[實用新型]分布式控制系統

有效

• 申請號: 201420766371.6
• 申請日: 2014-12-08
• 公開（公告）號: CN204287936U
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 馬瑞;王曉穎;王博;郭晨;張堯;謝海歡;王昆鵬;許芳芳;劉新立;李兵;任仲瑛;袁亞雷;崔嘉紹;王春平;周金昭;鄒連陽;孟少輝;陳慧慧;方志猛
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油集團鉆井工程技術研究院;北京石油機械廠
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王天堯

技術領域

本實用新型涉及機電設備自動化控制技術領域，尤其涉及一種分布式控制系統。

背景技術

在分布式控制系統中，往往需要在控制中心控制在現場的執行器的動作。執行器的動作多由獨立的高低電平控制信號控制，也稱數字量控制。現有的數字量控制方法主要包括以下兩種：

1、單通道電纜直連

圖1為現有技術中點對點電纜直連控制系統結構示意圖，如圖1所示，通過點對點的方式，將控制信號通過單一通道傳遞到執行器。

該方式的不足在于：控制中心到現場的信號傳輸通道一般由接插件、電纜組成。在使用過程中，很可能因電纜破損、接插件虛接或短路、電磁干擾等問題造成執行器端信號異常，致使執行器誤動作，使得執行器接收錯誤的信號而產生誤動作。石油及天然氣鉆井設備現場往往安裝了多臺大型電力設備及變頻設備，電磁污染嚴重，很容易對所傳輸的信號產生干擾。

2、單通道總線控制

圖2為現有技術中單通道總線控制系統結構示意圖，如圖2所示，在執行器附近安裝遠程I/O模塊，中央控制器通過單通道總線信號將控制命令傳遞給遠程I/O模塊，然后由遠程I/O模塊控制執行器動作。

該方式的不足在于：遠程I/O模塊與執行器間距離較近，此段信號收到損壞和干擾的概率降低，整個系統的安全性得到提高。總線信號具有校驗功能，中央控制器和遠程I/O的通訊狀態也得以監控。但是總線信號頻率較高，更易受到電磁干擾的影響；現場側需要加設遠程I/O模塊，成本較高。

實用新型內容

本實用新型實施例提供一種分布式控制系統，用以在低成本下能夠提高數字量控制的整體安全性，該分布式控制系統包括：

中央控制器、編碼模塊、解碼校驗模塊、執行器，其中：

中央控制器與編碼模塊相連，中央控制器用于向編碼模塊發送控制信號；

編碼模塊與解碼校驗模塊通過多通道電纜相連，其中，編碼模塊用于將接收到的控制信號編碼；多通道電纜用于傳輸編碼后的控制信號；解碼校驗模塊用于對接收到的控制信號進行解碼；

解碼校驗模塊與執行器相連，解碼校驗模塊用于根據解碼出的控制信號采用相應的控制信號驅動每一控制信號對應的執行器。

一個實施例中，編碼模塊具體用于在將接收到的控制信號編碼時，將控制信號轉換為多位二進制編碼。

一個實施例中，編碼模塊為數字量輸出模塊，通過數字量輸出模塊的各通道同時輸出多位數字量，形成多位編碼；

或，編碼模塊為多路切換開關，通過開關的狀態控制多個電路的通斷，形成多位編碼；

或，編碼模塊為編碼電路，通過電氣元件的控制形成多位編碼。

一個實施例中，編碼模塊與解碼校驗模塊通過多通道電纜相連，其中，每一路電纜傳輸一位二進制編碼。

一個實施例中，解碼校驗模塊為可編程邏輯控制器或解碼校驗電路。

一個實施例中，所述的分布式控制系統還包括：

校驗模塊，與解碼校驗模塊通過多通道電纜相連、與中央控制器相連，其中，解碼校驗模塊進一步用于向校驗模塊發送反饋信號；校驗模塊用于對接收到的反饋信號進行校驗以檢查控制信號傳輸的正確性，并將校驗結果反饋中央控制器。

一個實施例中，校驗模塊為可編程邏輯控制器或校驗電路。

在本實用新型實施例中提供的技術方案中，由于控制中心和現場間采用多路電纜直連的方式進行傳輸，一般電磁干擾會同時影響多個相鄰電纜的信號，而不會僅影響多股電纜中的一根，因此可有效避免電磁干擾造成的執行器誤動作，提高了數字量控制的整體安全性。

由于在現場設置解碼校驗模塊，每個執行器的動作對應一組特定的編碼，某路電路的短路或斷路可能造成無效編碼，降低了因線路短路或斷路誤動作的幾率，又進一步的提高了數字量控制的整體安全性。

同時，由于未采用高頻信號，本實用新型實施例中提供的技術方案的抗干擾能力也優于傳統的單通道總線控制方式。通過編碼和解碼校驗電路，本實用新型實施例中提供的技術方案的實施成本也可遠低于單通道總線控制方式。

進一步的，還可以在控制中心設置校驗模塊，校驗模塊對接收到的反饋信號進行校驗以檢查控制信號傳輸的正確性，并將校驗結果反饋中央控制器。由于校驗模塊能夠比較發出的控制信號和現場反饋的校驗信號，可迅速發現信號異常，以及時啟動應急和補救措施，又進一步的提高了數字量控制的整體安全性。

附圖說明