用于对工业控制系统的模块类型进行合并的方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]工业控制系统(ICS)包含在多种工业环境及重要的基础设施中使用的几种类型的工业和过程控制系统。示例工业控制系统(ICS)包括但不限于:监测控制和数据采集(SCADA)系统、分布式控制系统(DCS)、以及使用例如可编程逻辑控制器(PLC)等的其它控制设备。使用从工业或基础设施环境中的远程站中所收集的信息，可以将自动化的和/或操作员驱动的监测命令传输至远程站控制设备。这些控制设备可以控制各种本地操作，例如，打开和/或关闭阀门和断路器、操作螺线管、从传感器系统中收集数据、以及针对报警条件而监视本地环境。
【发明内容】
[0002]描述了一种可编程的分立输入模块。在一个或多个实施例中，可编程分立输入模块包括被配置以基于输入信号而生成脉冲宽度调制信号的脉冲宽度调制模块，以及被配置以生成经解调的脉冲宽度信号的脉冲宽度解调模块。隔离器被配置以隔离脉冲宽度调制模块和脉冲宽度解调模块。隔离器基于脉冲宽度调制信号来生成经隔离的经调制的脉冲宽度信号，该经隔离的经调制的脉冲宽度信号被提供至脉冲宽度解调模块以生成经解调的脉冲宽度信号。第一比较器和第二比较器将经解调的脉冲宽度信号与相应的可编程参考进行比较。数字滤波器对由第一比较器或第二比较器输出的比较信号进行滤波以生成分立输入信号。
[0003]提供了该
【发明内容】
以用简化形式介绍在下文的【具体实施方式】中进一步描述的一组选择的概念。本
【发明内容】
不旨在确定所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用作确定所要求保护的主题的范围的辅助。
【附图说明】
[0004]参照附图描述了【具体实施方式】。【具体实施方式】和图中的不同的实例中相同的附图标记的使用可以指示相似或相同的项。
[0005]图1是根据本公开的示例实现的示出了工业控制系统的框图。
[0006]图2是根据本公开的示例实现的示出了可编程分立输出模块的框图。
[0007]图3A和3B是根据本公开的具体实现的示出了在图2中所示出的可编程分立输出模块的电路图。
[0008]图4是根据本公开的示例实现的示出了可编程分立输入模块的框图。
[0009]图5是根据本公开的具体实现的示出了在图4中所示出的可编程分立输入模块的电路图。
[0010]图6是根据本公开的示例实现的示出了计算设备的框图，其中，计算设备可以实现为现场可编程门阵列设备、专用集成电路设备等。
[0011]图7是根据本公开的示例实现的示出了针对是否发生了过流事件的示例方法的流程图。
[0012]图8是根据本公开的示例实现的示出了用于生成分立输入信号的示例方法的流程图。
【具体实施方式】
[0013]挺述
[0014]工业控制系统/过程控制系统通常包括输入/输出模块，输入/输出模块被配置以与输入装置接合，或者经由电源底板向过程中或现场中的输出装置发送指令。例如，输入/输出模块可以用于与过程传感器接合，以用于测量与工业过程相关联的特性。在另一个实例中，输入/输出模块可以用于与电机接合，以用于控制电机的运行。所以，各种输入/输出模块可以需要与系统的各种输入/输出装置接合。例如，与输入/输出模块接合的各种装置可以在不同的电压等级或电压类型下运行。因此，特定的装置可以需要专用的输入/输出模块。例如，针对在二十四伏特(24V)电压下运行的第一装置(例如，传感器)可以需要专用输入/输出模块，并且针对在二百四十伏特(240V)电压下运行的第二装置(例如，电机)需要另一个专用输入/输出模块。
[0015]由此，公开了可编程分立输出模块。在一个或多个实现中，可编程分立输出模块包括电流感测电路，其用于生成指示电流值的电流感测信号。例如，电流感测电路可以包括与阻抗元件并联连接的差分放大器。差分放大器被配置以生成表示跨阻抗元件的电压降的输出信号(例如，电流感测信号)，其指示通过电流感测电路的电流。可编程分立输出模块还包括比较器，其被配置以将电流感测信号与过流参考进行比较，并且生成指示是否发生了过流事件的比较信号。微控制器电连接至比较器，并被配置以基于一个或多个可编程参数来控制(例如，行为上控制)开关元件。可编程参数可以基于被配置以与可编程分立输出模块和/或模块内的电流条件接合的负载来支配开关元件的运行。在实施例中，可编程分立输出模块包括用于向可编程分立输出模块提供电流隔离的一个或多个隔离器。
[0016]可以以硬件、软件、固件或其组合等实现可编程分立输出模块内的组件中的一个或多个。在一些实现中，可编程分立输出模块被配置以与工业控制系统组件接合，这些组件包括但不一定限于在二十四伏特(24V)、四十八伏特(48V)、一百二十伏特(120V)或二百四十伏特(240V)的开关电压下运行的模块。这些组件还可以利用交流(AC)电压或直流(DC)电压运行。因此，模块可以提供通常与多个独立模块相关联的功能(例如，用一个(I)输出模块替代大约八个(8)输出模块的功能)，并且提供AC/DC响应而基本上不包括时间。
[0017]还描述了可编程分立输入模块。在一个或多个实现中，可编程分立输入模块包括被配置以基于输入信号而生成脉冲宽度调制信号的脉冲宽度调制模块，以及被配置以生成经解调的脉冲宽度信号的脉冲宽度解调模块。隔离器被配置以隔离脉冲宽度调制模块和脉冲宽度解调模块，并且基于脉冲宽度调制信号生成经隔离的经调制的脉冲宽度信号，以供脉冲宽度解调模块生成经解调的脉冲宽度信号。可编程分立输入模块还包括用于将经解的调脉冲宽度信号与相应的可编程参考进行比较的第一比较器和第二比较器。数字滤波器被配置以对由第一比较器或第二比较器输出的比较信号进行滤波，从而生成分立输入信号。
[0018]该可编程分立输入模块可利用现有的组件以允许用户选择可编程参考或设置点，以及可编程迟滞，其与其它可编程分立输出模块相比可以降低运行成本。可以以硬件、软件、固件或其组合等实现可编程分立输出模块内的组件中的一个或多个。在一些实施例中，可编程分立输入模块被配置以与工业控制系统控制组件接合，这些组件包括但不一定局限于可以在二十四伏特(24V)、四十八伏特(48V)、一百二十伏特(120V)或二百四十伏特(240V)的开关电压下运行的组件。这些组件也可以利用交流(AC)电压或直流(DC)电压运行。因此，可编程分立输入模块可以提供通常与多个独立的可编程分立模块相关联的功能(例如，用一个(I)卡替代大约十六个(16)卡的功能)，并且提供AC/DC响应而基本上不包括时间。
[0019]示例工业控制系统/过程控制系统
[0020]图1示出了用于控制或操作一个或多个工业控制系统组件(如传感器、电机等)的工业控制系统/过程控制系统100。在实施例中，工业控制系统/过程控制系统100包括计算设备102，计算设备102包括处理器104和存储器106。处理器104为计算设备102提供处理功能，并且可以包括任意数量的处理器、微控制器、或其它处理系统，以及用于存储数据或者由计算设备102存取或生成的其它信息的常驻或外部存储器。处理器104可以执行实现在本文中所描述的技术的一个或多个软件程序(例如，模块)。
[0021]存储器106是有形的计算机可读介质的示例，其提供用于存储与计算设备102相关联的操作、在本文中所描述的软件功能、、或者用于指示处理器104以及计算设备102的其它元件执行在本文中所描述的步骤的其它数据的存储功能。尽管计算设备102内仅示出了单个存储器106，但是可以采用宽泛的多种类型和组合的存储器。存储器106可以与处理器104集成，可以是独立的存储器，也可以是二者的组合。存储器可以包括例如可移动或不可移动的存储器元件，例如RAM、ROM、闪速存储器(如SD卡、迷你SD卡、微型SD卡)、磁、光学、USB存储设备等。
[0022]计算设备102经由包括在计算设备102中的通信模块112通过通信网络110通信地耦合至一个或多个输入/输出(I/O)模块108(即，现场设备、可编程分立输入/输出设备，例如，可编程分立输出模块200或可编程分立输入模块400)。在本公开的具体的实现中，通信网络110包括用于给相应的模块200、400的电路供电和/或提供通信的底板113。在其它实现中，通信网络可以至少部分包括构想的多种不同类型的网络和连接，包括但不仅限于:交换结构、互联网、内联网、卫星网络、蜂窝网络、移动数据网络、有线和/或无线连接等。
[0023]无线网络可以包括多个通信标准、协议和技术中的任何一个，多个通信标准、协议和技术包括但不限于:全球移动通讯系统(GSM)、增强型数据GSM环境(EDGE)、高速下行链路分组接入(HSDPA)、宽带码分多址(WfDMA)、码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、蓝牙、无线保真(W1-Fi)(例如，IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.1Ig和/或IEEE 802.11η)、互联网协议语音(￥01?)、胃1-1^、针对电子邮件的协议(例如，互联网消息访问协议(^^)和/或邮局协议(Ρ0Ρ))、即时消息(例如，可扩展消息传送和呈现利用协议(ΧΜΡΡ))、即时消息传送和呈现利用扩展的会话初始协议(SMPLE)、和/或即时消息传送和呈现服务(M