一種過程控制站內(nèi)io模件地址重疊識別系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種過程控制站內(nèi)IO模件地址重疊識別系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括多個IO模件和過程控制器，多個IO模件分別通過IO通信網(wǎng)絡(luò)、IO模件地址重疊識別電路與過程控制器相連接。識別方法包括以下步驟：（1）對每個IO模件設(shè)置不一樣的地址及類型；（2）在所述過程控制器上配置每個IO模件的地址及類型；（3）在過程控制器訪問任意一個IO模件時，被訪問到的IO模件將IOn_ACK信號設(shè)置為高電平，開關(guān)電路閉合，IO模件電阻接入電路；當(dāng)過程控制器監(jiān)測到MACK信號為高時，則可確認(rèn)當(dāng)前過程控制站內(nèi)有地址重疊的IO模件。本發(fā)明可快速的判斷IO模件地址是否發(fā)生重疊，可有效的防范異常情況對現(xiàn)場設(shè)備造成的損害。
【專利說明】一種過程控制站內(nèi)IO模件地址重疊識別系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種地址重疊識別系統(tǒng)及方法，具體涉及一種過程控制站內(nèi)IO模件地址重疊識別系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]分散控制系統(tǒng)(distribute control system, DCS)是一種集控制技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一體的新型控制系統(tǒng)。分散控制和集中管理，將復(fù)雜的工業(yè)過程的控制任務(wù)分散到若干個過程控制站上完成，并通過SCADA和各個過程控制站之間的通信實現(xiàn)對整個生產(chǎn)過程的集中監(jiān)視、操作和管理。
[0003]過程控制站是分散控制系統(tǒng)(簡稱DCS)的中央處理單元，是DCS的核心部件。分散控制系統(tǒng)包括過程控制器(簡稱DPU)和站內(nèi)的各種IO模件，過程控制器負(fù)責(zé)控制邏輯的運算并通過和站內(nèi)的IO模件的通信從而實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的信號采集和控制，一般來說每個IO模件在此過程控制站內(nèi)都分配有一個獨一無二的地址，過程控制器一般都通過這些地址來實現(xiàn)和站內(nèi)IO模件的數(shù)據(jù)交換。
[0004]這樣過程控制器就需要處理如下幾種情況:
[0005](I)站內(nèi)IO模件地址設(shè)置不正確，不在過程控制器配置列表中，則此IO模件不響應(yīng)過程控制器的通信，過程控制器將不能和此IO模件進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)交換。
[0006](2)站內(nèi)IO模件地址設(shè)置正確但是類型設(shè)置不正確，過程控制器可以根據(jù)通信報文中的類型與過程控制器內(nèi)對應(yīng)地址配置的類型是否匹配來識別。
[0007](3)站內(nèi)IO模件地址設(shè)置重疊但是地址重疊的模件類型不相同，此時，地址配置正確的IO模件數(shù)據(jù)讀寫正常，地址配置錯誤的IO模件不能正常讀寫數(shù)據(jù)，但是兩種模件之間的數(shù)據(jù)互不影響。
[0008](4)站內(nèi)IO模件地址設(shè)置重疊而且地址設(shè)置重疊的模件類型相同，此時，地址配置錯誤的IO模件數(shù)據(jù)將會影響到地址配置正確的IO模件數(shù)據(jù)，這樣會給現(xiàn)場設(shè)備帶來很大的危險。
[0009]在實際現(xiàn)場調(diào)試過程中，即使發(fā)生上述異常情況時也能夠及時發(fā)現(xiàn)，而且調(diào)試過程中設(shè)備也未全部運行，故帶來的危險較??；但是在系統(tǒng)商業(yè)運行過程中，發(fā)生IO模件損壞而更換新的IO模件時，如果維護(hù)人員粗心將新的IO模件地址設(shè)置錯誤，造成上述第四種異常情況出現(xiàn)，輕者將引起系統(tǒng)停運，重者將損壞現(xiàn)場設(shè)備，給用戶帶來巨大的損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種可以識別重疊地址的過程控制站內(nèi)IO模件地址重疊識別系統(tǒng)及方法，避免了因為過程控制站內(nèi)IO模件地址重疊而對設(shè)備造成的損害。
[0011]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0012]本發(fā)明的過程控制站內(nèi)IO模件地址重疊識別系統(tǒng)，包括多個IO模件和過程控制器，多個IO模件分別通過IO通信網(wǎng)絡(luò)、IO模件地址重疊識別電路與過程控制器相連接；IO模件地址重疊識別電路包括設(shè)置在過程控制器內(nèi)的過程控制器內(nèi)電路和多個IO模件電路；10模件電路包括與對應(yīng)的IO模件相連接的IO模件電阻和與IO模件電阻另一端相連接的開關(guān)電路；過程控制器內(nèi)電路包括正端輸入電壓為固定值、負(fù)端輸入電壓根據(jù)過程控制站內(nèi)IO模件地址是否重疊而變化的比較電路，比較電路的負(fù)端與多個開關(guān)電路的公共端相連接。
[0013]本發(fā)明的過程控制站內(nèi)IO模件地址重疊識別系統(tǒng)的識別方法，具體包括以下幾個步驟:
[0014]( I)對每個IO模件設(shè)置不一樣的地址及類型；
[0015](2)在過程控制器上配置每個IO模件的地址及類型；
[0016](3)當(dāng)IO通信網(wǎng)絡(luò)上沒有IO模件響應(yīng)通信時，此時沒有任何開關(guān)電路閉合，比較電路負(fù)端電壓V-〉比較電路正端電壓V+，比較電路的輸出MACK信號為低電平；
[0017]在過程控制器訪問任意一個IO模件時，被訪問到的IO模件將自己的10n_ACK信號設(shè)置為高電平，開關(guān)電路閉合，IO模件電阻接入電路，此時，比較電路負(fù)端電壓V-將降低，但是還是保持比較電路負(fù)端電壓ν->比較電路正端電壓V+，比較電路的輸出MACK信號依然為低電平；
[0018]當(dāng)IO通信網(wǎng)絡(luò)上所有的IO模件地址沒有重疊時，即過程控制器只能和一個IO模件進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)交換，此時，只有唯一的一個開關(guān)電路閉合，比較電路的輸出MACK信號將為低電平；
[0019]當(dāng)IO通信網(wǎng)絡(luò)上有兩個或兩個以上的IO模件地址重疊時，此時過程控制器將和所有相同地址的IO模件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，此時，將有兩個或兩個以上開關(guān)電路閉合，比較電路負(fù)端電壓V-將繼續(xù)降低，使得比較電路負(fù)端電壓v-〈比較電路正端電壓V+，比較電路的輸出MACK信號將變?yōu)楦唠娖剑?br> [0020]當(dāng)過程控制器監(jiān)測到MACK信號為高電平時，則可確認(rèn)當(dāng)前過程控制站內(nèi)有地址重疊的IO模件。
[0021]本發(fā)明可以快速的判斷過程控制站內(nèi)IO模件地址發(fā)生重疊的異常狀況，并有效的防范這種異常情況對現(xiàn)場設(shè)備造成的損害；硬件實現(xiàn)判斷過程控制站內(nèi)IO模件地址重疊的處理方法簡化了過程控制器和IO模件之間的通信協(xié)議，保證了過程控制站和IO模件之間的通信實時性，同時提高了整個過程控制站的控制效果；實現(xiàn)電路簡單可行且成本較低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的過程控制站的整體配置架構(gòu)圖(其中，實線表示IO通信網(wǎng)絡(luò)，虛線表示IO模件地址重疊識別電路連線)；
[0023]圖2為本發(fā)明的IO模件地址重疊識別電路原理圖。
【具體實施方式】
[0024]為使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。[0025]參見圖1，過程控制器和IO模件之間通過IO通信網(wǎng)絡(luò)連接；過程控制器和各個IO模件之間通過IO模件地址重疊識別電路(參見圖2，標(biāo)注為“DPU內(nèi)電路”在DPU內(nèi)實現(xiàn)；標(biāo)注為“ IO模件η電路”在各個IO模件內(nèi)實現(xiàn)，每個IO模件內(nèi)的電路一樣)連接。
[0026]連接在此IO通信網(wǎng)絡(luò)上的IO模件地址需要設(shè)置成不一樣。
[0027]連接在此IO通信網(wǎng)絡(luò)上的IO模件都需要在過程控制站進(jìn)行配置，配置信息包括IO模件地址和類型。
[0028]過程控制器按照配置好的IO模件信息來訪問這些IO模件，訪問數(shù)據(jù)中需要包含IO模件的地址信息；
[0029]過程控制器訪問任意一個IO模件時，被訪問到的IO模件(根據(jù)訪問數(shù)據(jù)中的地址是否和自身匹配來確定是否訪問到自己)將通過通信報文回傳自己的數(shù)據(jù)和類型。
[0030]本發(fā)明設(shè)計了一套獨特的電路用來監(jiān)測IO網(wǎng)絡(luò)上有沒有發(fā)生IO模件地址重疊；在過程控制器內(nèi)設(shè)計了一個比較電路，比較電路的正端輸入電壓為固定值；負(fù)端輸入電壓根據(jù)站內(nèi)IO模件地址是否發(fā)生重疊而變化。
[0031]比較電路的負(fù)端與多個開關(guān)電路的公共端之間還連接有R1、R2和R3 ;比較電路的正端連接有R4、R5和R6。
[0032]本發(fā)明的識別方法，具體包括以下幾個步驟:
[0033](I)對每個IO模件設(shè)置不一樣的地址及類型，具體通過在IO模件上的硬件電路設(shè)置或者軟件設(shè)置均可。
[0034](2)在過程控制器上配置每個IO模件的地址及類型。
[0035]參見圖2，比較電路正端電壓為一固定值V+ ;此電壓值根據(jù)電阻Rl、R2和R3的電阻值不同而變化。比較電路負(fù)端電壓為V-，此電壓值將根據(jù)電阻R4、R5和R6的電阻值不同以及IO模件內(nèi)開關(guān)電路是否閉合而改變。
[0036](3)當(dāng)IO通信網(wǎng)絡(luò)上沒有IO模件響應(yīng)通信時，此時沒有任何開關(guān)電路閉合，v->v+，比較電路的輸出MACK信號為低電平。
[0037]在過程控制器訪問任意一個IO模件時，被訪問到的IO模件(根據(jù)訪問數(shù)據(jù)中的地址是否和自身匹配來確定是否訪問到自己)將自己的10n_ACK信號設(shè)置為高電平，開關(guān)電路閉合，IO模件電阻接入電路；此時比較電路負(fù)端電壓V-將降低，但是還是保持V->V+，比較電路的輸出MACK信號依然為低電平；
[0038]當(dāng)IO通信網(wǎng)絡(luò)上所有的IO模件地址沒有重疊時，也就是過程控制器只能和一個IO模件進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)交換，即在同一時刻，只有唯一的一個開關(guān)電路閉合，此時，比較電路的輸出MACK信號將為低電平；
[0039]當(dāng)IO通信網(wǎng)絡(luò)上有兩個或兩個以上的IO模件地址重疊時，此時過程控制器將和所有相同地址的IO模件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，這種情況下，在同一時刻，將有兩個或兩個以上開關(guān)電路閉合，此時，比較電路負(fù)端電壓V-將繼續(xù)降低，使得v-〈v+，比較電路的輸出MACK信號將變?yōu)楦唠娖剑?br> [0040]當(dāng)過程控制器監(jiān)測到MACK信號為高時，則可確認(rèn)當(dāng)前過程控制站內(nèi)有地址重疊的IO模件。
[0041 ] 本發(fā)明利用簡單的比較電路就可以保證準(zhǔn)確的識別過程控制站內(nèi)IO模件地址重疊的異常狀況，同時保證了整個過程控制站的控制效果。[0042]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種過程控制站內(nèi)IO模件地址重疊識別系統(tǒng)，包括多個IO模件和過程控制器，其特征在于， 所述多個IO模件分別通過IO通信網(wǎng)絡(luò)、IO模件地址重疊識別電路與過程控制器相連接; 所述IO模件地址重疊識別電路包括設(shè)置在過程控制器內(nèi)的過程控制器內(nèi)電路和多個IO模件電路； 所述IO模件電路包括與對應(yīng)的IO模件相連接的IO模件電阻和與IO模件電阻另一端相連接的開關(guān)電路； 所述過程控制器內(nèi)電路包括正端輸入電壓為固定值、負(fù)端輸入電壓根據(jù)過程控制站內(nèi)IO模件地址是否重疊而變化的比較電路，所述比較電路的負(fù)端與多個開關(guān)電路的公共端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述過程控制站內(nèi)IO模件地址重疊識別系統(tǒng)的識別方法，其特征在于，具體包括以下幾個步驟: (1)對每個IO模件設(shè)置不一樣的地址及類型； (2)在所述過程控制器上配置每個IO模件的地址及類型； (3)當(dāng)IO通信網(wǎng)絡(luò)上沒有IO模件響應(yīng)通信時，此時沒有任何開關(guān)電路閉合，比較電路負(fù)端電壓ν->比較電路正端電壓V+，所述比較電路的輸出MACK信號為低電平； 在過程控制器訪問任意一個IO模件時，被訪問到的IO模件將自己的10n_ACK信號設(shè)置為高電平，開關(guān)電路閉合，IO模件電阻接入電路，此時，比較電路負(fù)端電壓V-將降低，但是還是保持比較電路負(fù)端電壓V-〉比較電路正端電壓V+，比較電路的輸出MACK信號依然為低電平； 當(dāng)IO通信網(wǎng)絡(luò)上所有的IO模件地址沒有重疊時，即過程控制器只能和一個IO模件進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)交換，此時，只有唯一的一個開關(guān)電路閉合，比較電路的輸出MACK信號將為低電平； 當(dāng)IO通信網(wǎng)絡(luò)上有兩個或兩個以上的IO模件地址重疊時，此時過程控制器將和所有相同地址的IO模件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，此時，將有兩個或兩個以上開關(guān)電路閉合，比較電路負(fù)端電壓V-將繼續(xù)降低，使得比較電路負(fù)端電壓V-〈比較電路正端電壓V+，比較電路的輸出MACK信號將變?yōu)楦唠娖剑? 當(dāng)所述過程控制器監(jiān)測到MACK信號為高電平時，則可確認(rèn)當(dāng)前過程控制站內(nèi)有地址重疊的IO模件。
【文檔編號】G05B19/418GK103853140SQ201410073867
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】吳勝華 申請人:南京國電南自美卓控制系統(tǒng)有限公司