一種新的分布式控制系統結構的製作方法
2024-02-02 18:24:15 1
專利名稱：一種新的分布式控制系統結構的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於自動化領域的一種新的分布式控制系統(也叫集散控制 系統或者分散控制系統)結構，特別涉及一種新的分布式控制系統結構。
技術背景現在國內外分布式控制系統的結構，所有的輸入類單元，均把接收到的數據送到一個核心單元(各個廠家的名稱不同，但可以統稱為中央處理單元)， 這個核心單元再把計算後的結果或者狀態送到輸出類單元。中央處理單元的工作是完成幾乎全部的控制功能和大部分的數據計算功能。雖然中央處理單 元都有冗餘配置，但是，集中式的結構決定了， 一旦出現問題，對於整個裝 置來講肯定是災難性的。不僅所有的控制功能無法實施，而且系統的所有數 據也無法顯示給操作人員，受影響的數據，少則數百個，多則可達到數千個， 讓操作人員很難手動處理出現的事故。原有系統結構結構中有一個核心的中央單元。所有輸入單元從工業現場 採集到的數據都要經過總線送到這個中央單元，經過計算、處理(這個中央 單元裡保存著事先編制的程序或者組態的控制軟體)後，再經過總線送到輸 出單元，由輸出單元送到工業現場。所以，原結構中的中央單元是所有數據 必須經過的地方，這些數據的數量經常要在數百點甚至上萬點。如果出現故 障，就會造成整個系統的癱瘓，如此大的數據量，人員是沒有辦法及時處理 的，有可能帶來災難性的事故。我們的綜上所述，系統結構的區別就在這個 中央單元。發明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種新的分布式控制系統結構。 分布式控制系統的主要目的是把控制功能分散化，管理功能集中化。從而達 到系統中局部故障對全系統帶來的危險最小化的目的。本實用新型的技術方案是-一種新的分布式控制系統結構，其特徵在於整個系統由一條總線連接 各個分布的控制單元，所有的控制單元中都配置有微型計算機晶片、程序存 儲器、數據存儲器、非易失性存儲器、總線接口、冗餘互備數據交換接口、 各種輸入輸出接口。
總線是工業乙太網、現場總線或RS-485總線。 程序存儲器存儲有完成單元基本功能的固定程序； 數據存儲器存儲有各種中間數據、中間結果； 非易失性存儲器存儲有控制組態的程序、累計量、狀態等； 總線接口連接實現所有單元之間的數據交換的總線；
冗餘互備數據交換接口連接總線；完成一些重要的單元可以實現冗餘互 備的雙單元同步運行。
各種輸入輸出接口連接被控系統工業現場設備裝置的數據轉換和採集的 接口。
本實用新型效果是
由於所有的單元都採用了計算機晶片，所以，各個單元均能獨立完成由 系統工程師編制的控制組態程序，這樣就將控制程序的運算和數據處理都分 散到各個單元，實現了故障危險的徹底分散。
雖然總線連線只是簡單的線路，但考慮到它的重要性，系統內部採用雙 總線接口冗餘互備，進一步提高系統的可靠性和安全性。
本結構的特點就是整個系統中沒有因局部故障影響全局的隱患。保障了 工業生產裝置的安全運行。
圖1是一種新的分布式控制系統結構的結構示意圖
具體實施方式
一種新的分布式控制系統結構，本系統結構，完全拋棄了原來系統的瓶 頸-中央處理單元。所有的控制功能和數據處理都在各個輸入輸出單元完成， 如圖l。把控制功能和數據處理功能徹底地分散，從而做到危險徹底分散。這 樣，即使系統的某個單元出現故障，也只是影響幾個數據或者狀態的顯示控 制，操作人員可以從容處理。
具體實現方法是所有單元(模塊、板卡)均具有微型計算機晶片、程 序存儲器、數據存儲器、非易失性存儲器、總線接口 (總線可以是工業以太 網、現場總線、RS-485等)、冗餘互備數據交換接口、各種輸入輸出接口。
程序存儲器是存儲完成單元基本功能的固定程序； 數據存儲器是存儲各種中間數據、中間結果； 非易失性存儲器是存儲控制組態的程序、累計量、狀態等； 總線接口是實現所有單元之間的數據交換；冗餘互備數據交換接口是在一些重要的單元可以實現冗餘互備的雙單元 同步運行，進一步提高系統的可靠性。各種輸入輸出接口是實現控制系統和工業現場之間數據轉換和採集的接口。由於所有的單元都採用了計算機晶片，所以，各個單元均能獨立完成由 系統工程師編制的控制組態程序，這樣就將控制程序的運算和數據處理都分 散到各個單元，實現了故障危險的徹底分散。雖然總線連線只是簡單的線路，但考慮到它的重要性，系統內部採用雙 總線接口冗餘互備，進一步提高系統的可靠性和安全性。系統結構中是沒有中央單元的。所有數據都是從輸入單元經過總線直接 到輸出單元，經過輸出單元的程序處理後，送到工業現場。每個輸入單元和 輸出單元都有數據處理能力和編程的功能。因為沒有這個中央單元，而關鍵 的信號甚至可以一個或者幾個數據就組成一個輸入單元和輸出單元，即使某 個單元出現故障，也只是影響到一個或者幾個數據的控制，操作人員有充足 的時間處理事故點的情況。本結構的特點就是整個系統中沒有因局部故障影響全局的隱患。保障了 工業生產裝置的安全運行。
權利要求1、一種新的分布式控制系統結構，其特徵在於整個系統由一條總線連接各個分布的控制單元，所有的控制單元中都配置有微型計算機晶片、程序存儲器、數據存儲器、非易失性存儲器、總線接口、冗餘互備數據交換接口、各種輸入輸出接口。
2、 根據權利要求1所述的一種新的分布式控制系統結構，其特徵在於總線是工業乙太網、現場總線或RS-485總線。
3、 根據權利要求1所述的一種新的分布式控制系統結構，其特徵在於程序存儲器存儲有完成單元基本功能的固定程序；數據存儲器存儲有各種中間數據、中間結果；非易失性存儲器存儲有控制組態的程序、累計量、狀態等；總線接口連接實現所有單元之間的數據交換的總線；冗餘互備數據交換接口連接總線；完成一些重要的單元可以實現冗餘互 備的雙單元同步運行；各種輸入輸出接口連接被控系統工業現場設備裝置的數據轉換和採集的 接口。
專利摘要一種新的分布式控制系統結構，整個系統由一條總線連接各個分布的控制單元，所有的控制單元中都配置有微型計算機晶片、程序存儲器、數據存儲器、非易失性存儲器、總線接口、冗餘互備數據交換接口、各種輸入輸出接口。由於所有的單元都採用了計算機晶片，所以，各個單元均能獨立完成由系統工程師編制的控制組態程序，這樣就將控制程序的運算和數據處理都分散到各個單元，實現了故障危險的徹底分散。本結構的特點就是整個系統中沒有因局部故障影響全局的隱患。保障了工業生產裝置的安全運行。
文檔編號G05B19/418GK201017234SQ200720095218
公開日2008年2月6日 申請日期2007年2月9日 優先權日2007年2月9日
發明者群 劉 申請人:天津市集散自動化儀表有限公司