本發(fā)明屬于電氣工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種云控制解決電氣自動(dòng)化控制的裝置。

背景技術(shù)：

PLC(可編程控制器)與DCS(分布式控制系統(tǒng))促進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)與電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的完美結(jié)合，推進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)力，提高了自動(dòng)化程度。改革開放以來(lái)，我國(guó)大力引進(jìn)該類設(shè)備，并應(yīng)用在各行各業(yè)，以PLC為例，主要品牌有德國(guó)西門子、法國(guó)施耐德、美國(guó)AB、日本三菱、歐姆龍等，占據(jù)了國(guó)內(nèi)95％以上市場(chǎng)。

PLC是針對(duì)各種現(xiàn)地控制機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化可編程控制裝置，絕大部分均是單機(jī)自動(dòng)控制，沒有實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。在實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)的PLC中主要以RS485串行通信總線實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)網(wǎng)，難以把現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸至互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

DCS是針對(duì)各種現(xiàn)地控制機(jī)械設(shè)備的局域網(wǎng)絡(luò)集中管理、分散控制的可編程控制系統(tǒng)，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)無(wú)法訪問到DCS現(xiàn)地層級(jí)的各種IO設(shè)備，難以把現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸至互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

PLC是一種獨(dú)立運(yùn)行的可編程設(shè)備；DCS是一種集中管理、分散控制分布式IO局域網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)；大數(shù)據(jù)是基于云計(jì)算的分布式虛擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。從架構(gòu)上，現(xiàn)有技術(shù)均難以實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算對(duì)工業(yè)自動(dòng)化的支持。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種云控制解決電氣自動(dòng)化控制的裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的難以把現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸至互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)并且難以支持大數(shù)據(jù)的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，云控制解決電氣自動(dòng)化控制的裝置，包括云主機(jī)和物理設(shè)備端，所述云主機(jī)和物理設(shè)備端通過Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。

本發(fā)明的特征還在于，

云主機(jī)包括對(duì)用戶開放的云端可編程控制內(nèi)核，所述云端可編程控制內(nèi)核分別連接分布式存儲(chǔ)單元、分布式控制單元、分布式計(jì)算單元、共享內(nèi)存數(shù)字量輸入、共享內(nèi)存數(shù)字量輸出、共享內(nèi)存模擬量輸入和共享內(nèi)存模擬量輸出，所述共享內(nèi)存數(shù)字量輸入、共享內(nèi)存數(shù)字量輸出、共享內(nèi)存模擬量輸入和共享內(nèi)存模擬量輸出通過映射進(jìn)程與物理設(shè)備端連接。

物理設(shè)備端包括核心模塊和擴(kuò)展模塊，所述擴(kuò)展模塊通過網(wǎng)絡(luò)以有線或者無(wú)線方式與云主機(jī)連接，

所述物理設(shè)備端核心模塊是由第一底板和第一蓋板通過設(shè)置在第一底板側(cè)面的第一DIN安裝卡扣固定在一起的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，所述第一底板內(nèi)側(cè)設(shè)置有第一電路板，所述第一電路板分別連接有網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展模塊和電源接線接口，所述核心模塊頂部一側(cè)邊還設(shè)置有第一連接片；

所述物理設(shè)備端擴(kuò)展模塊是由第二底板和第二蓋板通過設(shè)置在第二底板側(cè)面的第二DIN安裝卡扣固定在一起的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，所述第二底板內(nèi)側(cè)設(shè)置有第二電路板，所述第二電路板分別連接有數(shù)據(jù)采集接線端子接口和總線接口，所述擴(kuò)展模塊頂部一側(cè)邊還設(shè)置有第二連接片。

核心模塊上的第一連接片和擴(kuò)展模塊上的第二連接片通過螺釘連接在一起。

網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展模塊包括分別與第一電路板連接的wifi網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展模塊、zigbee網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展模塊、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展模塊和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展模塊。

擴(kuò)展模塊設(shè)置有兩個(gè)及兩個(gè)以上，擴(kuò)展模塊之間通過側(cè)面的總線接口相互連接。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明是在充分吸收PLC、DCS等現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，提出“云控制”概念，以“云主機(jī)”+“嵌入式”架構(gòu)為思路，通過云主機(jī)和嵌入式設(shè)備間的共享內(nèi)存IO映射，為網(wǎng)絡(luò)端的虛擬計(jì)算機(jī)加上硬件物理輸入、輸出接口。把現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸至互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，并依托云計(jì)算的分布式處理、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)、云存儲(chǔ)和虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明云控制解決電氣自動(dòng)化控制的裝置的模塊圖；

圖2是本發(fā)明云控制解決電氣自動(dòng)化控制的裝置的云主機(jī)的模塊圖；

圖3是本發(fā)明云控制解決電氣自動(dòng)化控制的裝置的物理設(shè)備端結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本發(fā)明云控制解決電氣自動(dòng)化控制的裝置的核心模塊結(jié)構(gòu)圖；

圖5是本發(fā)明云控制解決電氣自動(dòng)化控制的裝置的擴(kuò)展模塊結(jié)構(gòu)圖；

圖6是本發(fā)明云控制解決電氣自動(dòng)化控制的裝置的核心模塊和擴(kuò)展模塊連接處的局部放大圖。

圖中，1.云主機(jī)，2.物理設(shè)備端，3.核心模塊，4.擴(kuò)展模塊，5.螺釘；

101.云端可編程控制內(nèi)核，102.分布式存儲(chǔ)單元，103.分布式控制單元，104.分布式計(jì)算單元，105.共享內(nèi)存數(shù)字量輸入，106.共享內(nèi)存數(shù)字量輸出，107.共享內(nèi)存模擬量輸入，108.共享內(nèi)存模擬量輸出，109.映射進(jìn)程；

301.第一底板，302.第一電路板，303.第一蓋板，304.wifi網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展模塊，305.zigbee網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展模塊，306.移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展模塊，307.TCP/IP網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展模塊，308.第一DIN安裝卡扣,309.電源接線接口，310.第一連接片；

401.第二底板，402.第二電路板，403.數(shù)據(jù)采集接線端子接口，404.第二蓋板，405.總線接口，406.第二DIN安裝卡扣，407.第二連接片。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明一種云控制解決電氣自動(dòng)化控制的裝置，所述系統(tǒng)包括云主機(jī)1和物理設(shè)備端2，兩者通過Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。

云主機(jī)1包括對(duì)用戶開放的云端可編程控制內(nèi)核101，所述云端可編程控制內(nèi)核101分別連接分布式存儲(chǔ)單元102、分布式控制單元103、分布式計(jì)算單元104、共享內(nèi)存數(shù)字量輸入105、共享內(nèi)存數(shù)字量輸出106、共享內(nèi)存模擬量輸入107和共享內(nèi)存模擬量輸出108，所述共享內(nèi)存數(shù)字量輸入105、共享內(nèi)存數(shù)字量輸出106、共享內(nèi)存模擬量輸入107和共享內(nèi)存模擬量輸出108通過映射進(jìn)程109與物理設(shè)備端2連接。

物理設(shè)備端2包括核心模塊3和擴(kuò)展模塊4，所述擴(kuò)展模塊4通過虛擬專用網(wǎng)以有線或者無(wú)線方式與云主機(jī)1連接，

核心模塊3是由第一底板301和第一蓋板303通過設(shè)置在第一底板301側(cè)面的第一DIN安裝卡扣308固定在一起的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，所述第一底板301內(nèi)側(cè)設(shè)置有第一電路板302，所述第一電路板302分別連接有網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展模塊和電源接線接口309，所述核心模塊3頂部一側(cè)邊還設(shè)置有第一連接片310；

擴(kuò)展模塊4是由第二底板401和第二蓋板404通過設(shè)置在第二底板401側(cè)面的第二DIN安裝卡扣406固定在一起的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，所述第二底板401內(nèi)側(cè)設(shè)置有第二電路板402，所述第二電路板402分別連接有數(shù)據(jù)采集接線端子接口403和總線接口405，所述擴(kuò)展模塊4頂部一側(cè)邊還設(shè)置有第二連接片407。

核心模塊3上的第一連接片310和擴(kuò)展模塊4上的第二連接片407通過螺釘5連接在一起。

網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展模塊包括分別與第一電路板302連接的wifi網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展模塊304、zigbee網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展模塊305、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展模塊306和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展模塊307。

擴(kuò)展模塊4設(shè)置有兩個(gè)個(gè)及兩個(gè)以上，擴(kuò)展模塊4之間通過側(cè)面的總線接口405相互連接。

本發(fā)明一種云控制解決電氣自動(dòng)化控制的裝置，通過虛擬云主機(jī)1與物理設(shè)備端2的網(wǎng)絡(luò)連接，為虛擬云計(jì)算機(jī)開辟電氣控制物理接口，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)就可通過物理接口直接傳入虛擬云計(jì)算機(jī)內(nèi)部，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)電氣自動(dòng)化向云計(jì)算、大數(shù)據(jù)過渡，以虛擬云計(jì)算端的軟件和物理設(shè)備端的硬件形成組合，發(fā)明出“云控制”技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法及裝置，能夠把云端的大腦和生產(chǎn)過程中細(xì)枝末節(jié)的脈絡(luò)打通，提供一種實(shí)現(xiàn)智能制造的技術(shù)平臺(tái)。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，物理設(shè)備端2分為核心模塊3和擴(kuò)展模塊4。在核心模塊3上方設(shè)有網(wǎng)絡(luò)拓展模塊，網(wǎng)絡(luò)拓展模塊通過虛擬專用網(wǎng)(VPN)或者有線、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)方式實(shí)現(xiàn)與虛擬云計(jì)算端的連接，核心模塊具有電源接口、RS485/422通信接口共同構(gòu)成的X1端子排及兩個(gè)四方形的RJ45以太網(wǎng)通信接口及調(diào)試口，在核心模塊的右側(cè)具有用于擴(kuò)展的總線插座；在擴(kuò)展模塊的正面有電源接口、通信量、模擬量、開關(guān)量各種輸入輸出接口共同構(gòu)成擴(kuò)展模塊的X1端子排，在擴(kuò)展模塊左側(cè)有與核心模塊總線插座對(duì)接的總線插針，右側(cè)具有用于連接下一個(gè)擴(kuò)展模塊的總線插座。整個(gè)物理設(shè)備端是以用戶搭積木式的模塊化組合實(shí)現(xiàn)其特定功能。

作為本發(fā)明的另一種改進(jìn)，虛擬云計(jì)算端是構(gòu)建于網(wǎng)絡(luò)上由網(wǎng)絡(luò)提供商架設(shè)的分布式計(jì)算機(jī)虛擬資源，其物理的載體其實(shí)是連接網(wǎng)絡(luò)的超級(jí)計(jì)算機(jī)或大型服務(wù)器，能夠?yàn)樘摂M云計(jì)算端開辟物理采集接口，把各種電信號(hào)、傳感器采集信號(hào)、各種執(zhí)行、反饋信號(hào)直接送入智能控制大腦，經(jīng)分析、判斷、決策后，本發(fā)明設(shè)備能夠接收智能控制系統(tǒng)發(fā)出的動(dòng)作指令及調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)。

本發(fā)明云控制解決電氣自動(dòng)化控制的裝置，構(gòu)建的智能制造開發(fā)平臺(tái)，能夠依靠大數(shù)據(jù)和云計(jì)算實(shí)現(xiàn)智能化，把現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸至互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，并依托云計(jì)算的分布式處理、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)、云存儲(chǔ)和虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。