[發明專利]一種適用于集成化信號管理的智能化工控儀表

在審

• 申請號: 201711421436.8
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108173682A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 馬銘;楊峰;劉福媚
• 申請（專利權）人: 北華大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 黃耀鈞

本發明屬于化工生產設備技術領域，公開了一種適用于集成化信號管理的智能化工控儀表，設置有：中央控制器、外部儲存容量擴展模塊、數字解碼器、地址匹配器、數字存儲器、顯示模塊、供電模塊、系統復位模塊、系統維護模塊、手動控制模塊、數據接口模塊和驅動控制器模塊；中央控制器分別連接外部儲存容量擴展模塊、數字解碼器、地址匹配器、數字存儲器、顯示模塊、供電模塊、系統復位模塊、系統維護模塊、手動控制模塊、數據接口模塊和驅動控制器模塊。本發明可實現串行總線數據直接輸入，可多個并聯在一條串行數據總線，并表通過該串行總線各自接收讀取各自的數據，自行工作，適用與各種不同串行總線協議的工業控制，功能齊全。

技術領域

本發明屬于化工生產設備領域，尤其涉及一種適用于集成化信號管理的智能化工控儀表。

背景技術

數字儀表是用數字顯示被測值的儀表。把測量轉化為數字量并以數字形式顯示出來的儀表。工業測量中被測量變或位移、電流、電壓、空氣壓等模擬量，經模數轉換器，把模似量換成數字量(簡稱模數轉換)。數字儀表以數字的形式顯示被測量，讀數直觀。一般包括：用標度盤和指針指示電量，用電磁力為基礎的電括測量線路，模數轉換和數字顯示三部份。現有數字顯示儀表主要是針對模擬量、脈沖量、開關量輸入信號設計的，隨著控制方式的發展，現有輸入方式己經無法適應數字化控制系統的發展要求。現有儀表按總線接口分類有二種:有數字總線接口和無數字總線接口，無數字總線接口的現有儀表無法與總線式系統直接連接使用，有數字總線接口的現有儀表的輸入方式是模擬量輸入、脈沖量輸入和開關量輸入:如熱電偶、熱電阻、電流信號、電壓信號及方波脈沖等。現有儀表通過其串行總線接口與計算機等上位機的通訊，并將數據傳輸給總線(計算機等)，但不能直接從總線(計算機等)接收或讀取數據。即，其串行總線接口是通訊輸出接口，儀表無法直接輸入讀取串行總線數據。現有儀表的輸入方式是模擬量輸入、脈沖量輸入和開關量輸入:如熱電偶、熱電阻、電流信號、電壓信號及方波脈沖等，無法直接輸入接收串行總線數據，現有儀表的輸入方式在有效精度范圍內，傳輸距離較短。遠距離的輸入數據傳輸時，誤差較大乃至失真，在不考慮電源的前提下，每塊儀表至少需要一根兩芯屏蔽電纜傳輸輸入數據信號，當使用儀表數量較多時，需要大量線纜，不但導致線纜費用的增加，而且由此產生大量的工程費用，同時也不便于日后維護。

儀表網絡性能評估是儀表信息系統安全評估中具有挑戰性的課題之一，它是儀表網絡對抗研究和實施的根本基礎和前提。儀表網絡的性能評估包括評估指標集的選取、具體評估方法和相應的評估系統等三個方面。然而，當前儀表網絡效能評估面臨諸多問題，例如，多動態的儀表網絡環境，多參量的影響因素和多指標的度量準則等。首先，儀表網絡效能評估受制于儀表網絡環境中的多種因素影響，而儀表網絡呈現多動態環境特征。儀表網絡具有高度的隨機性、時變性和多跳性等特征，同時多節點之間的交互干擾也十分嚴重。其次，儀表網絡評估效果決定于動態鏈路長度動態變化、業務分布不均勻、鏈路分布不規則等多動態的環境因素。另外，一個儀表網絡效能評估的度量指標參數包括儀表網絡容量限制、儀表網絡信息吞吐量變化、儀表網絡數據丟失概率估計、端到端延遲、排隊長度的影響等，還有關注到儀表網絡的重構時間等。

然而，當前儀表網絡效能評估存在從單一角度評估儀表網絡個體效能，具有嚴重的片面性和局限性等，不能反映系統整體效能或者群體效能。因此，面向儀表網絡整體效能評估從多維角度描述儀表網絡對抗效果，通過對儀表網絡對抗效果各個部分的屬性及其相互聯系關系進行描述，從而準確、全面地反映儀表網絡效能評估效果。

另外，由于儀表網絡的復雜性，存在多動態的儀表網絡環境，多參量的影響因素和多指標的度量準則等方面的挑戰,因此儀表網絡效能的評估常常不可能只選取單個效能指標,而有必要選取多層次、多方面的一組效能指標來進行,從而構成一個效能指標體系。指標體系由反映被評估對象多方面屬性的一組相關指標組成,而一個指標體系往往只能滿足被評估對象某一方面的特性，因此在建立指標體系前要明確對評估對象效能評估的目的,并按照一定的原則建立相應的指標體系,這樣才可能得出合理的評估結果。多指標綜合評估的核心問題，是確定評價指標體系，指標體系是否科學、合理，直接關系到評估的質量。