一种具有逻辑处理功能的网络控制器的制作方法

1.本实用新型涉及一种网络控制器，具体为一种具有逻辑处理功能的网络控制器，属于网络控制器应用技术领域。尤其涉及一种应用在工业控制系统中的具有逻辑处理功能的网络控制器。


背景技术：

2.随着社会的不断发展，随着工业计算机的发展，自动化系统得到了迅速普及，工业控制已从单机控制走向集中监控、集散控制，如今已进入网络时代，工业网络控制器联网也为网络管理提供了方便，工业网络控制器集成逻辑控制、数据采集、数据分析与互联网技术，是智能控制技术与工业互联网技术相接合的产物，已经被越来越多的产业领域接受，得到大量使用，现有的各种网络控制器大都体积较大，使用单一，网内无法精确对时，网内数据的传送无法保证周期性，不够智能，随着市场需求和技术应用的不断升级改变，应用上受到一定的限制。因此，针对上述情况提出一种具有逻辑处理功能的网络控制器。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的就在于为了解决上述情况而提供一种具有逻辑处理功能的网络控制器，结构简单、体积小巧、能够以光纤作为传输媒体组成双令牌环型网，实现逻辑组态功能，对各种信号进行处理和应用，可使整套系统在组网，网络划分与隔离等功能上更加实用方便，提升系统通讯性能和兼容性，使系统应用方式更加丰富多样灵活，同时，增强通讯的可靠性与安全性。
4.本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的，一种具有逻辑处理功能的网络控制器，包括具有两路以太网光口和两路以太网电口，所述两路以太网光口的一端连接至外部以太网信号，另一端连接光电转换；所述两路以太网电口的一端连接至外部以太网信号，另一端连接网络变压器；所述光电转换和网络变压器连接至phy驱动器，且所述phy驱动器连接位于程序处理单元内部的以太网通讯协议tcp/ip；所述程序处理单元内部的状态处理模块连接状态指示；所述程序处理单元内部的外存接口模块连接ram存储；所述程序处理单元内部的usb驱动器连接usb通讯；所述程序处理单元内部的flink协议模块连接 flink通讯。
5.优选的，所述两路以太网光口和两路以太网电口都支持数据交换转发功能。
6.优选的，所述程序处理单元还包括：与所述以太网通讯协议tcp/ip连接的modbus/tcp从站协议、与h-5000m cpu通讯协议、fcup通讯协议、网络对时协议、光纤测距协议和令牌环网协议，且所述modbus/tcp从站协议、与h-5000m cpu通讯协议、fcup通讯协议、网络对时协议、光纤测距协议和令牌环网协议连接数据、状态及逻辑处理；所述数据、状态及逻辑处理连接状态处理模块、外存接口模块、usb驱动器和 flink协议模块。
7.优选的，所述具有逻辑处理功能的网络控制器支持逻辑组态功能，支持模件双重化配置，实现通讯端口及逻辑处理双重化冗余。
5000m cpu通讯协议和fcup通讯协议为三种不同的应用层对外通讯方式，网络对时协议用于双令牌环型网内所有站点的时间进行精确对时，时钟误差小于0.1ms，光纤测距协议用于双令牌环型网内相邻模件间连接的光纤的长度进行测量，并汇总整个网络的所有光纤的总长度，令牌环网协议用于构建以光纤作为传输媒体组成双令牌环型网，数据、状态及逻辑处理支持逻辑组态功能。
22.请参阅图2，所述两路以太网光口1、两路以太网电口2、光电转换3、网络变压器 4、phy驱动器5和程序处理单元6由两个带网络变压器的以太网电口连接器cn1和 cn2、两个带光电转换的以太网光口连接器fx1和fx2、两个单路phy芯片u1和u8、三个三路交换机芯片u2、u3和u5和一个mcu芯片u4组成。其中u4用于数据处理，u2 用于与mcu连接并进行数据交换发送，u3和u5用于数据交换发送并提供一个phy接口，u1和u8用于提供一个phy接口。
23.请参阅图3，所述两路以太网电口2和网络变压器4，其中一路由一个带网络变压器的以太网电口连接器cn1、六个电阻r1-r6、三个电容c1-c3和一个连接针j1组成。其中 cn1用于以太网电信号接收发送，并对信号电平耦合，增强信号，增强抗干扰能力，r1-r6 用于限流，c1和c2用于信号滤波，c3用于旁路，j1用于与phy进行连接。
24.请参阅图4，所述两路以太网光口1和光电转换3，其中一路由一个带光电转换的以太网光口连接器fx1、十六个电阻r1-r6、r8-r17、十个电容c1-c10、两个电感l1和l2 和一个连接针j1组成。其中fx1用于以太网光信号接收发送，并对光信号转换成以太网可处理的电信号，r1、r2、r4、r5、r8、r11、r13-r17用于分压产生一个静态电平，r3、 r6、r9和r10用于上拉，r12用于限流，c1用于滤波，c2-c5用于信号耦合，c6-c10用于滤波去耦，l1和l2用于滤波抗干扰，j1用于与phy进行连接。
25.请参阅图5，所述phy驱动器5共有四路，其中两路由两个交换机芯片u2和u3、一个单路phy芯片u1、二十三个电阻r1、r3-r6、r9-r11、r13-r17、r19、r20-r25、 r27、r28和r69、七个电容c3、c4、c7、c8、c14、c26和c27、两个电感l1和l2、一个晶振x1和一个连接针j11组成。其中u2用于连接mcu，并与另一交换机芯片u3连接，u3用于提供一个phy接口，并与u1连接，u1用于提供另一个phy接口，r1、r4
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r6、r9-r11、r13-r17、r19、r21-r25、r27和r69用于上拉，为芯片设定模式，r20和 r28用于下拉，r3、c3和c4为芯片外围电路要求，c7、c8和c14用于滤波去耦，c26和 c27为晶振起振电容，x1为芯片工作提供25mhz的时钟，l1和l2用于滤波抗干扰，为芯片提供干净稳定的电压。
26.所述上述各部件的连接关系为所述两路以太网光口的一端连接至外部以太网信号，另一端连接光电转换；所述两路以太网电口的一端连接至外部以太网信号，另一端连接网络变压器；所述光电转换和网络变压器连接至phy驱动器，且所述phy驱动器连接位于程序处理单元内部的以太网通讯协议tcp/ip；所述程序处理单元内部的状态处理模块连接状态指示；所述程序处理单元内部的外存接口模块连接ram存储；所述程序处理单元内部的 usb驱动器连接usb通讯；所述程序处理单元内部的flink协议模块连接flink通讯。
27.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制
所涉及的权利要求。
28.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种具有逻辑处理功能的网络控制器，其特征在于：具有两路以太网光口(1)和两路以太网电口(2)，所述两路以太网光口(1)的一端连接至外部以太网信号，另一端连接光电转换(3)；所述两路以太网电口(2)的一端连接至外部以太网信号，另一端连接网络变压器(4)；所述光电转换(3)和网络变压器(4)连接至phy驱动器(5)，且所述phy驱动器(5)连接位于程序处理单元(6)内部的以太网通讯协议tcp/ip；所述程序处理单元(6)内部的状态处理模块连接状态指示(7)；所述程序处理单元(6)内部的外存接口模块连接ram存储(8)；所述程序处理单元(6)内部的usb驱动器连接usb通讯(9)；所述程序处理单元(6)内部的flink协议模块连接flink通讯(10)。2.根据权利要求1所述的具有逻辑处理功能的网络控制器，其特征在于：所述两路以太网光口(1)和两路以太网电口(2)都支持数据交换转发功能。3.根据权利要求1所述的具有逻辑处理功能的网络控制器，其特征在于：所述程序处理单元(6)还包括：与所述以太网通讯协议tcp/ip连接的modbus/tcp从站协议、与h-5000m cpu通讯协议、fcup通讯协议、网络对时协议、光纤测距协议和令牌环网协议，且所述modbus/tcp从站协议、与h-5000m cpu通讯协议、fcup通讯协议、网络对时协议、光纤测距协议和令牌环网协议连接数据、状态及逻辑处理；所述数据、状态及逻辑处理连接状态处理模块、外存接口模块、usb驱动器和flink协议模块。4.根据权利要求1所述的具有逻辑处理功能的网络控制器，其特征在于：所述具有逻辑处理功能的网络控制器支持逻辑组态功能，支持模件双重化配置，实现通讯端口及逻辑处理双重化冗余。5.根据权利要求1所述的具有逻辑处理功能的网络控制器，其特征在于：所述具有逻辑处理功能的网络控制器能以光纤作为传输媒体组成双令牌环型网。6.根据权利要求1所述的具有逻辑处理功能的网络控制器，其特征在于：所述具有逻辑处理功能的网络控制器可自动对双令牌环型网内所有站点的时间进行精确对时，时钟误差小于0.1ms。7.根据权利要求1所述的具有逻辑处理功能的网络控制器，其特征在于：所述具有逻辑处理功能的网络控制器可自动对双令牌环型网内相邻模件间连接的光纤的长度进行测量，并能汇总整个网络的所有光纤的总长度。8.根据权利要求1所述的具有逻辑处理功能的网络控制器，其特征在于：所述具有逻辑处理功能的网络控制器对双令牌环型网内数据分时发送，保证数据的周期性。9.根据权利要求1所述的具有逻辑处理功能的网络控制器，其特征在于：所述具有逻辑处理功能的网络控制器支持modbus/tcp从站协议，支持与h-5000m cpu通讯，支持fcup通讯。

技术总结
本实用新型公开了一种具有逻辑处理功能的网络控制器，包括两路以太网光口、两路以太网电口、光电转换、网络变压器、PHY驱动器、程序处理单元、状态指示、RAM存储、USB通讯和FLINK通讯。本实用新型的有益效果是：本实用新型网络控制器支持逻辑组态功能，支持模件双重化配置，以太网光口、电口之间支持交换功能，以太网光口能组成双令牌环型网，支持MODBUS/TCP从站协议，支持与H-5000M CPU通讯，支持FCUP通讯，且环型网内能进行光纤测距、精确对时、分时发送数据，具有高度智能化，可灵活配置以适应不同市场需求和技术应用，并达到可靠效果，有良好的经济效益和社会效益，适合推广使用。适合推广使用。适合推广使用。


技术研发人员：马立杰 陈智 樊筱莹 赵小萍
受保护的技术使用者：北京日立控制系统有限公司
技术研发日：2021.11.08
技术公布日：2022/5/25