)設(shè)備接口主 要是RS-485或CAN，上行接口主要是工業(yè)以太網(wǎng)。后來的通信管理機(jī)也支持PR0FIBUS、 DEVICENET等現(xiàn)場總線接口。我國自行研制的通信管理機(jī)，開始關(guān)注了我國智能設(shè)備的信息化技術(shù)問題，并且 取得成功，廣泛用在我國各種配電系統(tǒng)中。最典型的通信管理機(jī)一般有6個下行設(shè)備接口， 兩個以太網(wǎng)上行接口 ；每個下行接口可連接多個設(shè)備。多個通信管理機(jī)通過光纖、或無線 通訊等方式連接到廠級工業(yè)以太網(wǎng)上，實現(xiàn)擴(kuò)容的目的。同時自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng) 也要通過上層工業(yè)以太網(wǎng)，才能實現(xiàn)對成套設(shè)備的控制。詳細(xì)情況在一種繼電保護(hù)運行管 理信息系統(tǒng)(CN201345663Y)中有介紹。然而，用通信管理機(jī)組成的用于成套設(shè)備信息化的信息系統(tǒng)，是用單一設(shè)備實現(xiàn) 了自定義協(xié)議的轉(zhuǎn)換，因此，每個通信管理機(jī)可接入的設(shè)備數(shù)量，接口類型、協(xié)議類型是固 定的；系統(tǒng)的擴(kuò)充依耐于上層局域網(wǎng)絡(luò)，而基于碰撞檢測技術(shù)的以太網(wǎng)總線系統(tǒng)，嚴(yán)格來講 不是可靠的系統(tǒng)，不適合要求可靠性要絕對保證的信息的傳輸；通過上層局域網(wǎng)絡(luò)間接地 與自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)之間相連，要經(jīng)過若干局域網(wǎng)設(shè)備，不符合自動化系統(tǒng)或其 他信息系統(tǒng)實時性高的要求。通信管理機(jī)大多數(shù)都是在工業(yè)計算機(jī)的基礎(chǔ)上，發(fā)展起來的 嵌入式系統(tǒng)；運行的是通用的Windows或Linux操作系統(tǒng)，由于通用操作系統(tǒng)的封閉性及復(fù) 雜性，很難實現(xiàn)類似于可編程序控制器一樣的可靠性技術(shù)；通信管理機(jī)的體積也因此比較 大，一般都需要專用的通訊柜，減少了緊缺的柜體位置?；谝陨显?，實際中常見的用于成套設(shè)備信息化的信息系統(tǒng)是一種混合類型的 信息系統(tǒng)，既有基于通信管理機(jī)的信息系統(tǒng)用來實現(xiàn)上層監(jiān)控，又有基于可編程序控制器 的DCS信息系統(tǒng)用來現(xiàn)場控制；同時，也決定了基于通信管理機(jī)的信息系統(tǒng)不能得到更廣 泛的應(yīng)用。因此，基于通信管理機(jī)的信息系統(tǒng)也未能從根本上解決我國智能設(shè)備面臨的困
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實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種用于成套設(shè)備信息化的信息系統(tǒng)，以解決我國工業(yè) 企業(yè)信息化改造過程中，所面臨的非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的智能設(shè)備的信息化問題。[0016]本實用新型要解決的技術(shù)問題是如何以信息系統(tǒng)的方式解決多個自動化系統(tǒng)或 其他信息系統(tǒng)與多個智能設(shè)備之間的信息共享問題。該問題可分解為三個方面的技術(shù)問 題， 第一方面是，如何實現(xiàn)不同接口類型、不同協(xié)議的自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)和 智能設(shè)備之間的信息傳輸問題；第二方面是，如何實現(xiàn)多個自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)，與多個智能設(shè)備之間的 信息共享，所必需的信息處理問題；第三方面是，如何實現(xiàn)信息系統(tǒng)的擴(kuò)充問題。本實用新型的技術(shù)問題是通過一種基于現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡(luò)化信息系統(tǒng)來解決的。連 接在該信息系統(tǒng)的多個自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)，與連接在該信息系統(tǒng)的多個智能設(shè)備 之間能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享；而接入信息系統(tǒng)的自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)的接口協(xié)議可以是 標(biāo)準(zhǔn)的，也可以是自定義的；接入信息系統(tǒng)的智能設(shè)備的接口協(xié)議可以是標(biāo)準(zhǔn)的，也可以是 自定義的。因為該信息系統(tǒng)有接口及協(xié)議的轉(zhuǎn)換作用。本實用新型信息系統(tǒng)由基本要素模塊組成，基本要素模塊之間以CAN總線連接； 該信息系統(tǒng)具有可擴(kuò)充性，也就是說，構(gòu)成信息系統(tǒng)的基本要素模塊的數(shù)量，以及CAN總線 的數(shù)量是可以變化的；信息系統(tǒng)的智能設(shè)備接入接口和自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)接入接 口的類型、數(shù)量、以及協(xié)議類型，能夠按照需要靈活擴(kuò)充。本實用新型信息系統(tǒng)具有分層、分布、集散式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以此實現(xiàn)信息的分層、分 布、集散信息處理方式。該信息系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)是在系統(tǒng)論和信息論的一般性原則的基礎(chǔ) 上，提出了實現(xiàn)基于不同接口類型、不同協(xié)議的多個智能設(shè)備和多個自動化系統(tǒng)或其他信 息系統(tǒng)之間信息共享的基本方法，以及基于該理論的，成套設(shè)備信息系統(tǒng)的構(gòu)建方法。本實用新型用于成套設(shè)備信息化的信息系統(tǒng)，包括組成該信息系統(tǒng)的四種類型基 本要素a、系統(tǒng)CAN總線，連接系統(tǒng)內(nèi)部的基本要素模塊，b、總線集中器(C)，它是成套智能設(shè)備的接入設(shè)備，包括用于與成套智能設(shè)備連接 的設(shè)備接入接口，包括與系統(tǒng)can總線連接的系統(tǒng)can總線接口，C、總線轉(zhuǎn)換器(S)，是自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)的接入設(shè)備，包括用于與自動化 系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)連接的設(shè)備接入接口，包括與系統(tǒng)can總線連接的系統(tǒng)can總線接口，d、級聯(lián)集中器(J)，它是用于在兩條系統(tǒng)can總線之間建立連接，包括兩個系統(tǒng)總 線接口，分別用于連接兩條系統(tǒng)CAN總線；系統(tǒng)中至少包括一個總線集中器(C)和一個總線轉(zhuǎn)換器(S)，任何一個總線集中 器(C)和總線轉(zhuǎn)換器(S)都與系統(tǒng)中的一條系統(tǒng)CAN總線相連，系統(tǒng)中至少包括一條系統(tǒng)CAN總線，兩條系統(tǒng)can總線之間由級聯(lián)集中器(J)連接?？偩€集中器和總線轉(zhuǎn)換器的設(shè)備接入接口的接口類型是RS-485、CAN或者工業(yè)以 太網(wǎng)接口 ；總線集中器和總線轉(zhuǎn)換器的設(shè)備接口協(xié)議是標(biāo)準(zhǔn)的，如MODBUS、DEVICENET及 PR0FIBUS，或者是自定義的?？偩€集中器(C)包括總線集中器的微控制器，用作通訊管理、協(xié)議轉(zhuǎn)換和信息處 理；包括隔離器件，用于總線集中器(C)的設(shè)備接入接口與系統(tǒng)can總線接口之間的電氣隔罔；總線 轉(zhuǎn)換器(S)包括總線轉(zhuǎn)換器的微控制器，用作通訊管理、協(xié)議轉(zhuǎn)換和信息處 理；包括隔離器件，用于總線轉(zhuǎn)換器(S)的設(shè)備接入接口與系統(tǒng)can總線接口之間的電氣隔 罔；級聯(lián)集中器(J)包括級聯(lián)集中器的微控制器，用作通訊管理和信息處理；級聯(lián)集 中器(J)包括隔離器件，用于兩個系統(tǒng)CAN總線連接口之間的電氣隔離。該系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可按照實際成套設(shè)備的具體情況，進(jìn)行自由擴(kuò)充和變化，并且 該系統(tǒng)可以按照系統(tǒng)劃分的原則，分解成由子系統(tǒng)和以上四種類型基本要素組成，子系統(tǒng) 又可以進(jìn)一步劃分為更小的子系統(tǒng)和以上四種類型基本要素組成；不可劃分的子系統(tǒng)由以 上四種類型基本要素組成。第一種類型系統(tǒng)(SYSl)是僅有一條系統(tǒng)CAN總線(L)系統(tǒng)，包括一條系統(tǒng)CAN總 線(L)，連接著至少一個總線轉(zhuǎn)換器(S)，還連接著至少一個總線集中器(C)。第二種類型系統(tǒng)(SYS2)是具有至少兩條系統(tǒng)CAN總線(L)系統(tǒng)，包括一條系統(tǒng) CAN總線(L)，連接著至少一個總線轉(zhuǎn)換器(S)，還連接著至少一個子系統(tǒng)。第三種類型系統(tǒng)(SYS3)是具有至少兩條系統(tǒng)CAN總線(L)系統(tǒng)，包括一條系統(tǒng) CAN總線(L)，連接著至少一個總線轉(zhuǎn)換器(S)，連接著至少一個總線集中器(C)，還連接著 至少一個子系統(tǒng)。所述的子系統(tǒng)是子系統(tǒng)一(duil)到子系統(tǒng)六(dui6)六種子系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的一 種。子系統(tǒng)一(duil)，一條子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)上，掛接著至少一個總 線集中器(C)，子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)與它的父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(Li)之 間，通過一個級聯(lián)集中器(J)連接。子系統(tǒng)二(dui2)，一條子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)上，掛接著至少一個總 線集中器(C)，掛接著至少一個總線轉(zhuǎn)換器(S)，子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)與它的 父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(Li)之間，通過一個級聯(lián)集中器(J)連接。子系統(tǒng)三(dui3)，一條子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)上，掛接著至少一個子 系統(tǒng)(D)，該子系統(tǒng)是子系統(tǒng)一(duil)到子系統(tǒng)六(dui6)所述的六種子系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中 的一種，子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)，與該子系統(tǒng)的父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(Li)之 間，通過一個級聯(lián)集中器(J)連接。子系統(tǒng)四(dui4)，一條子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)上，掛接著至少一個 總線轉(zhuǎn)換器(S)；掛接著至少一個子系統(tǒng)(D)，該子系統(tǒng)是子系統(tǒng)一(duil)到子系統(tǒng)六 (dui6)所述的六種子系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的一種，子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)線，與該 子系統(tǒng)的父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(Li)之間，通過一個級聯(lián)集中器(J)連接。子系統(tǒng)五(dui5)，一條子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)上，掛接著至少一個 總線集中器(C)；掛接著至少一個子系統(tǒng)(D)，該子系統(tǒng)是子系統(tǒng)一(duil)到子系統(tǒng)六 (dui6)所述的六種子系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的一種，子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)線，與該 子系統(tǒng)的父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(Li)之間，通過一個級聯(lián)集中器(J)連接。子系統(tǒng)六(dui6)，一條子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)上，掛接著至少一個總 線集中器(C)；掛接著至少一個總線轉(zhuǎn)換器(S)；掛接著至少一個子系統(tǒng)(D)，該子系統(tǒng)是子系統(tǒng)一(duil)到子系統(tǒng)六(dui6)所述的六種子系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的一種，子系統(tǒng)最高層的 系統(tǒng)CAN總線(L2)線，與該子系統(tǒng)的父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(Li)之間，通過一個級聯(lián)集中 器(J)連接。本實用新型的信息系統(tǒng)不僅適合智能設(shè)備與自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)之間的 信息共享，而且照樣適合智能設(shè)備之間及自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)之間的信息共享，由 于后兩類型的信息共享在實際中用的不多，而且信息共享的方式可與第一種類型類比。類 比的方法是，對于智能設(shè)備之間的信息共享，可選擇其中一個智能設(shè)備作為自動化系統(tǒng)；對 于自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)之間的信息共享，可選擇其中一個作為自動化系統(tǒng)或其他信 息系統(tǒng)，其余的作為智能設(shè)備。因此，不作為本實用新型敘述的重點。由系統(tǒng)理論可知，一個系統(tǒng)有若干個基本要素組成。一個大系統(tǒng)可分解成由若干 個基本要素和子系統(tǒng)構(gòu)成的系統(tǒng)；子系統(tǒng)又可照樣分解成由基本要素和更小的子系統(tǒng)構(gòu)成 的系統(tǒng)；如此下去，最小的子系統(tǒng)是不可再分的子系統(tǒng)。組成系統(tǒng)的每個元素，都是系統(tǒng)的 基本要素。本實用新型信息系統(tǒng)的最基本要素是CAN總線，總線集中器(C)、總線轉(zhuǎn)換器(S)、 級聯(lián)集中器(J)?？偩€集中器(C)、總線轉(zhuǎn)換器(S)、級聯(lián)集中器(J)是信息處理設(shè)備；CAN 總線是連接信息處理設(shè)備，并用于信息流傳輸?shù)男畔⑼ǖ溃緦嵱眯滦头Q為系統(tǒng)CAN總線 (L)。總線集中器(C)和總線轉(zhuǎn)換器(S)是信息系統(tǒng)的輸入輸出設(shè)備，總線集中器(C) 用于接入智能設(shè)備，總線轉(zhuǎn)換器(S)用于接入自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)。級聯(lián)集中器(J) 用于連接兩條最高層的系統(tǒng)CAN總線(L)。實際中的自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)，一般有多個智能設(shè)備作為它的監(jiān)控對象。 智能設(shè)備一般連接在信息系統(tǒng)的較底層，而自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)，一般連接在信息 系統(tǒng)的較高層；有時也有例外，即某個自動化系統(tǒng)所處的信息層，比與其共享信息的智能設(shè) 備所在的信息層還要低，這種情況體現(xiàn)了成套系統(tǒng)信息系統(tǒng)的復(fù)雜性及靈活性，本實用新 型信息系統(tǒng)支持這種共享方式。在多層的信息系統(tǒng)中，選定至少包括一個總線轉(zhuǎn)換器(S) 的層，作為信息系統(tǒng)的最高層。本實用新型具有兩層以上的信息系統(tǒng)，都可以根據(jù)系統(tǒng)理論的基本原則，按照以 下的信息系統(tǒng)的分解方法分解。分解后的子系統(tǒng)與其父系統(tǒng)的連接關(guān)系是子系統(tǒng)通過一 個級聯(lián)集中器(J)，掛接在父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(L)上，反過來，父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線 (L)上的一個級聯(lián)集中器(J)，必然連接著父系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)；分解后的子系統(tǒng)具有兩個 特性1)傳遞性信息系統(tǒng)的子系統(tǒng)的子系統(tǒng)，是信息系統(tǒng)的子系統(tǒng)。2)包容性組成信息系統(tǒng)子系統(tǒng)的所有信息處理設(shè)備、最高層的系統(tǒng)CAN總線 (L)、以及所有子系統(tǒng)，都是信息系統(tǒng)的信息處理設(shè)備、最高層的系統(tǒng)CAN總線(L)、以及所 有子系統(tǒng)。本實用新型信息系統(tǒng)的子系統(tǒng)的這兩種特性，體現(xiàn)著信息系統(tǒng)與其子系統(tǒng)之間， 存在著分與合的辯證關(guān)系，即分中有合、合中有分。同時也強(qiáng)調(diào)了信息系統(tǒng)子系統(tǒng)的基本概 念，信息系統(tǒng)的子系統(tǒng)與其父系統(tǒng)的關(guān)系是直接的父子關(guān)系。信息系統(tǒng)與其子系統(tǒng)可能是 直接的父子關(guān)系，也可能不是；信息系統(tǒng)的任何一個子系統(tǒng)，都稱為子系統(tǒng)。[0054]本實用新型信息系統(tǒng)的分解，就是將可以劃分的信息系統(tǒng)或子系統(tǒng)，進(jìn)一步分解 成為由系統(tǒng)基本要素及更小的子系統(tǒng)，目的是為了明確組成信息系統(tǒng)的各基本要素之間的 相互關(guān)系；信息系統(tǒng)的分解要從信息系統(tǒng)的最高層開始，采用自上而下逐層劃分的原則，一 直分解到不可細(xì)分為止；允許掛接在系統(tǒng)CAN總線(L)上的，同種類型的基本要素模塊至少 有一個。具體的分解程序如下第一步信息系統(tǒng)的最高層至少包括一條系統(tǒng)CAN總線(L)及總線轉(zhuǎn)換器⑶；如 果在該最高層的系統(tǒng)CAN總線(L)上，沒有掛接級聯(lián)集中器(J)，那么該信息系統(tǒng)是 著至少一個級聯(lián)集中器(J)，而沒有掛接 總線集中器(C)，那么該信息系統(tǒng)是該實用新型的信息系統(tǒng)二(SYS2)；如果在該最高層的 系統(tǒng)CAN總線(L)上，掛接著至少一個級聯(lián)集中器(J)，而且還掛接著總線集中器(C)，那么 該信息系統(tǒng)是該實用新型的信息系統(tǒng)三(SYS3)。如果是信息系統(tǒng)一(SYSl)，那么該系統(tǒng)的分解過程就此結(jié)束；否則該系統(tǒng)的就是 包括子系統(tǒng)的系統(tǒng)，需要轉(zhuǎn)入第二步對子系統(tǒng)作進(jìn)一步分解。無論是信息系統(tǒng)二(SYS2)， 還是信息系統(tǒng)三(SYS3)，在其最高層的系統(tǒng)CAN總線(L)上，掛接著至少一個級聯(lián)集中器 (J)，表明該信息系統(tǒng)具有至少一個子系統(tǒng)，第二步是用來逐一分解這些子系統(tǒng)的。第二步本實用新型的子系統(tǒng)共有六種類型，這六種類型構(gòu)成了信息系統(tǒng)的所有 子系統(tǒng)，也構(gòu)成了所有子系統(tǒng)的子系統(tǒng)。這六種類型子系統(tǒng)的最高層的系統(tǒng)CAN總線(L) 上，都掛有一個級聯(lián)集中器(J)與其父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(L)相連；子系統(tǒng)一(duil)和 子系統(tǒng)二(dui2)是不可再分的子系統(tǒng)，其特征是在該子系統(tǒng)的最高層的系統(tǒng)CAN總線(L) 上，沒有掛接另外的級聯(lián)集中器(J)，那么該子系統(tǒng)的分解過程到此結(jié)束，轉(zhuǎn)入第三步；其 余的子系統(tǒng)都是可再分的子系統(tǒng)，其特征是在該子系統(tǒng)的最高層的系統(tǒng)CAN總線(L)上， 掛接著至少一個另外的級聯(lián)集中器(J)；表明該子系統(tǒng)又包括至少一個子系統(tǒng)，需要用該 步驟進(jìn)一步逐一分解。這六種類型的子系統(tǒng)除了以上特征外，具有以下特征子系統(tǒng)一 (duil)的最高層的系統(tǒng)CAN總線(L)上，掛接著總線集中器(C)；子系統(tǒng)二(dui2)的最高層 的系統(tǒng)CAN總線(L)上，掛接著總線集中器(C)，也掛接著總線轉(zhuǎn)換器⑶；子系統(tǒng)三(dui3) 的最高層的系統(tǒng)CAN總線(L)上，沒有掛接任何信息系統(tǒng)的接入設(shè)備；子系統(tǒng)四(dui4)的 最高層的系統(tǒng)CAN總線(L)上，掛接著總線轉(zhuǎn)換器(S)；子系統(tǒng)五(dui5)的最高層的系統(tǒng) CAN總線(L)上，掛接著總線集中器(C)；子系統(tǒng)六(dui6)的最高層的系統(tǒng)CAN總線(L)上， 既掛接著總線集中器(C)，也掛接著總線轉(zhuǎn)換器(S)。第三步第三步是檢查步驟，分析信息系統(tǒng)所有的子系統(tǒng)，是否是可再分的子系 統(tǒng)。如果是，轉(zhuǎn)入第二步繼續(xù)分解，否則，信息系統(tǒng)的整個分解過程完畢。任何按照以上分解過程可以劃分的信息系統(tǒng)，都是符合本實用新型結(jié)構(gòu)特征的信 息系統(tǒng)；任何按照以上分解過程可以劃分的信息系統(tǒng)的子系統(tǒng)，都是符合本實用新型結(jié)構(gòu) 特征的信息系統(tǒng)的子系統(tǒng)。以上信息系統(tǒng)的分解過程，是由繁到簡的簡化過程，通過信息系統(tǒng)的分解過程將 信息系統(tǒng)分解為若干信息系統(tǒng)層；進(jìn)一步可分析該層上總線集中器(C)與智能設(shè)備之間的 連接關(guān)系，可分析該層上總線轉(zhuǎn)換器(S)與自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)之間的連接關(guān)系； 最后可明確每個自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)與智能設(shè)備之間通過了哪些級聯(lián)集中器(J)、哪些系統(tǒng)CAN總線(L)；以此可繪制出信息系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。 構(gòu)建本實用新型的信息系統(tǒng)是信息系統(tǒng)分解過程的逆過程，是建立在信息系統(tǒng)分 解過程基礎(chǔ)上的，由簡到繁的復(fù)雜化過程。系統(tǒng)一(SYSl)是本實用新型最簡單的信息系 統(tǒng)，子系統(tǒng)一(duil)和子系統(tǒng)二(dui2)是本實用新型最簡單的信息系統(tǒng)的子信息系統(tǒng)；系 統(tǒng)一(SYSl)是單層系統(tǒng)，系統(tǒng)二(SYS2)和系統(tǒng)三(SYS3)是多層系統(tǒng)；子系統(tǒng)一(duil)和 子系統(tǒng)二(dui2)單層的子系統(tǒng)，子系統(tǒng)三(dui3)到子系統(tǒng)六(dui6)多層的子系統(tǒng)；由簡 到繁的構(gòu)建過程，就是要根據(jù)實際情況，決定要接入的總線集中器(C)及總線轉(zhuǎn)換器(S)； 對于每個要接入的總線集中器(C)及總線轉(zhuǎn)換器(S)，選定現(xiàn)有信息系統(tǒng)的某個層；然后或 直接在該層的系統(tǒng)CAN總線(L)上，掛接要接入的總線集中器(C)及總線轉(zhuǎn)換器(S)，或先 為該層引入新的單層子系統(tǒng)，而后在該子系統(tǒng)的最高層的系統(tǒng)CAN總線(L)掛接要接入的 總線集中器(C)及總線轉(zhuǎn)換器(S)；照此方法，從上層到下層、逐一加入每個要接入的總線 集中器(C)及總線轉(zhuǎn)換器(S)；由此可構(gòu)建本實用新型任何復(fù)雜的信息系統(tǒng)。構(gòu)建后的本實用新型信息系統(tǒng)必須符合以下原則組成信息系統(tǒng)的基本要素是系 統(tǒng)CAN總線(L)、總線集中器(C)、總線轉(zhuǎn)換器(S)、以及級聯(lián)集中器(J)；所有系統(tǒng)CAN總 線(L)與所有的智能設(shè)備及自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)電氣上隔離；任何兩條系統(tǒng)CAN總 線(L)之間電氣上隔離；任何復(fù)雜的信息系統(tǒng)，都可以按本實用新型信息系統(tǒng)的分解過程 分解，分解后的所有子系統(tǒng)都必須是本實用新型六種子系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的一種，并且所有 的子系統(tǒng)都能分解為不含任何子系統(tǒng)的單層子系統(tǒng)；任何本實用新型信息系統(tǒng)都應(yīng)屬于本 實用新型三種信息系統(tǒng)(SYS1、SYS2、SYS3)中的一種?？偩€集中器(C)、總線轉(zhuǎn)換器(S)和級聯(lián)集中器(J)，既是組成信息系統(tǒng)的基本要 素，其本身也是系統(tǒng)；這些模塊的通訊接口是其自身系統(tǒng)的輸入輸出。信息系統(tǒng)的輸入輸 出，是總線集中器(C)的智能設(shè)備接入接口，和總線轉(zhuǎn)換器(S)的自動化系統(tǒng)或其他信息系 統(tǒng)接入接口 ；整個信息化成套設(shè)備系統(tǒng)的輸入輸出，是總線轉(zhuǎn)換器(S)的自動化系統(tǒng)或其 他信息系統(tǒng)接入接口 ；信息化成套設(shè)備系統(tǒng)是成套設(shè)備系統(tǒng)的子系統(tǒng)。一個子系統(tǒng)的輸入輸出有兩部分組成，一部分是其包括的總線集中器(C)的智能 設(shè)備接入接口，和總線轉(zhuǎn)換器(S)的自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)接入接口 ；另一部分就是 與其父系統(tǒng)相來連的級聯(lián)集中器(J)的最高層的系統(tǒng)CAN總線(L)接口 .總線集中器(C)、總線轉(zhuǎn)換器⑶是信息系統(tǒng)的外部接入設(shè)備，為信息系統(tǒng)提供各 種各樣的設(shè)備接入接口 ；總線轉(zhuǎn)換器(S)的自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)接入接口類型，典 型地包括RS-485總線接口、CAN總線接口、以太網(wǎng)總線接口等；總線轉(zhuǎn)換器⑶的自動化 系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)接入接口，與其系統(tǒng)CAN總線接口之間由隔離元件實現(xiàn)隔離，從而保 證了任何接入的自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)，與整個信息系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L) 之間電氣上隔離.總線集中器(C)的智能設(shè)備接入接口類型，典型地包括RS-485總線接 口、CAN總線接口、以太網(wǎng)總線接口等；總線集中器(C)的智能設(shè)備接入接口，與其系統(tǒng)CAN 總線接口之間由隔離元件實現(xiàn)隔離，從而保證了任何接入的智能設(shè)備，與整個信息系統(tǒng)最 高層的系統(tǒng)CAN總線(L)之間電氣上隔離。信息源是信息的生產(chǎn)者，信息終端是信息的消費者。每個智能設(shè)備和自動化系統(tǒng) 或其他信息系統(tǒng)可以是信息源；也可以是信息終端；或者既是信息源，又是信息終端；自動 化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)是控制信息的信息源，是工況信息的信息終端；智能設(shè)備是控制信息的信息終端，是工況信息的信息源；一個信息源與一個信息終端對應(yīng)一條信息通道；一 條信息通道對應(yīng)著一股信息流，信息流總是從信息源流向信息終端，該信息通道的方向就 是該信息流的流向；一條信息通道由若干通道節(jié)點和通道線段組成，每兩個通道節(jié)點及連 接它們的通道線段組成一個通道段，一條信息通道由若干通道段組成，該信息通道的方向 是其中每個通道段的方向。多個智能設(shè)備與多個自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)之間的信息共享，對應(yīng)著多條信 息通道，也對應(yīng)著多股信息流；多股信息流可以匯流，也可分流；多條相同方向的信息通道 可以共享共同的通道段、通道節(jié)點及通道線段；一個智能設(shè)備與一個自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)之間的信息共享，最多可構(gòu)成兩 個方向相反的信息共享關(guān)系；一個信息共享關(guān)系對應(yīng)一條信息通道；一條信息通道可分解 為若干通道段，一個通道段對應(yīng)一個信息共享關(guān)系；因此，一條信息通道的信息共享關(guān)系可 分解為若干個通道段的信息共享關(guān)系，多個智能設(shè)備與多個自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)之 間的信息共享關(guān)系，可分解為多條信息通道，所以多個智能設(shè)備與多個自動化系統(tǒng)或其他 信息系統(tǒng)之間的信息共享關(guān)系，最終可分解為若干個通道段的信息共享關(guān)系；通道段的信 息共享就是信息在兩個通道節(jié)點之間的傳輸；本實用新型的一條信息通道由組成本實用新型信息系統(tǒng)的基本要素組成，總線集 中器(C)、總線轉(zhuǎn)換器(S)、級聯(lián)集中器(J)是該信息通道上的一個通道節(jié)點，它們都可以被 多條信息通道共享；系統(tǒng)CAN總線(L)是連接兩個通道節(jié)點的通道線段，它也可以被多條信 息通道共享。與本實用新型信息系統(tǒng)相聯(lián)的每個智能設(shè)備，和每個自動化系統(tǒng)或其他信息 系統(tǒng)是本實用新型的一條信息通道上的末端通道節(jié)點，總線集中器(C)與智能設(shè)備的連接 總線，和總線轉(zhuǎn)換器(S)與自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)的連接總線是本實用新型的一條信 息通道到末端通道節(jié)點的通道線段，一個接入信息系統(tǒng)的智能設(shè)備和一個接入信息系統(tǒng)的 自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)之間可構(gòu)成本實用新型的兩條完整的信息通道，一條是工況信 息流的信息通道，其方向是從智能設(shè)備到自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)，另一條是控制信息 流的信息通道，其方向是從自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)到智能設(shè)備。本實用新型信息系統(tǒng)的通道段的包括以下六種第一種由掛接在同一條系統(tǒng)CAN 總線(L)上的總線集中器(C)、總線轉(zhuǎn)換器⑶和該系統(tǒng)CAN總線(L)組成；第二種由掛接 在同一條系統(tǒng)CAN總線(L)上的總線集中器(C)、級聯(lián)集中器(J)和該系統(tǒng)CAN總線(L)組 成；第三種由掛接在同一條系統(tǒng)CAN總線(L)上的總線轉(zhuǎn)換器(S)、級聯(lián)集中器(J)和該系 統(tǒng)CAN總線(L)組成；第四種由掛接在同一條系統(tǒng)CAN總線(L)上的級聯(lián)集中器(J)、另一 個級聯(lián)集中器(J)和該系統(tǒng)CAN總線(L)組成；第五種由掛接在總線集中器(C)設(shè)備接入 接口總線上的智能設(shè)備、該接入接口總線和該總線集中器(C)組成；第六種由掛接在總線 轉(zhuǎn)換器(S)設(shè)備接入接口總線上的自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)、該接入接口總線和該總線 轉(zhuǎn)換器(S)組成，第一種至第四種通道段的通道節(jié)點及通道線段，全都是本實用新型信息 系統(tǒng)的系統(tǒng)基本要素；第五種的一個通道節(jié)點，即總線集中器(C)和第六種的一個通道節(jié) 點，即總線轉(zhuǎn)換器(S)是本實用新型信息系統(tǒng)的系統(tǒng)基本要素。
以上每種通道段，都可以建立兩個方向的信息傳輸，實現(xiàn)兩個方向的信息共享。第 一種至第四種通道段，可以為多條信息通道共享；第五種通道段的總線集中器(C)、接入接 口總線可以為為多條信息通道共享；第六種通道段的總線轉(zhuǎn)換器(S)、接入接口總線可以為為多條信息通道共享；總之，總線集中器(C)、總線轉(zhuǎn)換器(S)及級聯(lián)集中器(J)這三種通道節(jié)點，都可以被多條信息通道共享，任何系統(tǒng)CAN總線(L)都可以被多條信息通道共 享，所有連接智能設(shè)備及自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)的接入接口總線，都可以被多條信息 通道共享。每個通道段上信息傳輸?shù)囊弦韵聴l件該通道段的兩個通道節(jié)點的接口類型 必須相同，該通道段的通道線段類型必須與兩個通道節(jié)點的接口類型相同，該通道段的兩 個通道節(jié)點，必須以與通道線段和通道節(jié)點接口類型，相適應(yīng)并以相同的通訊協(xié)議管理通 訊。本實用新型信息系統(tǒng)的每個總線集中器(C)的設(shè)備接入接口類型，及通訊協(xié)議類 型適應(yīng)于智能設(shè)備，并與其連接的智能設(shè)備的接口類型，及通訊協(xié)議類型相同；每個總線轉(zhuǎn) 換器(S)的接口類型，及通訊協(xié)議類型適應(yīng)于自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)，并與其連接自 動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)的接口類型，及通訊協(xié)議類型相同；掛接在信息系統(tǒng)同一條系統(tǒng) CAN總線(L)上的總線轉(zhuǎn)換器(S)、總線集中器(C)及級聯(lián)集中器(J)之間，都以相同的系 統(tǒng)CAN總線(L)、相同的系統(tǒng)接口類型，及相同的通訊協(xié)議類型管理通訊。因此本實用新型 的信息系統(tǒng)的每個通道段，都符合信息傳輸?shù)臈l件；因此本實用新型的信息系統(tǒng)，可連接不 同接口類型、不同協(xié)議類型的智能設(shè)備和自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)；以信息系統(tǒng)的方式 解決了不同接口類型、不同協(xié)議類型的智能設(shè)備和自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)之間的通訊 問題。這里以本實用新型最小的一條信息通道，來進(jìn)一步說明本實用新型信息系統(tǒng)的通 訊問題。該信息通道包括三個通道段，有四個通道節(jié)點。三個通道線段，用于工況信息流的 傳輸?shù)谝粋€由一個總線集中器(C)、一條總線集中器(C)設(shè)備接入總線，及掛接在該總線 上的一個智能設(shè)備組成，智能設(shè)備的接口類型是RS-485，通訊協(xié)議是自定義的；第二個由 一個總線轉(zhuǎn)換器(S)、一條總線轉(zhuǎn)換器(S)自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)接入總線，及掛接在 該總線上的一個自動化系統(tǒng)組成，自動化系統(tǒng)的接口類型是DEVICENET ；第三個通道段是 中間通道段，由第一個通道段的總線集中器(C)和第二個通道段的總線轉(zhuǎn)換器(S)，以及連 接它們的系統(tǒng)CAN總線(L)組成。第一個通道段的總線集中器(C)與智能設(shè)備的接口類型， 及通訊協(xié)議相同；第二個通道段的總線轉(zhuǎn)換器(S)與自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)的接口類 型，及通訊協(xié)議相同；中間通道段的總線集中器(C)和總線轉(zhuǎn)換器(S)的接口類型，及通訊 協(xié)議相同。從智能設(shè)備到自動化系統(tǒng)的工況信息流的傳輸，可分解為三個通道段信息傳輸， 每個通道段的兩個通道節(jié)點的接口類型相同、通訊協(xié)議相同，這三個通道段都可實現(xiàn)工況 信息流的通訊傳輸，工況信息流依次流經(jīng)第一通道段、第三通道段、第二通道段，這樣，整個 信息通道實現(xiàn)了工況信息流的傳輸，自動化系統(tǒng)也就實現(xiàn)了對工況信息的共享；因此，通過 本實用新型的信息通道實現(xiàn)了不同接口類型、不同協(xié)議的自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)和智 能設(shè)備的連接問題，同時也解決了它們之間連接時必須解決的接口及協(xié)議轉(zhuǎn)換問題。智能設(shè)備和自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)的最小信息單位是基本的信息項，代表著 一個具體的物理量，每個信息量是活的，是變化的。由若干個信息項構(gòu)成一個信息對象，多 個小的對象可合成一個大的對象，這是信息的合并，反過來，一個大的對象可分解成若干個 小的對象，一個信息對象又可分解為若干個信息項，這是信息的分解。另一種信息處理方式是信息的衍生和聚合，即一個對象集合A轉(zhuǎn)化成另一個對象集合B，對象集合B的所有的信息項中至少有一項不直接存在于對象集合A中，即該信息項 是由對象集合A轉(zhuǎn)化而來的；這種轉(zhuǎn)化不是信息項的簡單合并與分解，而要將信息項進(jìn)行 一定的邏輯與算術(shù)運算；信息的衍生，是由一個信息項派生出多個信息項；信息的聚合，是 由多個信息項構(gòu)造出一個信息項。信息處理的方法， 為信息流匯流及分流的實現(xiàn)提供了理論依據(jù)。多股信息流的匯 流點是多條信息通道共同的通道節(jié)點，簡稱匯流通道節(jié)點；多股信息流的分流點也是多條 信息通道共同的通道節(jié)點，簡稱分流通道節(jié)點；匯流通道節(jié)點的信息處理方式，是信息的合 并和信息的聚合；分流通道節(jié)點的信息處理方式，是信息的分解和信息的衍生。匯流通道節(jié) 點與分流通道節(jié)點之間的信息流，是多股信息流共同的信息流；匯流通道節(jié)點與分流通道 節(jié)點之間的信息通道，是多條信息通道共享的信息通道。多個智能設(shè)備與多個自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)之間的信息共享，需要信息系統(tǒng) 提供多條信息通道，信息系統(tǒng)的所有信息通道，可產(chǎn)生多個匯流通道節(jié)點和多個分流通道 節(jié)點，從而信息系統(tǒng)也就有了多個分布的信息處理點，每個匯流通道節(jié)點在信息系統(tǒng)中起 信息的集中作用，每個分流通道節(jié)點在信息系統(tǒng)中起信息的分散作用，因此本實用新型信 息系統(tǒng)的信息處理具有分散分布式特點。每個智能設(shè)備、每個自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)有其獨特的信息表示方式，也有 其特定的通訊協(xié)議；本實用新型信息系統(tǒng)通過總線集中器(C)、總線轉(zhuǎn)換器(S)這兩個信息 系統(tǒng)的接入設(shè)備，將這些特定的信息表示，轉(zhuǎn)化成為基于對象集合的統(tǒng)一的信息表示，將基 于特定通訊協(xié)議的信息傳輸，轉(zhuǎn)化成為基于現(xiàn)場總線的統(tǒng)一的信息傳輸；級聯(lián)集中器(J) 和系統(tǒng)CAN總線(L)，為總線集中器(C)與總線轉(zhuǎn)換器⑶之間的信息傳輸，提供了信息通 道；總線集中器(C)、總線轉(zhuǎn)換器⑶、級聯(lián)集中器(J)和最高層的系統(tǒng)CAN總線(L)，整體上 為多個智能設(shè)備與多個自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)之間的信息傳輸，提供了信息通道；總 線集中器(C)、總線轉(zhuǎn)換器(S)、級聯(lián)集中器(J)以基于對象集合的信息處理，實現(xiàn)信息流的 匯流與分流；從而實現(xiàn)多個智能設(shè)備與多個自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)之間的信息共享， 實現(xiàn)了從特定到統(tǒng)一，從統(tǒng)一再到特定的多協(xié)議轉(zhuǎn)換。信息系統(tǒng)中的每個總線集中器(C)、總線轉(zhuǎn)換器⑶及級聯(lián)集中器(J)都具有通訊 管理的的作用，通訊管理只實現(xiàn)信息傳輸；每個總線集中器(C)、總線轉(zhuǎn)換器(S)及級聯(lián)集 中器(J)的信息處理有兩個方面的作用，一方面，如果該要素模塊是匯流通道節(jié)點或分流 通道節(jié)點，則一定要實現(xiàn)信息處理，另一方面，如果該要素模塊不是匯流通道節(jié)點或分流通 道節(jié)點，則可以不作任何信息處理，也可以進(jìn)行必要的信息處理?？偩€集中器(C)的作用，一方面是，就是用與智能設(shè)備相同的協(xié)議管理通訊，實現(xiàn) 與智能設(shè)備的信息傳輸；通過信息的集散處理，實現(xiàn)與智能設(shè)備之間的信息共享。另一方面 是，用系統(tǒng)CAN總線(L)協(xié)議管理通訊，實現(xiàn)與總線轉(zhuǎn)換器⑶及級聯(lián)集中器(J)的信息傳 輸；通過信息的集散處理，實現(xiàn)與總線轉(zhuǎn)換器(S))及級聯(lián)集中器(J)之間的信息共享?？偩€集中器(C)的通訊對象包括兩類，第一類是與其相連的智能設(shè)備，第二類是 與其掛接在同一 CAN總線上的總線轉(zhuǎn)換器(S)和級聯(lián)集中器(J)；第一類通訊特征是按 照智能設(shè)備的特定接口和特定協(xié)議，管理與智能設(shè)備之間的通訊任務(wù)；第二類通訊特征是 按照系統(tǒng)內(nèi)部統(tǒng)一的CAN總線接口和統(tǒng)一的協(xié)議，管理與總線轉(zhuǎn)換器(S)和級聯(lián)集中器(J) 的通訊任務(wù)；[0083]總線集中器(C)的信息處理是將各個智能設(shè)備輸入信息通過信息處理集中起來， 儲存在總線集中器(C)的對象集合中，以備系統(tǒng)內(nèi)其他模塊共享請求；反過來，將總線轉(zhuǎn)換 器⑶和級聯(lián)集中器(J)的輸入信息，儲存在總線集中器(C)的對象集合中，并通過信息處 理分散給與之連接的各個智能設(shè)備；總線集中器(C)，以其設(shè)備接入接口的類型不同，接入接口協(xié)議不同，形成系列化?？偩€轉(zhuǎn)換器 (S)的作用，一方面是，用與自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)相同的協(xié)議 管理通訊，實現(xiàn)與自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)的信息傳輸；通過信息的集散處理，實現(xiàn)與自 動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)之間的信息共享。另一方面是，用系統(tǒng)CAN總線(L)協(xié)議管理通 訊，實現(xiàn)與總線集中器(C)及級聯(lián)集中器(J)的信息傳輸；通過信息的集散處理，實現(xiàn)與總 線集中器(C)及級聯(lián)集中器(J)之間的信息共享?？偩€轉(zhuǎn)換器(S)的通訊對象包括兩類，第一類是與其相連的自動化系統(tǒng)或其他信 息系統(tǒng)，第二類是與其掛接在同一 CAN總線上的總線集中器(C)和級聯(lián)集中器(J)。第一類 通訊特征是按照自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)的特定接口和特定協(xié)議，總線轉(zhuǎn)換器(S)作 為通訊從站，響應(yīng)自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)的通訊請求；或者作為通訊主站，管理與自動 化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)通訊。第二類通訊特征是按照系統(tǒng)內(nèi)部統(tǒng)一的CAN總線接口和統(tǒng) 一的協(xié)議，管理與總線集中器(C)和級聯(lián)集中器(J)的通訊任務(wù)?？偩€轉(zhuǎn)換器⑶的信息處理是將總線集中器(C)、級聯(lián)集中器(J)的信息對象通過 信息處理集中起來，儲存在總線轉(zhuǎn)換器(S)的對象集合中，以備自動化系統(tǒng)或其他信息系 統(tǒng)的共享請求。反過來，將自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)的輸入信息，儲存在總線轉(zhuǎn)換器(S) 的對象集合中，并通過信息處理分散到集中器、級聯(lián)集中器(J)的對象集合中；總線轉(zhuǎn)換器(S)，以其自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)接入接口的類型不同，接入接口 協(xié)議不同，形成系列化。級聯(lián)集中器(J)的的作用，就是用系統(tǒng)CAN總線(L)協(xié)議管理通訊，實現(xiàn)與總線集 中器(C)、總線轉(zhuǎn)換器(S)、及其他級聯(lián)集中器(J)的信息傳輸；通過信息的集散處理，實現(xiàn) 與總線集中器(C)、總線轉(zhuǎn)換器(S)、及其他級聯(lián)集中器(J)之間的信息共享。級聯(lián)集中器(J)的通訊對象包括兩類第一類是與掛接在其所屬子系統(tǒng)的最高層 的系統(tǒng)CAN總線(L)上的總線轉(zhuǎn)換器(S)、總線集中器(C)、及其他級聯(lián)集中器(J)通訊，第 二類是與掛接在其所屬子系統(tǒng)的父系統(tǒng)系統(tǒng)CAN總線(L)上的總線轉(zhuǎn)換器(S)、總線集中器 (C)、及其他級聯(lián)集中器(J)通訊；級聯(lián)集中器(J)按照系統(tǒng)內(nèi)部統(tǒng)一的系統(tǒng)CAN總線(L) 接口和統(tǒng)一的協(xié)議，管理與其通訊對象的通訊任務(wù)；級聯(lián)集中器(J)的信息處理是，實現(xiàn)掛接在其所屬子系統(tǒng)的最高層的系統(tǒng)CAN總 線(L)上的信息處理設(shè)備，與掛接在其所屬子系統(tǒng)的父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(L)上的信息 處理設(shè)備之間的信息交換。為了系統(tǒng)內(nèi)部的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)失電時能夠保持，總線集中器(C)、總線轉(zhuǎn)換器 (S)、及其他級聯(lián)集中器(J)都有非易失存儲器。在實際中，成套設(shè)備信息系統(tǒng)的構(gòu)成是變化的，但變化是有規(guī)律的。構(gòu)建一個實際 的成套設(shè)備信息系統(tǒng)，要明確以下問題1、要明確知道每個要接入的自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)，以及每個要接入的智能 設(shè)備的具體裝設(shè)位置；要理清楚成套信息系統(tǒng)中，每個自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)，與每個智能設(shè)備的信息共享關(guān)系，以及該信息共享關(guān)系的實時性要求。對于每個要接入的自動 化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)要知道，它是哪些智能設(shè)備的信息源，又是哪些智能設(shè)備的信息終 端，據(jù)此相關(guān)的智能設(shè)備一定是成套信息系統(tǒng)的接入設(shè)備；對于每個智能設(shè)備要知道，它是 哪些自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)的信息源，又是哪些自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)的信息終 端，據(jù)此相關(guān)的自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)一定是成套信息系統(tǒng)要接入的自動化系統(tǒng)或其 他信息系統(tǒng)。2、要決定每條系統(tǒng)CAN總線(L)的長度。實際中，系統(tǒng)CAN總線(L)的長度隨通 訊速度、最大接口數(shù)量及系統(tǒng)模塊具體安裝位置等因素變化。系統(tǒng)CAN總線(L)的長度與 掛接在該總線上的總線集中器(C)、總線轉(zhuǎn)換器(S)及級聯(lián)集中器(J)的通訊速度存在著矛 盾關(guān)系，系統(tǒng)CAN總線(L)越長，系統(tǒng)模塊的通訊速度要求越低；同時掛接在系統(tǒng)CAN總線 (L)上的，系統(tǒng)模塊接口的最大數(shù)量受CAN總線接口電氣特性的限制，一般不能超過64 ；系 統(tǒng)模塊具體安裝位置則直接決定系統(tǒng)CAN總線 (L)的長度。綜合以上兩點中的每個設(shè)備安裝位置、每個信息共享關(guān)系及其實時性、每條系統(tǒng) CAN總線(L)的長度，以及其他實際情況，根據(jù)構(gòu)建本實用新型的信息系統(tǒng)的理論和方法作 合理的選擇。最后，決定好用幾條系統(tǒng)CAN總線(L)，以及掛接在每條總線上的總線集中器 (C)、總線轉(zhuǎn)換器⑶；決定好系統(tǒng)CAN總線(L)的聯(lián)接關(guān)系，并用級聯(lián)集中器(J)聯(lián)接起來， 便可形成符合本實用新型的成套設(shè)備信息系統(tǒng)的具體方案。本實用新型的用于成套設(shè)備信息化的信息系統(tǒng)，與基于DEVICENET現(xiàn)場總線的用 于成套設(shè)備信息化的信息系統(tǒng)相比，相同點是系統(tǒng)內(nèi)部總線接口都是CAN總線接口，而其 它方面有很大的不同1、與外接設(shè)備之間連接方式不同?；贒EVICENET現(xiàn)場總線的最基本的信息系 統(tǒng)，要求設(shè)備本身具備DEVICENET接口?？芍苯訏旖釉贒EVICENET現(xiàn)場總線上，無需任何接 口及協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備。而本實用新型是基于CAN總線的信息系統(tǒng).任何兩個需要信息共享的 外接設(shè)備之間，至少要有兩個以上的轉(zhuǎn)換設(shè)備才能實現(xiàn)設(shè)備之間的橋接。2、可接入系統(tǒng)的設(shè)備群體不同?；贒EVICENET現(xiàn)場總線的信息系統(tǒng)，只允許符 合DEVICENET標(biāo)準(zhǔn)外部設(shè)備接入。而本實用新型可接入接口類型及接口協(xié)議不同的外部設(shè) 備。接口類型可以是RS-485，CAN、以太網(wǎng)等，接口協(xié)議可以是標(biāo)準(zhǔn)的，也可以是非標(biāo)準(zhǔn)的。3、要解決的技術(shù)問題不同。基于DEVICENET現(xiàn)場總線的信息系統(tǒng)只關(guān)注相同接 口、相同總線協(xié)議的設(shè)備之間的信息共享。而本實用新型首先要解決不同接口、不同總線協(xié) 議的設(shè)備之間的接口及協(xié)議轉(zhuǎn)換問題，在此基礎(chǔ)上，才來解決設(shè)備之間的信息共享問題。4、實施主體和方式不同基于DEVICENET現(xiàn)場總線的信息系統(tǒng)的管理主體是 ODVA(Open DeviceNet Vendor Association)，產(chǎn)品主體是通過認(rèn)證和許可的機(jī)電設(shè)備廠 家；采取先確立標(biāo)準(zhǔn)，后機(jī)電設(shè)備按標(biāo)準(zhǔn)智能化的實施方式，機(jī)電產(chǎn)品以耐于DEVICENET標(biāo) 準(zhǔn)。而本實用新型的信息系統(tǒng)是基于先有機(jī)電產(chǎn)品，而后服務(wù)于機(jī)電產(chǎn)品實施方式，對機(jī)電 設(shè)備廠家沒有任何額外的限制和要求。綜上所述、為了解決我國工業(yè)企業(yè)信息化改造過程中所面臨的非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的智能 設(shè)備的信息化問題，實用新型了基于現(xiàn)場總線的成套設(shè)備信息化的信息系統(tǒng)；該信息系統(tǒng)， 徹底解決了多個智能設(shè)備和多個自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)之間的信息共享問題，解決了 不同接口類型、不同協(xié)議的智能設(shè)備和自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)之間的通訊問題；解決了成套信息系統(tǒng) 必須面對的可擴(kuò)充性問題。另外，建立了本實用新型信息系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)， 提出了本實用新型信息系統(tǒng)的分解與構(gòu)造方法，提出了本實用新型信息系統(tǒng)的信息通道、 信息段等概念，并以這些基本概念為基礎(chǔ)，提出了本實用新型信息系統(tǒng)的信息流的通訊傳 輸方法、提出了本實用新型信息系統(tǒng)的信息流的分散分布式信息處理方法。本實用新型信息系統(tǒng)具分層、分布式、集散式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和信息處理方法，具有靈活 的可擴(kuò)充性。該系統(tǒng)是成套設(shè)備系統(tǒng)的子系統(tǒng)，作用是將成套設(shè)備系統(tǒng)信息化；在成套設(shè)備 系統(tǒng)內(nèi)部與智能型元件及裝置通信接口連接；對外則與自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)或監(jiān)控 系統(tǒng)的通信接口連接。可直接連接任何具有RS485、或CAN總線和工業(yè)以太網(wǎng)總線接口的智 能設(shè)備或自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)，而其總線接口的協(xié)議可以是標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，也可以是非 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，具有廣泛的適應(yīng)性。同時，信息系統(tǒng)的每個要素模塊體積小，便于就近安裝在成 套設(shè)備的柜體上，從而節(jié)省了工業(yè)現(xiàn)場緊缺的設(shè)備安裝位置。本實用新型可廣泛用于成套設(shè)備的信息化，特別適合用于成套開關(guān)設(shè)備的信息 化。本實用新型的成套設(shè)備信息系統(tǒng)立足于我國智能成套設(shè)備的產(chǎn)業(yè)鏈，在系統(tǒng)層上解決 了我國智能元件產(chǎn)業(yè)要擺脫的難題，并與具有國際標(biāo)準(zhǔn)總線接口的設(shè)備有良好的融合性。
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1為現(xiàn)有基于DEVICENET現(xiàn)場總線的用于成套設(shè)備信息化的信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示 意圖。圖2為本實用新型總線集中器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型總線轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實用新型級聯(lián)集中器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本實用新型子系統(tǒng)一的示意圖。圖6為本實用新型子系統(tǒng)二的示意圖。圖7為本實用新型子系統(tǒng)三的示意圖。圖8為本實用新型子系統(tǒng)四的示意圖。圖9為本實用新型子系統(tǒng)五的示意圖。圖10為本實用新型子系統(tǒng)六的示意圖。圖11為本實用新型第一種類型系統(tǒng)的示意圖。圖12為本實用新型第二種類型系統(tǒng)的示意圖。圖13為本實用新型第三種類型系統(tǒng)的示意圖。圖14為本實用新型具體實施方式
的用于成套設(shè)備信息化的信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖。
具體實施方式
本實用新型的基本要素可以組合成無窮多個系統(tǒng)，以適應(yīng)實際的信息系統(tǒng)中要接 入的自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)及智能設(shè)備在數(shù)量、布局、通訊協(xié)議的變化。簡而言之，目前用于連接自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)和智能設(shè)備之間信息共享的 方式，第一類是基于可編程序控制器的DCS信息系統(tǒng)，第二類是基于標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線的信息系統(tǒng)。第三類是基于通信管理機(jī)的信息系統(tǒng)。本實用新型是第二類中的一種。 在第二類中，符合標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場協(xié)議(DEVICENET、PROFIBUS、MODBUS)的智能設(shè)備的連 接問題，已經(jīng)解決。本實用新型是解決我國非標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場協(xié)議的智能設(shè)備信息化問題。本實用新型的內(nèi)部總線與DEVICENET的物理總線都是can現(xiàn)場總線。本實用新型系統(tǒng)的基本要素是can現(xiàn)場總線、總線集中器、總線轉(zhuǎn)換器、級聯(lián)集中 器。隨著實際系統(tǒng)需求變化可由這些基本要素有機(jī)的組合出無窮的系統(tǒng)。也就是說其結(jié)構(gòu) 特征是可以按照系統(tǒng)與子系統(tǒng)的觀點去分解的。總線集中器、總線轉(zhuǎn)換器、級聯(lián)集中器也有其結(jié)構(gòu)特征。圖1所示的是目前我國企業(yè)信息化產(chǎn)業(yè)中，占主導(dǎo)地位的基于DEVICENET現(xiàn)場總 線的，用于成套設(shè)備信息化的信息系統(tǒng)。圖1中附圖標(biāo)記含義如下601. DEVICENET 現(xiàn)場總線，602. DEVICENET 掃描器，DV.具有 DEVICENET 標(biāo)準(zhǔn)接 口 的智能設(shè)備，611.具有DEVICENET接口的自動化系統(tǒng)，607. DEVICENET總線到FR0FIBUS-DP 總線標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換器，608. DEVICENET總線到MODBUS總線標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換器，609.具有FR0FIBUS-DP 接口的智能設(shè)備，610.具有MODBUS接口的智能設(shè)備。具有DEVICENET智能設(shè)備(DV)及具有DEVICENET接口的自動化系統(tǒng)(611)直接 掛接在一條DEVICENET現(xiàn)場總線(601)上；DEVICENET掃描器(602)在邏輯上建立了各個外 接設(shè)備與自動化系統(tǒng)(611)的連接；通過DEVICENET總線到FR0FIBUS-DP總線標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換器 (607)將具有FR0FIBUS-DP接口的智能設(shè)備(609)掛接在DEVICENET現(xiàn)場總線(601)上；通 過DEVICENET總線到MODBUS總線標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換器(608)將具有MODBUS接口的智能設(shè)備(610) 掛接在DEVICENET現(xiàn)場總線(601)上。DEVICENET信息化成套系統(tǒng)的核心是DEVICENET現(xiàn)場總線，直接連接著具有 DEVICENET總線接口的智能設(shè)備；DEVICENET掃描器是DEVICENET主站設(shè)備，一般是羅克 韋爾公司的可編程序控制器，也有的采用國外DEVICENET主站網(wǎng)卡的嵌入式工業(yè)控制計算 機(jī)系統(tǒng)；與其他標(biāo)準(zhǔn)總線的智能設(shè)備的連接，要通過標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換適配器；由于DEVICENET面 向?qū)ο蟮膽?yīng)用層，對設(shè)備的類型(如軟啟動器類、馬達(dá)控制器類等)、設(shè)備的屬性、方法做 了嚴(yán)格的編碼規(guī)定，所以一般來講，標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換適配器對應(yīng)著一臺設(shè)備，二者一起構(gòu)成一個 DEVICENET從站設(shè)備。通過標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換適配器可以和多個不同類型其它自動化系統(tǒng)或其他信 息系統(tǒng)直接相連，實現(xiàn)基于現(xiàn)場總線層面上的系統(tǒng)互連?；贒EVICENET標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線的 信息化成套系統(tǒng)的不足之處是，只有嚴(yán)格取得DEVICENET標(biāo)準(zhǔn)許可認(rèn)證的智能設(shè)備，才能 接入系統(tǒng)，而我國取得DEVICENET許可認(rèn)證產(chǎn)品極少，造成成套設(shè)備的總線技術(shù)附加值高， 較大的提高了成套設(shè)備整體價格；同時基于DEVICENET現(xiàn)場總線的系統(tǒng)，一般來講，要有 C0NTR0LNET控制網(wǎng)絡(luò)層及更上層專用軟件的支撐，所以降低了工廠信息化設(shè)備的國產(chǎn)化 率。另外，轉(zhuǎn)換適配器一般是標(biāo)準(zhǔn)總線轉(zhuǎn)換模塊，大量使用會增加信息系統(tǒng)總體成本。本實用新型圖中D、L、C、S、J既代表元素類型，也代表該類型中的一個；當(dāng)多個同 一類型元素出現(xiàn)在同一個圖中時，用類型符號加上數(shù)字后綴來區(qū)別；不同附圖的相同的標(biāo) 記，代表該同類元素，但不是指同一個元素。[0134]圖2至圖4是對本實用新型基本要素的說明圖2示出了本實用新型的總線集中器(C)的原理圖，附圖標(biāo)記100、101、102、103、 104、105、106、107所表示的元件，都是總線集中器(C)的元件，附圖標(biāo)記含義如下101.總線集中器的微控制器，102.總線集中器的非易失存儲器電路，104.總線集 中器的系統(tǒng)CAN總線連接口，103.總線集中器的CAN總線設(shè)備接入口，108.總線集中器的 RS-485總線設(shè)備接入口，109.總線集中器的RS-485總線設(shè)備接入口，105.總線集中器的數(shù) 字隔離變換器，107.總線集中器的DC/DC隔離變換器，106.總線集中器的電源調(diào)節(jié)器，100. 總線集中器的總線電源接口?？偩€集中器(C)包括總線集中器的微控制器(101)，用作通訊管理和信息處理；總 線集中器的系統(tǒng)CAN總線連接口(104)，用作與信息系統(tǒng)及其子系統(tǒng)的最高層的系統(tǒng)CAN總 線(L)連接；總線集中器的CAN總線設(shè)備接入口(103)用作總線集中器(C)的CAN總線智能 設(shè)備接入接口，總線集中器的RS-485總線設(shè)備接入口(108)和總線集中器的RS-485總線 設(shè)備接入口(109)用作總線集中器(C)的RS-485總線設(shè)備接入接口，可實現(xiàn)基于RS-485總 線的MODBUS，PR0FIBUS等標(biāo)準(zhǔn)總線接口，也可實現(xiàn)其他非標(biāo)準(zhǔn)總線接口 ；總線集中器的數(shù) 字隔離變換器(105)用作總線集中器的系統(tǒng)CAN總線連接口(104)與總線集中器的CAN總 線設(shè)備接入口(103)、總線集中器的RS-485總線設(shè)備接入口(108)和總線集中器的RS-485 總線設(shè)備接入口(109)之間的電氣隔離；總線集中器(C)還包括總線集中器的非易失存儲 器電路(102)、總線集中器的DC/DC隔離變換器(107)、總線集中器的電源調(diào)節(jié)器(106)、總 線集中器的總線電源接口(100)，它們組成總線集中器(C)的電源電路，總線集中器的DC/ DC隔離變換器(107)用作總線集中器的系統(tǒng)CAN總線連接口(104)與總線集中器的CAN總 線設(shè)備接入口(103)、總線集中器的RS-485總線設(shè)備接入口(108)和總線集中器的RS-485 總線設(shè)備接入口(109)之間的電氣隔離，優(yōu)選以直流24伏總線電源供電。總線集中器的微控制器(101)管理總線集中器的系統(tǒng)CAN總線連接口(104)及其 總線集中器的CAN總線設(shè)備接入口(103)、總線集中器的RS-485總線設(shè)備接入口(108)和 總線集中器的RS-485總線設(shè)備接入口(109)的通訊過程；并對來自各接口的信息，進(jìn)行信 息處理，實現(xiàn)總線集中器的系統(tǒng)CAN總線連接口(104)與總線集中器的CAN總線設(shè)備接入 口(103)、總線集中器的RS-485總線設(shè)備接入口(108)和總線集中器的RS-485總線設(shè)備接 入口(109)之間的信息交換。連接在總線集中器(C)設(shè)備接入接口的智能設(shè)備與信息系統(tǒng) 之間通過該總線集中器(C)實現(xiàn)信息共享；另外，總線集中器的總線集中器的RS-485總線 設(shè)備接入口(108)或總線集中器的RS-485總線設(shè)備接入口(109)兼作總線集中器(C)的 參數(shù)整定接口。另外，如果對圖2作局部修改，可實現(xiàn)其他接口的總線集中器(C)。例如1、將總線集中器的CAN總線設(shè)備接入口(103)用RJ45接口、RJ45變換器、以太網(wǎng) 控制器替代，以太網(wǎng)控制器與總線集中器的微控制器(101)的外設(shè)接口相連接，可組成具 有工業(yè)以太網(wǎng)接口的總線集中器。2、將總線集中器的CAN總線設(shè)備接入口用RS-485收發(fā)器、西門子的PR0FIBUS-DP 控制器芯片如SPC3替代，SPC3與總線集中器的微控制器(101)的外設(shè)接口相連接，可直接 具有PR0FIBUS-DP標(biāo)準(zhǔn)接口的總線集中器(C)?？偩€集中器(C)的系列化是在圖2的基礎(chǔ)上，經(jīng)過簡單的組合與變化形成的。[0143]圖3示出了本實用新型的總線轉(zhuǎn)換器(S)的原理圖，附圖標(biāo)記110、111、112、113、 114、115、116、117所表示的元件，都是總線轉(zhuǎn)換器(S)的元件。附圖標(biāo)記含義如下111.總線轉(zhuǎn)換器的微控制器，112.總線轉(zhuǎn)換器的非易失存儲器電路，114.總線轉(zhuǎn) 換器的系統(tǒng)CAN總線連接口，113.總線轉(zhuǎn)換器的CAN總線系統(tǒng)接入接口，118.總線轉(zhuǎn)換器 的RS-485總線系統(tǒng)接入接口，119.總線轉(zhuǎn)換器的RS-485總線系統(tǒng)接入接口，115.總線轉(zhuǎn) 換器的數(shù)字隔離變換器，117.總線轉(zhuǎn)換器的DC/DC隔離變換器 總線轉(zhuǎn)換器⑶包括總線轉(zhuǎn)換器的微控制器(111)，用作通訊管理和信息處理；總 線轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)CAN總線連接口(114)用作與信息系統(tǒng)及其子系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線連接； 總線轉(zhuǎn)換器的CAN總線系統(tǒng)接入接口(113)用作總線轉(zhuǎn)換器(S)的CAN總線自動化系統(tǒng)或 其他信息系統(tǒng)接入接口，總線轉(zhuǎn)換器的RS-485總線系統(tǒng)接入接口(118)和總線轉(zhuǎn)換器的 RS-485總線系統(tǒng)接入接口(119)用作總線轉(zhuǎn)換器(S)的RS-485總線自動化系統(tǒng)或其他信 息系統(tǒng)接入接口，總線轉(zhuǎn)換器的數(shù)字隔離變換器(115)用作總線轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)CAN總線連 接口(114)與總線轉(zhuǎn)換器的CAN總線系統(tǒng)接入接口(113)、總線轉(zhuǎn)換器的RS-485總線系統(tǒng) 接入接口(118)和總線轉(zhuǎn)換器的RS-485總線系統(tǒng)接入接口(119)之間的電氣隔離；總線轉(zhuǎn)換器⑶還包括總線轉(zhuǎn)換器的非易失存儲器電路(112)、總線轉(zhuǎn)換器的DC/ DC隔離變換器(117)、總線轉(zhuǎn)換器的電源調(diào)節(jié)器(116)、總線轉(zhuǎn)換器的總線電源接口(110)， 它們組成總線轉(zhuǎn)換器(S)的電源電路，總線轉(zhuǎn)換器的DC/DC隔離變換器(117)用作總線轉(zhuǎn) 換器的系統(tǒng)CAN總線連接口(114)與總線轉(zhuǎn)換器的CAN總線系統(tǒng)接入接口(113)、總線轉(zhuǎn)換 器的RS-485總線系統(tǒng)接入接口(118)和總線轉(zhuǎn)換器的RS-485總線系統(tǒng)接入接口(119)之 間的電氣隔離，優(yōu)選的以直流24伏總線電源供電?？偩€轉(zhuǎn)換器的微控制器(111)用作管理總線轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)CAN總線連接口(114) 及其總線轉(zhuǎn)換器的CAN總線系統(tǒng)接入接口(113)、總線轉(zhuǎn)換器的RS-485總線系統(tǒng)接入接口 (118)和總線轉(zhuǎn)換器的RS-485總線系統(tǒng)接入接口(119)的通訊過程；對來自各接口的信 息，進(jìn)行信息處理，實現(xiàn)總線轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)CAN總線連接口(114)與總線轉(zhuǎn)換器的CAN總 線系統(tǒng)接入接口(113)、總線轉(zhuǎn)換器的RS-485總線系統(tǒng)接入接口(118)和總線轉(zhuǎn)換器的 RS-485總線系統(tǒng)接入接口(119)之間的信息交換。連接在總線轉(zhuǎn)換器(S)自動化系統(tǒng)或 其他信息系統(tǒng)接入接口的自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)與信息系統(tǒng)之間通過該總線轉(zhuǎn)換器 (S)實現(xiàn)信息共享；另外，總線轉(zhuǎn)換器的RS-485總線系統(tǒng)接入接口(118)和總線轉(zhuǎn)換器的 RS-485總線系統(tǒng)接入接口(119))兼作總線轉(zhuǎn)換器(S)的參數(shù)整定接口。另外，如果對圖3作局部修改，可實現(xiàn)其他接口的總線轉(zhuǎn)換器(S)。例如1、將總線轉(zhuǎn)換器的CAN總線系統(tǒng)接入接口(113)用RJ45接口、RJ45變換器、以太 網(wǎng)控制器替代，以太網(wǎng)控制器與總線轉(zhuǎn)換器的微控制器(111)的外設(shè)接口相連接，可組成 具有工業(yè)以太網(wǎng)接口的總線轉(zhuǎn)換器(S)。2、將總線轉(zhuǎn)換器的CAN總線系統(tǒng)接入接口(113)用RS-485收發(fā)器、西門子的 PR0FIBUS-DP控制器芯片如SPC3替代，SPC3與總線轉(zhuǎn)換器的微控制器(111)的外設(shè)接口相 連接，可直接具有PR0FIBUS-DP標(biāo)準(zhǔn)接口的總線轉(zhuǎn)換器(S)?？偩€轉(zhuǎn)換器(S)的系列化是在圖3的基礎(chǔ)上，經(jīng)過簡單的組合與變化形成的，圖4示出了本實用新型的級聯(lián)集中器(J)的原理圖，附圖標(biāo)記120、121、122、123、124、125、126、127所表示的元件，都是級聯(lián)集中器(J)的元件。圖4中附圖標(biāo)記含義如下 121.級聯(lián)集中器的微控制器，122.級聯(lián)集中器的非易失存儲器電路，124.級聯(lián)集 中器的系統(tǒng)CAN總線連接口，123.級聯(lián)集中器的系統(tǒng)CAN總線連接口，129.級聯(lián)集中器的 RS-485總線連接口，125.級聯(lián)集中器的數(shù)字隔離變換器，127.級聯(lián)集中器的DC/DC隔離變 換器，126.級聯(lián)集中器的電源調(diào)節(jié)器，120.級聯(lián)集中器的總線電源接口。級聯(lián)集中器(J)包括級聯(lián)集中器的微控制器(121)，用作通訊管理和信息處理；級 聯(lián)集中器的系統(tǒng)CAN總線連接口(124)用作與子系統(tǒng)的父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(Li)的連 接；級聯(lián)集中器的系統(tǒng)CAN總線連接口(123)用作與子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2) 連接；這兩個系統(tǒng)CAN總線連接口之間以級聯(lián)集中器的數(shù)字隔離變換器(125)實現(xiàn)電氣隔 罔；級聯(lián)集中器(J)還包括級聯(lián)集中器的非易失存儲器電路(122)、集中器的DC/DC隔 離變換器(127)、級聯(lián)集中器的電源調(diào)節(jié)器(126)、級聯(lián)集中器的總線電源接口(120)，它們 組成級聯(lián)集中器(J)的電源電路，集中器的DC/DC隔離變換器(127)用作兩個系統(tǒng)CAN總 線連接口之間的電氣隔離，優(yōu)選以直流24伏總線電源供電。級聯(lián)集中器的微控制器(121)管理級聯(lián)集中器(J)所屬的子系統(tǒng)與其父系統(tǒng)之間 的信息交換，以及信息處理。級聯(lián)集中器的RS-485總線連接口(129)用作級聯(lián)集中器(J) 的參數(shù)整定接口?？偩€集中器(C)、總線轉(zhuǎn)換器⑶、級聯(lián)集中器(J)的微控制器是它們的核心部件， 起著管理模塊的每個接口，實現(xiàn)通訊及信息處理的作用。微控制器一般由微處理器、程序程 序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器及常用的外設(shè)組成，一般集成為單片系統(tǒng)，常用的外設(shè)包括定時器、 異步通訊接口、CAN總線控制器等；有的微控制器包括以太網(wǎng)控制器，有的需要對微控制器 進(jìn)行外設(shè)擴(kuò)充，加入以太網(wǎng)控制器的其他片外外設(shè)；目前各種單片機(jī)、DSP芯片，F(xiàn)PGA片上 系統(tǒng)都能實現(xiàn)本實用新型的功能特征。總線集中器(C)、總線轉(zhuǎn)換器⑶、級聯(lián)集中器(J)的非易失存儲器可以是EEPR0M、 FRAM等非易失存儲器芯片，根據(jù)需求，可選擇帶有時鐘功能的。非易失存儲器的作用是使該 實用新型的信息系統(tǒng)的部分模塊具有保存關(guān)鍵數(shù)據(jù)的功能，以備數(shù)據(jù)的掉電遺失。總線集中器(C)、總線轉(zhuǎn)換器⑶的外設(shè)接口類型一般是RS-485、CAN、工業(yè)以太 網(wǎng)。微控制器的異步通訊接口與RS-485驅(qū)動芯片相連，RS-485驅(qū)動芯片又直接與模塊 的RS-485總線接口相連，因此，本實用新型所有模塊的RS-485總線連接口是符合一般的 RS-485總線接口標(biāo)準(zhǔn)；微控制器的CAN總線控制器與CAN總線收發(fā)器芯片相連，CAN總線 收發(fā)器又直接與模塊的CAN總線接口相連，因此，本實用新型所有模塊的CAN總線接口是 符合一般的CAN總線接口標(biāo)準(zhǔn)；微控制器的以太網(wǎng)控制器與以太網(wǎng)控制器轉(zhuǎn)換收發(fā)器件相 連，以太網(wǎng)控制器轉(zhuǎn)換收發(fā)器件又直接與模塊的工業(yè)以太網(wǎng)總線接口相連，因此，本實用新 型所有模塊的工業(yè)以太網(wǎng)總線接口是符合一般的工業(yè)以太網(wǎng)總線接口標(biāo)準(zhǔn)。總線集中器(C)、總線轉(zhuǎn)換器(S)RS_485總線接口既可實現(xiàn)基于RS-485總線的 MODBUS, PR0FIBUS等標(biāo)準(zhǔn)總線接口，也可實現(xiàn)各種各樣的自定義RS-485總線接口 ；總線集 中器(C)、總線轉(zhuǎn)換器⑶的CAN總線接口既可實現(xiàn)基于CAN總線的DEVICENET等標(biāo)準(zhǔn)總線 接口，也可實現(xiàn)各種各樣的自定義CAN總線接口 ；總線集中器(C)、總線轉(zhuǎn)換器(S)的工業(yè) 以太網(wǎng)及其他類型的接口也都如此。[0161]總線集中器(C)、總線轉(zhuǎn)換器⑶的電源電路的主要特征是保證了最高層的系統(tǒng) CAN總線(L)接口與設(shè)備接入接口之間的電氣上隔離。級聯(lián)集中器(J)的電源電路的主要特征是保證了兩個最高層的系統(tǒng)CAN總線 (L)接口之間的電氣上隔離。彼此隔離的兩側(cè)既可以一側(cè)供電，也可以兩側(cè)同時供電；可以 交流供電，也可以是直流供電，該實用新型優(yōu)選的采用直流24伏一側(cè)供電方式。圖5至圖13是由基本要素組成的如何變化出各種實際需要的系統(tǒng)說明。系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可按系統(tǒng)論的方法進(jìn)行分解。該系統(tǒng)是三種類型的一種參見圖 11-圖 13 如圖11所示第一種類型系統(tǒng)(SYSl)是僅有一條系統(tǒng)CAN總線(L)系統(tǒng)，包括一 條系統(tǒng)CAN總線(L)，連接著至少一個總線轉(zhuǎn)換器(S)，還連接著至少一個總線集中器(C)。第二種和第三種是包含子系統(tǒng)的系統(tǒng)，越高層的子系統(tǒng)是越大的子系統(tǒng)，它包括 底層所有的子系統(tǒng)，最底層的子系統(tǒng)直接由基本要素組成。如圖12所示第二種類型系統(tǒng)(SYS2)是具有至少兩條系統(tǒng)CAN總線(L)系統(tǒng)，包 括一條系統(tǒng)CAN總線(L)，連接著至少一個總線轉(zhuǎn)換器(S)，還連接著至少一個子系統(tǒng)。如圖13所示第三種類型系統(tǒng)(SYS3)是具有至少兩條系統(tǒng)CAN總線(L)系統(tǒng)， 包括一條系統(tǒng)CAN總線(L)，連接著至少一個總線轉(zhuǎn)換器(S)，連接著至少一個總線集中器 (C)，還連接著至少一個子系統(tǒng)。圖12和圖13中組成第二種類型系統(tǒng)(SYS2)和第三種類型系統(tǒng)(SYS3)的子系統(tǒng) 可以是以下六種子系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的一種(見圖5-圖10)。圖5示出了本實用新型第一種實施方式的子系統(tǒng)，子系統(tǒng)一(duil)僅有的一條子 系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)上，掛接著至少一個總線集中器集合(Cl、C2、…Cn)，子 系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)與它的父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(Li)之間，通過一個級聯(lián) 集中器(J)連接。圖6示出了本實用新型第二種實施方式的子系統(tǒng)，子系統(tǒng)二(dui2)僅有的一條子 系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)上，掛接著至少一個總線集中器集合(Cl、C2、…Cn)，掛 接著至少一個總線轉(zhuǎn)換器集合(S1、S2、…Sn)，子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)與它的 父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(Li)之間，通過一個級聯(lián)集中器(J)連接。圖7示出了本實用新型第三種實施方式的子系統(tǒng)，子系統(tǒng)三(dui3)包括子系統(tǒng) 最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)線，與該子系統(tǒng)的父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(Li)之間，通過一個 級聯(lián)集中器(J)連接；子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)上，還掛接著至少一個子系統(tǒng)集 合(D1、D2、…Dn)，每個子系統(tǒng)都是該子系統(tǒng)的子系統(tǒng)，也是該子系統(tǒng)所屬信息系統(tǒng)的子系 統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)是六種子系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的一種。圖8示出了本實用新型第四種實施方式的子系統(tǒng)，子系統(tǒng)四(dui4)包括子系統(tǒng) 最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)線，與該子系統(tǒng)的父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(Li)之間，通過一個 級聯(lián)集中器(J)連接；子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)上，還掛接著至少一個總線轉(zhuǎn)換 器集合(S1、S2、-Sn)；掛接著至少一個子系統(tǒng)集合(D1、D2、…Dn)，每個子系統(tǒng)都是該子 系統(tǒng)的子系統(tǒng)，也是該子系統(tǒng)所屬信息系統(tǒng)的子系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)是六種子系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的 一種。圖9示出了本實用新型第五種實施方式的子系統(tǒng)，子系統(tǒng)五(dui5)包括子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)線，與該子系統(tǒng)的父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(Li)之間，通過一個 級聯(lián)集中器(J)連接；子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)上，還掛接著至少一個總線集中 器集合(C1、C2、…Cn)；掛接著至少一個子系統(tǒng)集合(D1、D2、…Dn)，每個子系統(tǒng)都是該子 系統(tǒng)的子系統(tǒng)，也是該子系統(tǒng)所屬信息系統(tǒng)的子系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)是六種子系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的一種。圖10示出了本實用新型第六種實施方式子系統(tǒng)，子系統(tǒng)六(dui6)包括子系統(tǒng)最 高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)，與該子系統(tǒng)的父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(Li)之間，通過一個級聯(lián) 集中器(J)連接；子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)上，還掛接著至少一個總線集中器集 合(C1、C2、…Cn)；掛接著至少一個總線轉(zhuǎn)換器集合(S1、S2、…Sn)；掛接著至少一個子系 統(tǒng)集合(D1、D2、…Dn)，每個子系統(tǒng)都是該子系統(tǒng)的子系統(tǒng)，也是該子系統(tǒng)所屬信息系統(tǒng)的 子系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)是六種子系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的一種。組成用于成套設(shè)備信息化的信息系統(tǒng)的基本要素模塊，都是一個信息處理單元， 所有的單元，構(gòu)成了一個信息的分布式處理系統(tǒng)。多層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)信息的多層處理方 式。圖14是本實用新型的實施例，是一個具體的用于成套設(shè)備信息化的信息系統(tǒng)，是 我國工業(yè)企業(yè)信息化典型的需求。因為系統(tǒng)中存在兩類標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線接口，同時存在兩類 自定義協(xié)議的非標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線接口 ；這兩類自定義協(xié)議是眾多自定義協(xié)議的一種，沒有相 應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)總線轉(zhuǎn)換模塊；因此，任何一種標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線信息系統(tǒng)，都無法適合這種成套設(shè) 備信息化需求。由于此成套設(shè)備信息化的對象多，用通訊管理機(jī)會遇到復(fù)雜的擴(kuò)充問題。圖14中附圖標(biāo)記含義如下父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(Li)，子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)，第一總線轉(zhuǎn)換 器(SlO)、第二總線轉(zhuǎn)換器(Sll)，第一總線集中器(ClO)，第二總線集中器(Cll)、第三總線 集中器(C12)、通道節(jié)點級聯(lián)集中器。該信息系統(tǒng)連接的自動化系統(tǒng)有兩個，具有DEVICENET總線接口的自動化系統(tǒng) (AlO)，另一個是具有PR0FIBUS-DP總線接口的自動化系統(tǒng)(All)。該信息系統(tǒng)連接的智能設(shè)備可分為三種，第一種是若干個三相多功能電度表(M)， 具有自定義協(xié)議的RS485接口 ；第二種是若干個馬達(dá)控制器(R)，具有自定義協(xié)議的RS485 接口 ；第三種是軟啟動器(RQ)，具有PR0FIBUS-DP總線接口。自動化系統(tǒng)與智能設(shè)備具有多對多的信息共享關(guān)系。具有DEVICENET總線接口的 自動化系統(tǒng)(AlO)的信息源包括第一類智能設(shè)備-三相多功能電度表(M)和第三類(RQ) 智能設(shè)備；自動化系統(tǒng)(All)的信息源包括第二類(R)智能設(shè)備；第一類智能設(shè)備不需要 任何自動化系統(tǒng)作為信息源；第二類智能設(shè)備則需要具有PR0FIBUS-DP總線接口的自動化 系統(tǒng)(All)作為控制信息的信息源；第三類(RQ)智能設(shè)備僅需要自動化系統(tǒng)(AlO)作為控 制信息的信息源。從地域上看，具有PR0FIBUS-DP總線接口的自動化系統(tǒng)(All)、第二類智能設(shè)備馬 達(dá)控制器(R)和第三類軟啟動器(RQ)比較集中，而具有DEVICENET總線接口的自動化系統(tǒng) (AlO)與第一類智能設(shè)備三相多功能電度表(M)比較集中。如果用一條最高層的系統(tǒng)CAN 總線(L)聯(lián)接，則CAN總線太長，會導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作。因此確定為兩條最高層的系統(tǒng) CAN 總線(L)。[0184]這樣，該信息系統(tǒng)具有兩層結(jié)構(gòu)，第一層包括父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(Li)及其連 接的第一總線轉(zhuǎn)換器(SlO)和第一總線集中器(ClO)，該層的父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(Li) 也是信息系統(tǒng)的最高層的系統(tǒng)CAN總線；第二層包括子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)及 其連接的第二總線轉(zhuǎn)換器(Sll)、第二總線集中器(Cll)、第三總線集中器(C12)；第一級聯(lián) 集中器(JlO)將以上兩層的最高層的系統(tǒng)CAN總線(L)連接起來；通道節(jié)點級聯(lián)集中器及 第二層組成了該信息系統(tǒng)的子系統(tǒng)；通道節(jié)點級聯(lián)集中器為該信息系統(tǒng)引入了子系統(tǒng)；子 系統(tǒng)符合圖6所示的第二種實施方式的子系統(tǒng)。該信息系統(tǒng)存在多個自動化系統(tǒng)與智能設(shè)備的信息共享關(guān)系?？偟膩碚f，可分為 以下幾類，第一類是具有DEVICENET總線接口的自動化系統(tǒng)(AlO)共享多個三相多功能電 度表(M)的測量信息；第二類是具有DEVICENET總線接口的自動化系統(tǒng)(AlO)共享兩臺軟 啟動器(RQ)的狀態(tài)信息；第三類是兩臺軟啟動器(RQ)共享具有DEVICENET總線接口的自 動化系統(tǒng)(AlO)的控制信息；第四類是具有PR0FIBUS-DP總線接口的自動化系統(tǒng)(All)共 享馬達(dá)控制器(R)的狀態(tài)信息；第五類是多個馬達(dá)控制器(R)共享具有PR0FIBUS-DP總線 接口的自動化系統(tǒng)(All)的控制信息。以下以兩個例子，來說明該信息系統(tǒng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換、信息傳輸及信息處理過程。第一個例子是具有DEVICENET總線接口的自動化系統(tǒng)(AlO)共享三相多功能電 度表(M)的測量信息。對于電表測量信息流來說，每個智能設(shè)備三相多功能電度表(M)是信息源，具有 DEVICENET總線接口的自動化系統(tǒng)(AlO)是信息終端；具有DEVICENET總線接口的自動化 系統(tǒng)(AlO)與多個三相多功能電度表(M)之間構(gòu)成多個共享關(guān)系；多個共享關(guān)系對應(yīng)著從 每個智能設(shè)備三相多功能電度表(M)到具有DEVICENET總線接口的自動化系統(tǒng)(AlO)的 多股信息流，也對應(yīng)著從多個智能設(shè)備三相多功能電度表(M)到具有DEVICENET總線接口 的自動化系統(tǒng)(AlO)的多條信息通道；第一總線集中器(ClO)是這些信息通道的匯流通道 節(jié)點，第一總線集中器(ClO)的作用是一方面，要與每個智能設(shè)備(M)通訊，以實現(xiàn)電表 測量信息的傳輸，另一方面要對多股電表測量信息流，進(jìn)行合并及聚合方式的信息處理；由 通道節(jié)點第一總線集中器(ClO)、父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(Li)和通道節(jié)點第一總線轉(zhuǎn)換器 (SlO)組成的通道段，以及由通道節(jié)點第一總線轉(zhuǎn)換器(SlO)、通道節(jié)點具有DEVICENET總 線接口的自動化系統(tǒng)(AlO)及它們之間的連線組成的通道段，是以上多條信息通道的共享 通道段；由第一總線集中器(C10信息處理后的電表測量信息流，通過兩個共享通道段的信 息傳輸，最終到達(dá)具有DEVICENET總線接口的自動化系統(tǒng)(AlO)。具有DEVICENET總線接口的自動化系統(tǒng)(AlO)與三相多功能電度表(M)之間的信 息共享，由于兩者接口類型不同，通訊協(xié)議也不同，因此不能直接連接，不能直接構(gòu)成一個 信息通道；本實用新型的信息系統(tǒng)解決該問題的方法是，將直接連接問題轉(zhuǎn)化為間接連接 問題，通過一個基于現(xiàn)場總線的信息系統(tǒng)來實現(xiàn)；該信息系統(tǒng)為具有DEVICENET總線接口 的自動化系統(tǒng)(AlO)和每個三相多功能電度表(M)的之間信息共享，提供了由三個通道段 組成的信息通道，每個通道段都符合直接連接，直接傳輸信息的條件；所以，本實用新型以 信息系統(tǒng)的方式解決了不同接口類型，不同通訊協(xié)議的兩個設(shè)備之間的連接問題。第二個例子是兩臺軟啟動器(RQ)共享具有DEVICENET總線接口的自動化系統(tǒng) (AlO)的控制信息。對于具有DEVICENET總線接口的自動化系統(tǒng)(AIO)的控制信息流來說，具有DEVICENET總線接口的自動化系統(tǒng)(AlO)是信息源，每個軟啟動器(RQ)是信息終端； 具有DEVICENET總線接口的自動化系統(tǒng)(AlO)與兩臺軟啟動器(RQ)之間，構(gòu)成兩個共享關(guān) 系；兩個共享關(guān)系對應(yīng)著從具有DEVICENET總線接口的自動化系統(tǒng)(AlO)到兩臺軟啟動器 (RQ)的兩股信息流，也對應(yīng)著從具有DEVICENET總線接口的自動化系統(tǒng)(AlO)到兩臺軟啟 動器(RQ)的兩條信息通道；第二總線集中器(Cll)是兩條信息通道的分流通道節(jié)點，第二總線集中器(Cll) 的作用是一方面，要與兩臺軟啟動器(RQ)通訊，以實現(xiàn)控制信息的傳輸，另一方面要對兩 股控制信息流，進(jìn)行分解及衍生方式的信息處理；由通道節(jié)點具有DEVICENET總線接口的 自動化系統(tǒng)(AlO)、通道節(jié)點第一總線轉(zhuǎn)換器(SlO)以及它們之間的連線組成的通道段， 由通道節(jié)點第一總線轉(zhuǎn)換器(SlO)、父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(Li)和通道節(jié)點級聯(lián)集中器 (JlO)組成的通道段，以及由通道節(jié)點級聯(lián)集中器(JlO)、子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線 (L2)和通道節(jié)點第二總線集中器(Cll)組成的通道段，是以上兩條信息通道的共享通道 段；控制信息通過以上三個共享通道段的信息傳輸，到達(dá)第二總線集中器(Cll)，再有第二 總線集中器(Cll)分散傳輸給兩臺軟啟動器(RQ)。具有DEVICENET總線接口的自動化系統(tǒng)(AlO)與兩臺軟啟動器(RQ)之間的信 息共享，雖然兩者接口類型及通訊協(xié)議都是標(biāo)準(zhǔn)的，但是互不兼容，因此不能直接連接， 不能直接構(gòu)成一個信息通道；與第一個例子相同，本實用新型以信息系統(tǒng)，將直接連接問 題轉(zhuǎn)化為間接連接問題，通過一個基于現(xiàn)場總線的信息系統(tǒng)來實現(xiàn)；該信息系統(tǒng)為具有 DEVICENET總線接口的自動化系統(tǒng)(AlO)和兩臺軟啟動器(RQ)的之間信息共享，提供了由 四個通道段組成的信息通道，每個通道段都符合直接連接，直接傳輸信息的條件。該信息系統(tǒng)兼顧了多種因素，將每個信息源和信息終端聯(lián)接起來；通過總線轉(zhuǎn)換 器和總線集中器解決了不兼容通訊協(xié)議的轉(zhuǎn)換問題；通過級聯(lián)集中器突破了現(xiàn)場總線固有 的容量限制。從而解決了多種協(xié)議下的，多個自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)和多個智能設(shè)備 之間的信息共享問題。這種基于現(xiàn)場總線的信息系統(tǒng)，具有簡單而合理，先進(jìn)而實用的特 點ο
權(quán)利要求1.一種用于成套設(shè)備信息化的信息系統(tǒng)，其特征在于它包括組成該信息系統(tǒng)的四種類 型基本要素a、系統(tǒng)CAN總線，連接系統(tǒng)內(nèi)部的基本要素模塊，b、總線集中器(C)，它是成套智能設(shè)備的接入設(shè)備，包括用于與成套智能設(shè)備連接的設(shè) 備接入接口，包括與系統(tǒng)can總線連接的系統(tǒng)can總線接口，c、總線轉(zhuǎn)換器(S)，是自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)的接入設(shè)備，包括用于與自動化系統(tǒng) 或其他信息系統(tǒng)連接的設(shè)備接入接口，包括與系統(tǒng)can總線連接的系統(tǒng)can總線接口，d、級聯(lián)集中器(J)，它是用于在兩條系統(tǒng)can總線之間建立連接，包括兩個系統(tǒng)總線接 口，分別用于連接兩條系統(tǒng)CAN總線；系統(tǒng)中至少包括一個總線集中器(C)和一個總線轉(zhuǎn)換器(S)，任何一個總線集中器(C) 和總線轉(zhuǎn)換器(S)都與系統(tǒng)中的一條系統(tǒng)CAN總線相連，系統(tǒng)中至少包括一條系統(tǒng)CAN總線，兩條系統(tǒng)can總線之間由級聯(lián)集中器(J)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于成套設(shè)備信息化的信息系統(tǒng)，其特征在于所述的總線集中器和總線轉(zhuǎn)換器的設(shè)備接入接口的接口類型是RS-485、CAN或者工業(yè)以太網(wǎng)接□。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于成套設(shè)備信息化的信息系統(tǒng)，其特征在于 總線集中器(C)包括總線集中器的微控制器，用作通訊管理、協(xié)議轉(zhuǎn)換和信息處理；包括隔離器件，用于總線集中器(C)的設(shè)備接入接口與系統(tǒng)can總線接口之間的電氣隔離；總線轉(zhuǎn)換器(S)包括總線轉(zhuǎn)換器的微控制器，用作通訊管理、協(xié)議轉(zhuǎn)換和信息處理；包 括隔離器件，用于總線轉(zhuǎn)換器(S)的設(shè)備接入接口與系統(tǒng)can總線接口之間的電氣隔離；級聯(lián)集中器(J)包括級聯(lián)集中器的微控制器，用作通訊管理和信息處理；級聯(lián)集中器 (J)包括隔離器件，用于兩個系統(tǒng)CAN總線連接口之間的電氣隔離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于成套設(shè)備信息化的信息系統(tǒng)，其特征在于第一種類型系統(tǒng)(SYSl)是僅有一條系統(tǒng)CAN總線系統(tǒng)，包括一條系統(tǒng)CAN總線(L)，連 接著至少一個總線轉(zhuǎn)換器，還連接著至少一個總線集中器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于成套設(shè)備信息化的信息系統(tǒng)，其特征在于第二種類型系統(tǒng)(SYS2)是具有至少兩條系統(tǒng)CAN總線系統(tǒng)，包括一條系統(tǒng)CAN總線 (L)，連接著至少一個總線轉(zhuǎn)換器，還連接著至少一個子系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于成套設(shè)備信息化的信息系統(tǒng)，其特征在于第三種類型系統(tǒng)(SYS3)是具有至少兩條系統(tǒng)CAN總線系統(tǒng)，包括一條系統(tǒng)CAN總線 (L)，連接著至少一個總線轉(zhuǎn)換器，連接著至少一個總線集中器，還連接著至少一個子系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種用于成套設(shè)備信息化的信息系統(tǒng)，其特征在于 所述子系統(tǒng)是子系統(tǒng)一(duil)到子系統(tǒng)六(dui6)六種子系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的一種，子系統(tǒng)一(duil)，一條子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)上，掛接著至少一個總線集 中器，子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)與它的父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(Li)之間，通過一 個級聯(lián)集中器(J)連接；子系統(tǒng)二(dui2)，一條子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)上，掛接著至少一個總線集 中器，掛接著至少一個總線轉(zhuǎn)換器，子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)與它的父系統(tǒng)的系 統(tǒng)CAN總線(Li)之間，通過一個級聯(lián)集中器(J)連接；子系統(tǒng)三(dui3)，一條 子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)上，掛接著至少一個子系 統(tǒng)(D)，該子系統(tǒng)是本權(quán)利要求所述的六種子系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的一種，子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng) CAN總線(L2)，與該子系統(tǒng)的父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(Li)之間，通過一個級聯(lián)集中器(J) 連接；子系統(tǒng)四(dui4)，一條子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)上，掛接著至少一個總線轉(zhuǎn) 換器；掛接著至少一個子系統(tǒng)(D)，該子系統(tǒng)是本權(quán)利要求所述的六種子系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中 的一種，子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)線，與該子系統(tǒng)的父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(Li) 之間，通過一個級聯(lián)集中器(J)連接；子系統(tǒng)五(dui5)，一條子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)上，掛接著至少一個總線集 中器；掛接著至少一個子系統(tǒng)(D)，該子系統(tǒng)是本權(quán)利要求所述的六種子系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中 的一種，子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)線，與該子系統(tǒng)的父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(Li) 之間，通過一個級聯(lián)集中器(J)連接；子系統(tǒng)六(dui6)，一條子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)上，掛接著至少一個總線集 中器；掛接著至少一個總線轉(zhuǎn)換器；掛接著至少一個子系統(tǒng)(D)，該子系統(tǒng)是本權(quán)利要求所 述的六種子系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的一種，子系統(tǒng)最高層的系統(tǒng)CAN總線(L2)線，與該子系統(tǒng)的 父系統(tǒng)的系統(tǒng)CAN總線(Li)之間，通過一個級聯(lián)集中器(J)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種用于成套設(shè)備信息化的信息系統(tǒng)，包括組成該信息系統(tǒng)的四種類型基本要素，系統(tǒng)CAN總線、總線集中器、總線轉(zhuǎn)換器、級聯(lián)集中器，系統(tǒng)中至少包括一個總線集中器和一個總線轉(zhuǎn)換器，任何一個總線集中器和總線轉(zhuǎn)換器)都與系統(tǒng)中的一條系統(tǒng)CAN總線相連，系統(tǒng)中至少包括一條系統(tǒng)CAN總線，兩條系統(tǒng)can總線之間由級聯(lián)集中器連接。本實用新型使傳統(tǒng)成套設(shè)備信息化的信息系統(tǒng)，該信息系統(tǒng)基于現(xiàn)場總線技術(shù)，具有分層、分布、集散式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和信息處理方法，具有靈活的可擴(kuò)充性?？芍苯舆B接任何具有RS485、或CAN總線和工業(yè)以太網(wǎng)總線接口的智能設(shè)備和自動化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)，而其總線接口的協(xié)議可以是標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，也可以是非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，具有廣泛的適應(yīng)性。
文檔編號G05B19/418GK201917810SQ20102058722
公開日2011年8月3日 申請日期2010年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月30日
發(fā)明者喬煥平 申請人:喬煥平