一种集散控制系统和自动化控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及自动化控制技术领域，尤其涉及一种集散控制系统和自动化控制系统。


背景技术：

2.在工业自动化控制领域中，集散控制系统(distributed control system，dcs)系统是工厂最重要的设备之一，系统每个部件的升级、更换和维护等操作都需要非常谨慎，每一次对系统的操作都会对工厂生产造成很大影响，因此工厂要求dcs系统具有较高的可靠性和灵活性。
3.在现有技术中，主流dcs设备均采用如下控制器直接下挂输入输出(inputoutput，io)设备的方式，此时，需要通过工厂停车才能对控制系统进行相关的操作，这种情况下，对dcs系统中任何部件的操作都会影响整个系统的正常运行。工业控制系统需要控制检测设备，控制设备，运算设备，执行设备等多种不同现场设备协同工作才能保证系统正常运行。
4.可见，现有的dcs系统的灵活度很差，严重降低了系统的工作效率。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例的目的是提供一种集散控制系统和自动化控制系统，以解决dcs系统的灵活度很差，严重降低了系统的工作效率的问题。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型实施例是这样实现的：
7.第一方面，本实用新型实施例提供了一种集散控制系统，包括：
8.主控制器、各通讯模块和各io设备，所述主控制器与各通讯模块之间均通过工业以太网连接，各通讯模块与各io设备之间均通过现场总线连接。
9.进一步地，所述集散控制系统包括：至少两个主控制器，且各主控制器与各通讯模块之间均通过工业以太网连接。
10.进一步地，所述各主控制器与各通讯模块之间均通过两路工业以太网连接。
11.进一步地，所述各主控制器之间存在主从关系。
12.进一步地，所述各通讯模块之间存在主从关系。
13.进一步地，所述现场总线为控制器局域网(controller area network，can)总线。
14.进一步地，所述通讯模块为网关。
15.第二方面，本实用新型实施例还提供了一种自动化控制系统，其特征在于，所述自动化控制系统包括如上所述的集散控制系统；所述集散控制系统的各主控制器与各操作模块连接，所述集散控制系统的各io设备与现场设备连接。
16.由以上本实用新型实施例提供的技术方案可见，本实用新型实施例通过主控制器、各通讯模块和各io设备，所述主控制器与各通讯模块之间均通过工业以太网连接，各通讯模块与各io设备之间均通过现场总线连接。通过本实用新型实施例，降低了整个集散控制系统的硬件耦合度，增加了系统的灵活性，提高了工作效率。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型实施例提供的集散控制系统的一种结构示意图；
19.图2为本实用新型实施例提供的集散控制系统的另一种结构示意图；
20.图3为本实用新型实施例提供的自动化控制系统的一种结构示意图。
21.附图标记说明：
22.100-集散控制系统、101-工业以太网、102-现场总线、110-主控制器、120-通讯模块、130-io设备、200-自动化控制系统、210-操作模块、220-现场设备。
具体实施方式
23.本实用新型实施例提供了一种集散控制系统和自动化控制系统。
24.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
25.如图1所示，本实用新型实施例提供一种集散控制系统100，集散控制系统可以包括：主控制器110、各通讯模块120和各io设备130，所述主控制器110与各通讯模块120之间均通过工业以太网101连接，各通讯模块120与各io设备130之间均通过现场总线102连接。
26.所述主控制器110和io设备130分别在不同的硬件上实现自身的功能，并在主控制器110和io设备之间增加通讯模块120。主控制器110不直接带io设备130，通讯模块120通过现场总线可以与所有的io设备130进行通信，从而降低了整个集散控制系统的硬件耦合度。
27.进一步地，所述现场总线102可以为控制器局域网(controller area network，can)总线。
28.进一步地，所述通讯模块120可以为网关等设备，为了简便起见，在下面的实施例中均以网关为例进行举例说明。
29.由以上本实用新型实施例提供的技术方案可见，本实用新型实施例通过主控制器、各通讯模块和各io设备，所述主控制器与各通讯模块之间均通过工业以太网连接，各通讯模块与各io设备之间均通过现场总线连接。通过本实用新型实施例，降低了整个集散控制系统的硬件耦合度，增加了系统的灵活性，提高了工作效率。
30.基于上述实施例，进一步地，为了增加系统的冗余，如图2所示，所述集散控制系统包括：至少两个主控制器110，且各主控制器110与各通讯模块120之间均通过工业以太网101连接。通过在工业以太网101上挂接多个主控制器110，实现主控制器110与io设备130硬件解耦，通过工业以太网101实现数据通信，这样io设备130可以和任意的主控制器110绑定，主控制器110也可以选择任意一个网关120。
31.进一步地，所述各主控制器110与各通讯模块120之间均通过两路工业以太网连
接。
32.如图2所示，在主控制器110上增加两路工业以太网ineta和inetb功能，主控制器软件应用层需要实现两路工业以太网的驱动，两路工业以太网的数据冗余、两路网络通信的故障检测、数据的运算处理等功能。
33.在网关120的功能中也包含两路工业以太网ineta和inetb功能，以及实现网关120和io设备130之间数据通信的现场总线的功能。网关120的软件应用层需要实现工业以太网的驱动、两路工业以太网的数据冗余、两路网络通信的故障检测、现场总线的驱动、现场总线通信的故障检测等功能。
34.网关120可以实现与io设备130之间的现场总线的网络通信的故障检测功能，并实现相关的故障上报功能，主控制器110也需要实现相应的故障处理机制。
35.网关120的故障数据需要通过两路工业以太网的网络通信传输给主控制器110，并在主控制器110中设置相应的处理机制。
36.进一步地，所述各主控制器110之间存在主从关系，并在各主控制器110之间设置了主从判定功能和主从切换功能。
37.进一步地，所述各通讯模块120之间存在主从关系，其中，主通讯模块120用于正常通信，从通讯模块120用于冗余通信使用，并在各网关120中设置了主从判定功能和主从切换功能。
38.由以上本实用新型实施例提供的技术方案可见，本实用新型实施例通过在工业以太网上挂接多个主控制器，并通过两路工业以太网与各网关实现网络通信，降低了整个集散控制系统的硬件耦合度，实现主控制器切换不切换网关，网关切换不切换主控制器，增加了系统的灵活性，并且由于各个设备之间通过标准的工业以太网进行通信，可以容纳第三方设备不会对现有设备造成影响，提高了工作效率。
39.对应上述实施例提供的集散控制系统，基于相同的技术构思，如图3所示，本实用新型实施例提供一种自动化控制系统200，其特征在于，所述自动化控制系统包括如上所述的集散控制系统100；所述集散控制系统100的各主控制器110与各操作模块210连接，所述集散控制系统100的各io设备130与现场设备220连接。所述操作模块210可以包括各操作员站、各工程师、服务器及其他功能站。
40.由以上本实用新型实施例提供的技术方案可见，本实用新型实施例通过自动化控制系统包括如上所述的集散控制系统；所述集散控制系统的各主控制器与各操作模块连接，所述集散控制系统的各io设备与现场设备连接。通过本实用新型实施例，增加了系统的灵活性，提高了工作效率。
41.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
42.本领域技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、装置或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存
储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
43.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。