CN205212849U - 同步通信装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种同步通信装置，包括EtherCAT通信模块、桥接处理器、同步光纤接口及选择开关；桥接处理器通过连接EtherCAT通信模块以接入EtherCAT***并接收分布时钟的同步信号，桥接处理器经第一信号调理电路连接同步光纤接口，以经光纤通信方式拓展通信局域网。实现了在同一同步通信装置内集成EtherCAT通信模块和同步光纤接口，同一通信装置既可以作为EtherCAT***从站，又可以作为光纤通信的子站，融合了EtherCAT和光纤通信的优点，不仅可以通过EtherCAT通信模块实现与EtherCAT主站及其他从站的同步操作，而且可以通过同步光纤接口实现局部网络扩展，在不增加通信负荷的同时增加了同步节点数量，是一种高效而经济的网络扩展装置，可广泛应用于分布式测控***。

Description

同步通信装置

技术领域

本实用新型涉及通信控制领域，特别地，涉及一种同步通信装置。

背景技术

EtherCAT是一种开放的高性能实时以太网络通讯协议，支持多种拓扑结构，可以充分利用以太网的通信带宽，在单一网络内容纳上万个设备，同时，EtherCAT提供了一种精确的分布时钟机制，可以实现多个设备微秒级抖动的协同操作，是实时同步数据采集以及精确分布式控制的有效解决方案。目前，EtherCAT已经广泛用于工厂自动化控制。

光纤通信是另一种已被广泛应用的通信技术，具有通信容量大、抗电磁干扰性强、尺寸小、无辐射等诸多优点。近年来随着塑料光纤和光电转换技术的成熟，光纤通信的成本在不断下降，不仅在配电柜级别的产品上被广泛应用，而且出现了很多电路板级别的光纤通信终端设备。

EtherCAT技术和光纤通信技术都具各自显著的优点，但是面对越来越复杂、苛刻的控制需求，这两种技术也存在诸多局限。利用EtherCAT***进行同步采集和控制时，往往需要使用协议规约的分布时钟，使用分布时钟能够使各个分散节点协同运作，实现微秒级别的控制循环，满足各种高性能实时控制的需求。然而由于***规模的扩展，使用分布时钟的节点增多，使得EtherCAT***的大部分控制资源都用于处理同步数据交换，导致用户不得不为了***可用性而不断提升EtherCAT主站的处理性能，这不仅提升了***成本，而且也限制了该***在各种场合的应用。光纤通信技术的应用状况与EtherCAT技术相异，光信号在电路板级别的接入成本不高，可以在收/发硬件复杂度较低的情况下轻松实现百兆通信速率，但是光纤通信技术的问题在于它只是一个底层通信方式，在没有更高层级应用通信协议的支持条件下，将一个光节点接入现有***非常困难，而对于使用简单环状网络的光通信***，用简单的通信机制仅能实现很少节点的同步操作，***扩张困难。

实用新型内容

本实用新型提供了一种同步通信装置，以解决现有的EtherCAT在带分布时钟的节点增多时需提升EtherCAT主站的处理性能导致***成本高、应用场合受限及光纤通信同步操作的节点有限、***扩张困难的技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种同步通信装置，包括EtherCAT通信模块、桥接处理器、同步光纤接口及选择开关；

桥接处理器通过连接EtherCAT通信模块以接入EtherCAT***并接收分布时钟的同步信号，桥接处理器电连接用于设置同步通信装置主从地址的选择开关；

桥接处理器经第一信号调理电路连接同步光纤接口，以经光纤通信方式拓展通信局域网。

进一步地，同步通信装置包括PCB电路板，PCB电路板上设置用于插接EtherCAT通信模块的通信模块插座，桥接处理器经PCB电路板与EtherCAT通信模块连接；选择开关安装在PCB电路板上，通过PCB电路板与桥接处理器电连接。

进一步地，同步通信装置包括底壳及与底壳配合的外壳，PCB电路板位于底壳和外壳合围的区域内，外壳上设有用于拆除或者***EtherCAT通信模块的通信模块盖。

进一步地，PCB电路板上设有与桥接处理器连接的第二信号调理电路，以及与第二信号调理电路连接的信号端子接口，信号端子设于外壳上，外壳上的信号端子相继经过信号端子接口和第二信号调理电路连接至桥接处理器。

进一步地，桥接处理器连接用于显示同步通信装置运行状态的状态信号指示灯，状态信号指示灯露出外壳或者外壳在状态信号指示灯处设有用于显示的显示区域。

进一步地，外壳和/或底壳上设有用于散热的散热窗。

进一步地，底壳的底端设有便于定位安装的导轨卡槽及位于导轨卡槽侧边用于锁紧定位的卡槽簧片。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型同步通信装置，通过桥接处理器连接EtherCAT通信模块、同步光纤接口及选择开关，实现了在同一同步通信装置内集成EtherCAT通信模块和同步光纤接口，将EtherCAT网络从站与光纤网络的主站集成于一体，在同步通信装置拔除EtherCAT通信模块并设置地址后同一装置也可以作为光纤网络的从站，融合了EtherCAT和光纤通信的优点，不仅可以通过EtherCAT通信模块实现与EtherCAT主站及其他从站的同步操作，而且可以通过同步光纤接口实现局部网络扩展，在不增加通信负荷的同时增加了同步节点数量，是一种高效而经济的网络扩展装置，可广泛应用于分布式测控***。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例同步通信装置的电路方框示意图；

图2是本实用新型优选实施例同步通信装置的结构示意图；

图3是图2的侧视示意图；

图4是本实用新型优选实施例同步通信装置的***示意图；

图5是本实用新型优选实施例同步通信装置的另一***示意图。

附图标记说明：

1、EtherCAT通信模块；

2、桥接处理器；

3、同步光纤接口；

31、第一信号调理电路；

4、PCB电路板；

5、选择开关；

6、通信模块插座；

7、信号端子；

71、第二信号调理电路；

8、信号端子接口；

9、外壳；

10、底壳；

11、导轨卡槽；

12、卡槽簧片；

13、散热窗；

14、通信模块盖；

15、状态信号指示灯。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实用新型的优选实施例提供了一种同步通信装置，参照图1，本实施例同步通信装置包括EtherCAT通信模块1、桥接处理器2、同步光纤接口3及选择开关5；其中，桥接处理器2通信连接EtherCAT通信模块1以接入EtherCAT***并接收分布时钟的同步信号，桥接处理器2电接用于设置同步通信装置主从地址的选择开关5，桥接处理器2经第一信号调理电路31连接同步光纤接口3，以经光纤通信方式拓展通信局域网。

本实施例通过桥接处理器2连接EtherCAT通信模块1、同步光纤接口3及选择开关5，实现了在同一同步通信装置内集成EtherCAT通信模块1和同步光纤接口3，将EtherCAT网络从站与光纤网络的主站集成于一体，在同步通信装置拔除EtherCAT通信模块并设置地址后同一装置也可以作为光纤网络的从站，融合了EtherCAT和光纤通信的优点，不仅可以通过EtherCAT通信模块1实现与EtherCAT主站及其他从站的同步操作，而且可以通过同步光纤接口3实现局部网络扩展，在不增加通信负荷的同时增加了同步节点数数量，是一种高效而经济的网络扩展装置，可广泛应用于分布式测控***。

参照图4，本实施例同步通信装置包括PCB电路板4，PCB电路板4上设置用于插接EtherCAT通信模块1的通信模块插座6，桥接处理器2经PCB电路板4与EtherCAT通信模块1连接。本实施例中，桥接处理器2一方面通过EtherCAT通信模块1接收分布时钟的同步信号；另一方面，桥接处理器2同时通过第一信号调理电路31与同步光纤接口3连接，桥接处理器2通过高速光纤通信，实现各个同步通信装置的统一操作。在EtherCAT***内部的同步通信装置作为一个从站存在，使得由多个同步通信装置组成子网与外部***建立同步连接，在同步通信装置组成的子网内部，桥接处理器2通过集成简单的轮询及校准软机制，实现子网内部所有同步通信装置的同步操作。

优选地，本实施例同步通信装置设计了主从一体的可配置结构。参照图2至图5，本实施例同步通信装置包括底壳10及与底壳10配合的外壳9，PCB电路板4位于底壳10和外壳9合围的区域内，外壳9上设有用于拆除或者***EtherCAT通信模块1的通信模块盖14，PCB电路板4上设置了用于设置同步通信装置地址的选择开关5。这样，用户可以通过通信模块盖14的开口拔除或者***EtherCAT通信模块1，当EtherCAT通信模块1被拔除时，同步通信装置从子网主机转换为子网从机，反之亦然。且本实施例通过选择开关5可以对作为子网从机的同步通信装置设置地址。通过上述设置，便可以令单个同步通信装置在子网主机与子网从机两个不同状态下自由切换，既方便了生产，也提高了网络架构的灵活性，使得控制***可以根据具体的应用需求快速而方便的进行节点配置。

优选地，本实施例桥接处理器2经第二信号调理电路71连接用于与***控制信号通信的信号端子7。各种***控制信号可以通过信号端子7接入桥接处理器2。***控制信号的接入使得本实施例同步通信装置从单一的通信装置转变为复合的控制终端，不仅可以实现网络的接入与高精度同步，同时能够与过程控制接轨，成为控制各种***执行机构的通用控制器。优选地，参照图2至图5，信号端子7设于外壳9上，且PCB电路板4上设有与桥接处理器2连接的信号端子接口8，信号端子7经信号端子接口8、第二信号调理电路71连接至桥接处理器2。

为了便于用户观察本实施例同步通信装置的运行状态，优选地，桥接处理器2连接用于显示同步通信装置运行状态的状态信号指示灯15，状态信号指示灯15露出外壳9或者外壳9在状态信号指示灯15处设有用于显示的显示区域，如外壳9在状态信号指示灯15处设置为透明状态或者设有透光的孔洞。

优选地，为了减少EtherCAT通信模块1发热对***产生的影响，外壳9和/或底壳10上设有用于散热的散热窗13，从而确保了本实施例同步通信装置运行的可靠性。

优选地，参照图5，底壳10的底端设有便于定位安装的导轨卡槽11及位于导轨卡槽11侧边用于锁紧定位的卡槽簧片12。这样，本实施例同步通信装置可以快速地布置在任何配电柜体系内。

从以上的描述可以得知，本实施例通过桥接处理器2连接EtherCAT通信模块1、同步光纤接口3及选择开关5，实现了在同一同步通信装置内集成EtherCAT通信模块1和同步光纤接口3，将EtherCAT网络从站与光纤网络的主站集成于一体，在同步通信装置拔除EtherCAT通信模块并设置地址后同一装置也可以作为光纤网络的从站，融合了EtherCAT和光纤通信的优点，不仅可以通过EtherCAT通信模块1实现与EtherCAT主站及其他从站的同步操作，而且可以通过同步光纤接口3实现局部网络扩展，在不增加通信负荷的同时增加了同步节点数量，是一种高效而经济的网络扩展装置，可广泛应用于分布式测控***。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种同步通信装置，其特征在于，包括EtherCAT通信模块(1)、桥接处理器(2)、同步光纤接口(3)及选择开关(5)；

所述桥接处理器(2)通过连接所述EtherCAT通信模块(1)以接入EtherCAT***并接收分布时钟的同步信号，所述桥接处理器(2)电连接用于设置同步通信装置主从地址的选择开关(5)；

所述桥接处理器(2)经第一信号调理电路(31)连接所述同步光纤接口(3)，以经光纤通信方式拓展通信局域网。

2.根据权利要求1所述的同步通信装置，其特征在于，

所述同步通信装置包括PCB电路板(4)，所述PCB电路板(4)上设置用于插接所述EtherCAT通信模块(1)的通信模块插座(6)，所述桥接处理器(2)经所述PCB电路板(4)与所述EtherCAT通信模块(1)连接；所述选择开关(5)安装在所述PCB电路板(4)上，通过所述PCB电路板(4)与所述桥接处理器(2)电连接。

3.根据权利要求2所述的同步通信装置，其特征在于，

所述同步通信装置包括底壳(10)及与所述底壳(10)配合的外壳(9)，所述PCB电路板(4)位于所述底壳(10)和所述外壳(9)合围的区域内，所述外壳(9)上设有用于拆除或者***所述EtherCAT通信模块(1)的通信模块盖(14)。

4.根据权利要求3所述的同步通信装置，其特征在于，

所述PCB电路板(4)上设有与所述桥接处理器(2)连接的第二信号调理电路(71)，以及与第二信号调理电路(71)连接的信号端子接口(8)，信号端子(7)设于所述外壳(9)上，所述外壳上的所述信号端子(7)相继经过所述信号端子接口(8)和所述第二信号调理电路(71)连接至所述桥接处理器(2)。

5.根据权利要求4所述的同步通信装置，其特征在于，

所述桥接处理器(2)连接用于显示同步通信装置运行状态的状态信号指示灯(15)，所述状态信号指示灯(15)露出所述外壳(9)或者所述外壳(9)在所述状态信号指示灯(15)处设有用于显示的显示区域。

6.根据权利要求4所述的同步通信装置，其特征在于，

所述外壳(9)和/或底壳(10)上设有用于散热的散热窗(13)。

7.根据权利要求4所述的同步通信装置，其特征在于，

所述底壳(10)的底端设有便于定位安装的导轨卡槽(11)及位于所述导轨卡槽(11)侧边用于锁紧定位的卡槽簧片(12)。