基于主从控制的工业设备通信系统及通信方法与流程

1.本发明属于工业控制的技术领域，具体涉及一种基于主从控制的工业设备通信系统及通信方法。


背景技术：

2.在自动化和智能化的浪潮下，目前很多的工业设备和仪表均已经具备通信接口与自动化控制系统进行数据对接，如空压机、冷干机、吸干机、冷水机组、热回收机、电表、流量计等基本都配有rs-485接口或以太网接口用于外部通信，通信协议主要的有modbus、profibus、profinet、canopen等，同样的设备，由于是不同厂家生产，设计理念千差万别，通信地址表也不尽相同。中控系统对各台设备进行组态编程时，均要针对各个设备的通信地址表进行适配，工作非常烦琐；此外，大部分的设备通信均采用“询问-应答”的方式进行通信，中控系统对一台设备完成一次完整的数据读取可能要经过多次的通信，一旦数据总线上挂载的通信设备数量过多，设备数据的更新频率变低，造成控制延迟增大。
3.实际上，同一类型的设备，即使是不同的厂家设计与生产的，均具有大致相同的特性，产生相类似的数据，例如空压机必然有运行/故障/预警状态，以及排气压力、排气温度等数据。提取各种设备的同性，并对通信接口进行统一后，必然可以提高整个系统的通信效率，同时可让中控系统的控制程序具备更广泛的适用性。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供基于主从控制的工业设备通信系统及通信方法，不但可以提高通信系统的整体通信效率，还可以提高通信程序的重用率。
5.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.本发明一方面提供了一种基于主从控制的工业设备通信系统，包括一个主控制器和多个从控制器，所述主控制器的一个通信接口通过第一通信总线与中控系统连接，另一个通信接口通过第二通信总线与多个从控制器连接，每个从控制器通过各自独立的设备通信总线与外部设备连接，每个从控制器有两个通信接口，其中一个通信接口用于与主控制器连接，另一个通信接口与工业设备连接。
7.所述主控制器包括第一硬件驱动层、第一通信接口层、第一标准模板库、第一数据缓冲层、第一业务逻辑层、第一实时操作系统、第一算法库和第一标准库；
8.所述第一硬件驱动层，用于存放主控器中硬件接口的驱动程序；
9.所述第一通信接口层，用于实现标准通信协议的软件接口；
10.所述第一标准模板库，用于对同类型的外部设备进行同性归纳，以使得同类型的外部设备具有同样的数据格式，主控制器使用该模板库的模板与从控制器进行标准化通信；
11.所述第一数据缓冲层是主控制器与当前连接的从控制器的数据缓存池，用于数据
的整理与清洗；
12.所述第一业务逻辑层，用于与第一实时操作系统、第一算法库、第一标准库之间进行逻辑交互的处理层；
13.所述第一实时操作系统，用于对主控制器实时操控；
14.所述第一算法库，用于存储主控制器中的软件算法；
15.所述第一标准库，用于存储多种不同类型外部设备的通信模板；
16.所述从控制器包第二硬件驱动层、第二通信接口层、第二标准模板库、功能模块层、第二数据缓冲层、第二业务逻辑层、第二实时操作系统、第二算法库和第二标准库；
17.所述第二硬件驱动层，用于存放从控器中硬件接口的驱动程序；
18.所述第二通信接口层，用于实现标准通信协议的软件接口；
19.所述第二标准模板库，用于对同类型的外部设备进行同性归纳，以使得同类型的的外部设备具有同样的数据格式，从控制器使用该模板库的模板与主控制器进行标准化通信；
20.所述功能模块层，用于存放各种不同品牌型号的设备和仪表的通信模板，与某型号的设备通信时只需选择对应的通信模板即可实现数据的对接，并将数据上传至第二数据缓冲层；
21.所述第二数据缓冲层是从控制器与当前连接的设备或仪表的数据缓存，用于数据的整理与清洗；
22.所述第二业务逻辑层，用于与第二实时操作系统、第二算法库、第二标准库之间进行逻辑交互的处理层；
23.所述第二实时操作系统，用于从控制器实时操控；
24.所述第二算法库，用于存储从控制器中的软件算法；
25.所述第二标准库，用于存储多种不同类型外部设备的通信模板；
26.作为优选的技术方案，所述主控制器和从控制器均包括中央处理器、通信模块和存储模块，所述通信模块和存储模块均与中央处理器连接，所述中央处理器用于处理数据，所述通讯模块提供外部通信接口，所述存储模块提供程序下载接口。
27.作为优选的技术方案，所述功能模块层包括空压机模板库、冷干机模板库、吸干机模板库、电表模板库、流量计模板库和离心机模板库。
28.作为优选的技术方案，所述硬件接口包括io口、i2c、uart、spi。
29.第二方面，本发明提供了一种基于主从控制的工业设备通信系统的通信方法，包括下述步骤：
30.s1、查询模板中是否存在该设备的通信程序模板，如果否，则执行步骤s2，如果是则执行步骤s4；
31.s2、根据设备通信地址表编写该设备的通信模板；
32.s3、将通信模板下载到从控制器的模板库中；
33.s4、配置从控制器使用该通信模板与设备进行通信；
34.s5、主控制器配置通信设备表，确认参与通信的从控制器，并发送广播帧数据；
35.s6、从控制器根据本身站号与通信设备表判断是否发送数据；
36.s7、进入主控制器轮候区；
37.s8、主控制器判断是否需要发送控制信息，如果是，则执行步骤s9，如果否，则返回步骤s5；
38.s9、主控制器对指令从控制器发送从站控制帧，返回步骤s6。
39.作为优选的技术方案，所述主控制器和从控制器之间采用半双工或全双工的通信网络，每个通信网络最多包含1个主站和32个从站；每个数据帧最少包含11个字节的信息，最多包含256个字节的信息；其中，
40.数据帧的第1字节为标识；
41.数据帧的第2字节为“响应从站站号”或“本站站号”；
42.数据帧的第3～第6字节共32bit数据为设备表，每1个bit为1时代表其对应站号的从站参与通信，为0时代表其对应站号的从站不参与通信；
43.数据帧的第7字节为延时，单位为0.1秒，如果在设定的延时时间内没有收到设备表上参与通信的从站信息，主站或从站将根据“主站轮候”或“设备表”的配置进行下一轮通信；
44.数据帧的第8字节为数据长度，计算该字节后，校验码前的数据区长度；
45.数据帧的第9字节～第254字节为数据区。
46.作为优选的技术方案，在数据帧的第1字节中，bit0～bit4为主站轮候的从站站号，即主站在等候该从站发送完数据后轮到主站占用通信总线的使用权；bit5～bit7为帧分辨标识，其中：
47.001为从站数据帧，即从站向总线发送的数据；
48.010为从站响应帧，即从站对主站控制帧的响应；
49.011为从站心跳帧，即从站的数据没有更新时向总线发送的心跳信号；
50.101为主站广播帧，即主站向总线所有从站的广播信息，由于半双工总线同一时刻只能由一个主站或从站占用，该帧会在“响应从站站号”字节规定由哪个从站首先进行响应；另外，主站广播帧亦用于主站启动通信总线传输，并由“响应从站站号”字节规定由哪个从站开始发送数据；
51.110为主站控制帧，即主站向某个指定的从站发送控制信息。
52.作为优选的技术方案，所述通信网络包括以下几种数据帧：
53.主站控制帧、主站广播帧、从站数据帧、从站响应和从站心跳帧。
54.作为优选的技术方案，所述字节信息中还包括crc校验码，所述crc校验码用于对数据长度和数据区进行校验，校验方式为crc-16。
55.作为优选的技术方案，所述通信网络包括rs-232、rs-485、rs-422和lora。
56.本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
57.1、传统的rs-485总线和modbus协议是单层网络(即通信网络只存在于控制器与设备仪表之间)，本发明变为双层网络，主-从控制器之间，从控制器-设备仪表之间进行多线程的分布式通信，设备仪表数据更新的频率提高了2倍以上，一条总线上设备越多，提升的效率越明显(假设一个设备仪表需要2对modbus指令完成数据更新，一对指令的周期为500ms，总线上有5个设备，那么设备仪表的数据更新周期为5s；使用本发明的系统后，每个从控制器-设备仪表的数据更新周期为2*500ms＝1s，主-从控制器之间由于不需要使用问-答轮询，通信周期可减少一半，即500ms/2*5＝1.25s，所以整个总线设备仪表更新周期为
1.25s，数据更新频率提高了3倍)。
58.2、本发明中从控制器之间用标准模板进行通讯，从控制器可内建多种设备仪表的通信模板，可重复用于不同项目的相同型号设备，提高了自控工程的建设效率。
59.3、本发明的主-从控制器之间可用多种不同的半双工总线来实现，对恶劣工业通信环境有更高的适应性。
附图说明
60.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
61.图1为本发明实施例基于主从控制的工业设备通信系统的结构示意图；
62.图2为本发明实施例主控制器和从控制器的结构示意图；
63.图3为本发明实施例主控制器的软件架构图；
64.图4为本发明实施例从控制器的软件架构图；
65.图5为本发明实施例基于主从控制的工业设备通信方法的流程图。
具体实施方式
66.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
67.在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本技术所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
68.如图1所示，本实施例基于主从控制的工业设备通信系统，包括一个主控制器和多个从控制器，所述主控制器的一个通信接口通过第一通信总线与中控系统连接，另一个通信接口通过第二通信总线与多个从控制器连接，每个从控制器通过各自独立的设备通信总线与外部设备连接，每个从控制器有两个通信接口，其中一个通信接口用于与主控制器连接，另一个通信接口与工业设备连接；上述通信系统包括中控系统-主控制器，主控制器-从控制器，从控制器-设备仪表之间的连接方式，特别是主控制器和从控制器之间可使用多种半双工或全双工的通信总线。
69.如图2所示，主控制器和从控制器的硬件结构基本相同，控制器内均含有1个中央处理器、2个通信模块、1个数据存储模块；2个通信模块提供两个外部通信接口，数据存储模块提供程序下载接口。
70.如图3所示，所述主控制器包括第一硬件驱动层、第一通信接口层、第一标准模板库、第一数据缓冲层、第一业务逻辑层、第一实时操作系统、第一算法库和第一标准库；
71.最底层为第一硬件驱动层，主要存放硬件io口、i2c、uart、spi等的硬件接口的驱
动程序。
72.第一通信接口层用于实现modbus、profibus、profinet、canopen等标准通信协议的软件接口。
73.第一标准模板库是对不同设备和仪表进行同性归纳后软件模板，空压机、离心机、电表等不同设备或仪表类型各有一套标准模板。
74.第一数据缓冲层是主控制器与当前连接的从控制器的数据缓存池，用于数据的整理与清洗。
75.第一业务逻辑层是数据与实时操作系统、算法库、标准库之间进行逻辑交互的处理层。
76.所述第一实时操作系统，用于对主控制器实时操控；
77.所述第一算法库，用于存储主控制器中的软件算法；
78.所述第一标准库，用于存储多种不同类型外部设备的通信模板；
79.如图4所示，所述从控制器包括第二硬件驱动层、第二通信接口层、第二标准模板库、功能模块层、第二数据缓冲层、第二业务逻辑层、第二实时操作系统、第二算法库和第二标准库；
80.最底层为第二硬件驱动层，主要存放硬件io口、i2c、uart、spi等的硬件接口的驱动程序。
81.第二通信接口层用于实现modbus、profibus、profinet、canopen等标准通信协议的软件接口。
82.第二标准模板库是对不同设备和仪表进行同性归纳后的软件模板，空压机、离心机、电表等不同设备或仪表类型各有一套标准模板。
83.第二功能模块层用于存放各种不同品牌型号的设备和仪表的通信模板，与某型号的设备通信时只需选择对应的通信模板即可实现数据的对接，并将数据上传至第二数据缓冲层。
84.第二数据缓冲层是从控制器与当前连接的设备或仪表的数据缓存池，用于数据的整理与清洗。
85.第二业务逻辑层是数据与实时操作系统、算法库、标准库之间进行逻辑交互的处理层。
86.所述第二实时操作系统，用于从控制器实时操控；
87.所述第二算法库，用于存储从控制器中的软件算法；
88.所述第二标准库，用于存储多种不同类型外部设备的通信模板；
89.如图5所示，本技术的另一个实施例提供了一种基于主从控制的工业设备通信系统的通信方法，包括下述步骤：
90.s1、查询模板中是否存在该设备的通信程序模板，如果否，则执行步骤s2，如果是则执行步骤s4；
91.s2、根据设备通信地址表编写该设备的通信模板；
92.s3、将通信模板下载到从控制器的模板库中；
93.s4、配置从控制器使用该通信模板与设备进行通信；
94.s5、主控制器配置通信设备表，确认参与通信的从控制器，并发送广播帧数据；
95.s6、从控制器根据本身站号与通信设备表判断是否发送数据；
96.s7、进入主控制器轮候区；
97.s8、主控制器判断是否需要发送控制信息，如果是，则执行步骤s9，如果否，则返回步骤s5，
98.s9、主控制器对指定的某个从控制器发送从站控制帧，返回s6。
99.进一步的，本发明的通信方法适用于半双工或全双工的通信网络，如rs-232、rs-485、rs-422、lora等常用的工业总线网络均适用，每个网络最多包含1个主站和32个从站；每个数据帧最少包含11个字节的信息，最多包含256个字节的信息：具体如下：
100.(1)数据帧的第1字节为标识，bit0～bit4为主站轮候的从站站号，即主站在等候该从站发送完数据后轮到主站占用通信总线的使用权；bit5～bit7为帧分辨标识，其中：
101.001为从站数据帧，即从站向总线发送的数据；
102.010为从站响应帧，即从站对主站控制帧的响应；
103.011为从站心跳帧，即从站的数据没有更新时向总线发送的心跳信号；
104.101为主站广播帧，即主站向总线所有从站的广播信息，由于半双工总线同一时刻只能由一个主站或从站占用，该帧会在“响应从站站号”字节规定由哪个从站首先进行响应；另外，主站广播帧亦用于主站启动通信总线传输，并由“响应从站站号”字节规定由哪个从站开始发送数据；
105.110为主站控制帧，即主站向某个指定的从站发送控制信息。
106.(2)第2字节为“响应从站站号”或“本站站号”。
107.(3)第3～第6字节共32bit数据为设备表，每1个bit为1时代表其对应站号的从站参与通信，为0时代表其对应站号的从站不参与通信。
108.(4)第7字节为延时，单位为0.1秒，如果在设定的延时时间内没有收到设备表上参与通信的从站信息(该从站离线或总线通信质量太差)，主站或从站将根据“主站轮候”或“设备表”的配置进行下一轮通信。
109.(5)第8字节为数据长度，计算该字节后，校验码前的数据区长度。
110.(6)第9字节～第254字节为数据区，数据区针对不同的情况有如下区分：
111.(6-1)主站控制帧或广播帧的数据区基本格式如下：
[0112][0113]
数据类型：001h代表状态，010h代表16位整数，011h代表32位整数，100h代表32位浮点数，101h代表64位整数，110h代表64位浮点数。
[0114]
地址分为状态地址及数据地址，最小值为0，最大值为65535；“状态”用于表征1或0的数据，“数据”用于表征整数和实数。
[0115]
写入值可根据数据类型的不同有不同的字节长度，其中状态为1个字节，16位整数为2个字节，32位整数和32浮点数为4个字节，64位整数和64位浮点数为8个字节，所有数据均以大端在在前的方式显示。
[0116]
(6-2)从站数据帧的数据区基本格式如下：
[0117][0118]
设备类型：最多可区分65536种不同的设备或仪表类型，每一种设备或仪表类型使用相同的数据编制格式。
[0119]
数据1～数据n：各种设备或仪表固定的数据格式，n最大值为244。
[0120]
(6-3)从站响应帧的数据区基本格式如下：
[0121][0122]
数据类型：001h代表状态，010h代表16位整数，011h代表32位整数，100h代表32位浮点数，101h代表64位整数，110h代表64位浮点数。
[0123]
bit7：为1时代表写入成功，为0时代表写入失败。
[0124]
地址：地表从站响应的相关地址。
[0125]
(7)crc校验码：对数据长度和数据区进行校验，检验方式为crc-16。
[0126]
进一步的，主站控制帧、主站广播帧、从站数据帧、从站响应帧、从站心跳帧如下述表1-表5所示。
[0127]
表1
[0128][0129]
表2
[0130][0131][0132]
表3
[0133][0134]
表4
[0135][0136]
表5
[0137][0138]
本发明主从控制器的软件架构，主要特点是主从控制器之间用标准模板进行通讯，从控制器可内建多种设备仪表的通信模板，可重复用于不同项目的相同型号设备。本发明采用双层网络，主-从控制器之间，从控制器-设备仪表之间进行多线程的分布式通信，设备仪表数据更新的频率提高了2倍以上，一条总线上设备越多，提升的效率越明显(假设一个设备仪表需要2对modbus指令完成数据更新，一对指令的周期为500ms，总线上有5个设备，那么设备仪表的数据更新周期为5s；使用本发明的系统后，每个从控制器-设备仪表的数据更新周期为2*500ms＝1s，主-从控制器之间由于不需要使用问-答轮询，通信周期可减少一半，即500ms/2*5＝1.25s，所以整个总线设备仪表更新周期为1.25s，数据更新频率提高了3倍)。
[0139]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
[0140]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0141]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.基于主从控制的工业设备通信系统，其特征在于，包括一个主控制器和多个从控制器，所述主控制器的一个通信接口通过第一通信总线与中控系统连接，另一个通信接口通过第二通信总线与多个从控制器连接，每个从控制器通过各自独立的设备通信总线与外部设备连接，每个从控制器有两个通信接口，其中一个通信接口用于与主控制器连接，另一个通信接口与工业设备连接；所述主控制器包括第一硬件驱动层、第一通信接口层、第一标准模板库、第一数据缓冲层、第一业务逻辑层、第一实时操作系统、第一算法库和第一标准库；所述第一硬件驱动层，用于存放主控器中硬件接口的驱动程序；所述第一通信接口层，用于实现标准通信协议的软件接口；所述第一标准模板库，用于对同类型的外部设备进行同性归纳，以使得同类型的外部设备具有同样的数据格式，主控制器使用该模板库的模板与从控制器进行标准化通信；所述第一数据缓冲层是主控制器与当前连接的从控制器的数据缓存池，用于数据的整理与清洗；所述第一业务逻辑层，用于与第一实时操作系统、第一算法库、第一标准库之间进行逻辑交互的处理层；所述第一实时操作系统，用于对主控制器实时操控；所述第一算法库，用于存储主控制器中的软件算法；所述第一标准库，用于存储多种不同类型外部设备的通信模板，主控制器使用该模板库的模板与从控制器进行标准化通信；所述从控制器包第二硬件驱动层、第二通信接口层、第二标准模板库、功能模块层、第二数据缓冲层、第二业务逻辑层、第二实时操作系统、第二算法库和第二标准库；所述第二硬件驱动层，用于存放从控器中硬件接口的驱动程序；所述第二通信接口层，用于实现标准通信协议的软件接口；所述第二标准模板库，用于对同类型的外部设备进行同性归纳，以使得同类型的的外部设备具有同样的数据格式，从控制器使用该模板库的模板与主控制器进行标准化通信；所述功能模块层，用于存放各种不同品牌型号的设备和仪表的通信模板，与某型号的设备通信时只需选择对应的通信模板即可实现数据的对接，并将数据上传至第二数据缓冲层；所述第二数据缓冲层是从控制器与当前连接的设备或仪表的数据缓存，用于数据的整理与清洗；所述第二业务逻辑层，用于与第二实时操作系统、第二算法库、第二标准库之间进行逻辑交互的处理层；所述第二实时操作系统，用于从控制器实时操控；所述第二算法库，用于存储从控制器中的软件算法；所述第二标准库，用于存储多种不同类型外部设备的通信模板，从控制器使用该模板库的模板与主控制器进行标准化通信。2.根据权利要求1所述基于主从控制的工业设备通信系统，其特征在于，所述主控制器和从控制器均包括中央处理器、通信模块和存储模块，所述通信模块和存储模块均与中央处理器连接，所述中央处理器用于处理数据，所述通讯模块提供外部通信接口，所述存储模
块提供程序下载接口。3.根据权利要求1所述基于主从控制的工业设备通信系统，其特征在于，所述功能模块层包括空压机模板库、冷干机模板库、吸干机模板库、电表模板库、流量计模板库和离心机模板库。4.根据权利要求1所述基于主从控制的工业设备通信系统，其特征在于，所述硬件接口包括io口、i2c、uart、spi。5.根据权利要求1-4中任一项所述基于主从控制的工业设备通信系统的通信方法，其特征在于，包括下述步骤：s1、查询模板中是否存在该设备的通信程序模板，如果否，则执行步骤s2，如果是则执行步骤s4；s2、根据设备通信地址表编写该设备的通信模板；s3、将通信模板下载到从控制器的模板库中；s4、配置从控制器使用该通信模板与设备进行通信；s5、主控制器配置通信设备表，确认参与通信的从控制器，并发送广播帧数据；s6、从控制器根据本身站号与通信设备表判断是否发送数据；s7、进入主控制器轮候区；s8、主控制器判断是否需要发送控制信息，如果是，则执行步骤s9，如果否，则返回步骤s5；s9、主控制器对指令从控制器发送从站控制帧，返回步骤s6。6.根据权利要求5所述的通信方法，其特征在于，所述主控制器和从控制器之间采用半双工或全双工的通信网络，每个通信网络最多包含1个主站和32个从站；每个数据帧最少包含11个字节的信息，最多包含256个字节的信息；其中，数据帧的第1字节为标识；数据帧的第2字节为“响应从站站号”或“本站站号”；数据帧的第3～第6字节共32bit数据为设备表，每1个bit为1时代表其对应站号的从站参与通信，为0时代表其对应站号的从站不参与通信；数据帧的第7字节为延时，单位为0.1秒，如果在设定的延时时间内没有收到设备表上参与通信的从站信息，主站或从站将根据“主站轮候”或“设备表”的配置进行下一轮通信；数据帧的第8字节为数据长度，计算该字节后，校验码前的数据区长度；数据帧的第9字节～第254字节为数据区。7.根据权利要求6所述的通信方法，其特征在于，在数据帧的第1字节中，bit0～bit4为主站轮候的从站站号，即主站在等候该从站发送完数据后轮到主站占用通信总线的使用权；bit5～bit7为帧分辨标识，其中：001为从站数据帧，即从站向总线发送的数据；010为从站响应帧，即从站对主站控制帧的响应；011为从站心跳帧，即从站的数据没有更新时向总线发送的心跳信号；101为主站广播帧，即主站向总线所有从站的广播信息，由于半双工总线同一时刻只能由一个主站或从站占用，该帧会在“响应从站站号”字节规定由哪个从站首先进行响应；另外，主站广播帧亦用于主站启动通信总线传输，并由“响应从站站号”字节规定由哪个从站
开始发送数据；110为主站控制帧，即主站向某个指定的从站发送控制信息。8.根据权利要求6所述的通信方法，其特征在于，所述通信网络包括以下几种数据帧：主站控制帧、主站广播帧、从站数据帧、从站响应和从站心跳帧。9.根据权利要求6所述的通信方法，其特征在于，所述字节信息中还包括crc校验码，所述crc校验码用于对数据长度和数据区进行校验，校验方式为crc-16。10.根据权利要求6所述的通信方法，其特征在于，所述通信网络包括rs-232、rs-485、rs-422和lora。

技术总结
本发明公开了一种基于主从控制的工业设备通信系统及通信方法，系统包括一个主控制器和多个从控制器，主控制器的一个通信接口通过第一通信总线与中控系统连接，另一个通信接口通过第二通信总线与多个从控制器连接，每个从控制器通过各自的设备通信总线与外部设备连接；本发明根据设备通信地址表编写该设备的通信模板；将通信模板下载到从控制器的模板库中；配置从控制器使用该通信模板与设备通信；主控制器配置通信设备标，确认参与通信的从控制器，并发送广播帧数据；从控制器根据本身站号与通信设备表判断是否发送数据；进入主控制器轮候区；判断是否需要发送控制信息。本发明不仅可以提高系统的整体通信效率，还可以提高通信程序的重用率。通信程序的重用率。通信程序的重用率。


技术研发人员：林海杰 张迪 吴敏涛
受保护的技术使用者：埃尔利德（广东）智能科技有限公司
技术研发日：2023.02.24
技术公布日：2023/7/12