[實(shí)用新型]一種新的分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720095218.5
• 申請(qǐng)日: 2007-02-09
• 公開（公告）號(hào): CN201017234Y
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉群
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津市集散自動(dòng)化儀表有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王融生

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于自動(dòng)化領(lǐng)域的一種新的分布式控制系統(tǒng)(也叫集散控制系統(tǒng)或者分散控制系統(tǒng))結(jié)構(gòu)，特別涉及一種新的分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

現(xiàn)在國內(nèi)外分布式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，所有的輸入類單元，均把接收到的數(shù)據(jù)送到一個(gè)核心單元(各個(gè)廠家的名稱不同，但可以統(tǒng)稱為中央處理單元)，這個(gè)核心單元再把計(jì)算后的結(jié)果或者狀態(tài)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(shù)據(jù)計(jì)算功能。雖然中央處理單元都有冗余配置，但是，集中式的結(jié)構(gòu)決定了，一旦出現(xiàn)問題，對(duì)于整個(gè)裝置來講肯定是災(zāi)難性的。不僅所有的控制功能無法實(shí)施，而且系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)也無法顯示給操作人員，受影響的數(shù)據(jù)，少則數(shù)百個(gè)，多則可達(dá)到數(shù)千個(gè)，讓操作人員很難手動(dòng)處理出現(xiàn)的事故。

原有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)中有一個(gè)核心的中央單元。所有輸入單元從工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)都要經(jīng)過總線送到這個(gè)中央單元，經(jīng)過計(jì)算、處理(這個(gè)中央單元里保存著事先編制的程序或者組態(tài)的控制軟件)后，再經(jīng)過總線送到輸出單元，由輸出單元送到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。所以，原結(jié)構(gòu)中的中央單元是所有數(shù)據(jù)必須經(jīng)過的地方，這些數(shù)據(jù)的數(shù)量經(jīng)常要在數(shù)百點(diǎn)甚至上萬點(diǎn)。如果出現(xiàn)故障，就會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓，如此大的數(shù)據(jù)量，人員是沒有辦法及時(shí)處理的，有可能帶來災(zāi)難性的事故。我們的綜上所述，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的區(qū)別就在這個(gè)中央單元。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種新的分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。分布式控制系統(tǒng)的主要目的是把控制功能分散化，管理功能集中化。從而達(dá)到系統(tǒng)中局部故障對(duì)全系統(tǒng)帶來的危險(xiǎn)最小化的目的。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種新的分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于：整個(gè)系統(tǒng)由一條總線連接各個(gè)分布的控制單元，所有的控制單元中都配置有微型計(jì)算機(jī)芯片、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、非易失性存儲(chǔ)器、總線接口、冗余互備數(shù)據(jù)交換接口、各種輸入輸出接口。

總線是工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線或RS-485總線。

程序存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有完成單元基本功能的固定程序；

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有各種中間數(shù)據(jù)、中間結(jié)果；

非易失性存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有控制組態(tài)的程序、累計(jì)量、狀態(tài)等；

總線接口連接實(shí)現(xiàn)所有單元之間的數(shù)據(jù)交換的總線；

冗余互備數(shù)據(jù)交換接口連接總線；完成一些重要的單元可以實(shí)現(xiàn)冗余互備的雙單元同步運(yùn)行。

各種輸入輸出接口連接被控系統(tǒng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備裝置的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和采集的接口。

本實(shí)用新型效果是：

由于所有的單元都采用了計(jì)算機(jī)芯片，所以，各個(gè)單元均能獨(dú)立完成由系統(tǒng)工程師編制的控制組態(tài)程序，這樣就將控制程序的運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理都分散到各個(gè)單元，實(shí)現(xiàn)了故障危險(xiǎn)的徹底分散。

雖然總線連線只是簡(jiǎn)單的線路，但考慮到它的重要性，系統(tǒng)內(nèi)部采用雙總線接口冗余互備，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性和安全性。

本結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)就是整個(gè)系統(tǒng)中沒有因局部故障影響全局的隱患。保障了工業(yè)生產(chǎn)裝置的安全運(yùn)行。

附圖說明

圖1是一種新的分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖

具體實(shí)施方式

一種新的分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，完全拋棄了原來系統(tǒng)的瓶頸-中央處理單元。所有的控制功能和數(shù)據(jù)處理都在各個(gè)輸入輸出單元完成，如圖1。把控制功能和數(shù)據(jù)處理功能徹底地分散，從而做到危險(xiǎn)徹底分散。這樣，即使系統(tǒng)的某個(gè)單元出現(xiàn)故障，也只是影響幾個(gè)數(shù)據(jù)或者狀態(tài)的顯示控制，操作人員可以從容處理。

具體實(shí)現(xiàn)方法是：所有單元(模塊、板卡)均具有微型計(jì)算機(jī)芯片、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、非易失性存儲(chǔ)器、總線接口(總線可以是工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線、RS-485等)、冗余互備數(shù)據(jù)交換接口、各種輸入輸出接口。

程序存儲(chǔ)器是存儲(chǔ)完成單元基本功能的固定程序；

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是存儲(chǔ)各種中間數(shù)據(jù)、中間結(jié)果；

非易失性存儲(chǔ)器是存儲(chǔ)控制組態(tài)的程序、累計(jì)量、狀態(tài)等；

總線接口是實(shí)現(xiàn)所有單元之間的數(shù)據(jù)交換；

冗余互備數(shù)據(jù)交換接口是在一些重要的單元可以實(shí)現(xiàn)冗余互備的雙單元同步運(yùn)行，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。

各種輸入輸出接口是實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)之間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和采集的接口。

由于所有的單元都采用了計(jì)算機(jī)芯片，所以，各個(gè)單元均能獨(dú)立完成由系統(tǒng)工程師編制的控制組態(tài)程序，這樣就將控制程序的運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理都分散到各個(gè)單元，實(shí)現(xiàn)了故障危險(xiǎn)的徹底分散。