一种基于CAN总线的分散控制系统结构的制作方法

本实用新型涉及一种基于CAN总线的分散控制系统结构，属于电厂集散控制系统技术领域。

背景技术：

CAN是控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)的简称，CAN总线是目前应用最广泛的现场总线之一，在嵌入式系统和工业控制中广泛应用。

现有分散控制系统结构复杂，控制单元和输入输出单元之间的数据交换复杂，通信协议多，安全性和可靠性不高等缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于CAN总线的分散控制系统结构，解决现有分散控制系统结构复杂，控制单元和输入输出单元之间的数据交换复杂、通信协议多，安全性和可靠性不高等缺陷。

为达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供的一种基于CAN总线的分散控制系统结构，包括控制器、输入模块和输出模块，其中，所述控制器通过CAN总线分别与输入模块和输出模块连接。

优选地，所述输入模块包括模拟量输入模件、数字量输入模件、热电偶输入模件和热电阻输入模件。

优选地，所述输出模块包括模拟量输出模件和数字量输出模件。

优选地，所述控制器、模拟量输入模件、数字量输入模件、热电偶输入模件、热电阻输入模件、事件顺序记录模件、模拟量输出模件和数字量输出模件均通过第一CAN总线与第二CAN总线连接。

优选地，所述控制器、模拟量输入模件、数字量输入模件、热电偶输入模件、热电阻输入模件、事件顺序记录模件、模拟量输出模件和数字量输出模件均连接有CAN总线收发器模块。

优选地，所述CAN总线收发器模块通过第一CAN总线与第二CAN总线连接。

优选地，所述控制器为一个或两个。

优选地，所述控制器还通过CAN总线连接有存储模块。

优选地，所述存储模块为时间顺序记录模件。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的一种基于CAN总线的分散控制系统结构，包括的控制器、输入模块和输入模块的数据通信采用CAN总线协议，数据通信安全可靠，数据交换由发起方发送，接收方进行确认，使得该系统结构简单清晰。

进一步的，当控制器为多个时，两块控制器FCP互为冗余，一块工作在主控制器模式，另一块工作在备控制器模式，该结构使得控制系统安全等级更高。

附图说明

图1是双控制器的分散控制系统结构；

图2是单控制器的分散控制系统结构；

具体实施方式

下面结构附图1、图2，对本实用新型进一步详细说明。

本实用新型提供的一种基于CAN总线的分散控制系统结构，包括控制器FCP、模拟量输入模件FAI、数字量输入模件FDI、热电偶输入模件FTC、热电阻输入模件FRT、事件顺序记录模件FSE、模拟量输出模件FAO和数字量输出模件FDO，其中，所述控制器FCP通过CAN总线分别与模拟量输入模件FAI、数字量输入模件FDI、热电偶输入模件FTC、热电阻输入模件FRT、事件顺序记录模件FSE、模拟量输出模件FAO和数字量输出模件FDO连接。

同时，所述控制器FCP、模拟量输入模件FAI、数字量输入模件FDI、热电偶输入模件FTC、热电阻输入模件FRT、事件顺序记录模件FSE、模拟量输出模件FAO和数字量输出模件FDO均通过CAN总线连接有CAN总线收发器模块D，通过CAN总线收发器模块D实现控制器FCP与各个模件之间数据的双向交换。

具体地，所述控制器FCP采用的是型号为FCP01的分散控制系统的处理器单元，能够执行工程师组态的控制策略，可执行多种过程控制算法并实现对控制目标的调节控制；

所述模拟量输入模件FAI采用的是型号为AI01的分散控制系统的一种模拟量输入模件，能够将4-20mA电流型号转换成数字信号；

所述数字量输入模件FDI采用的是型号为DI01的分散控制系统的一种数字量输入模件，能够将开关量信号采集输入；

所述热电偶输入模件FTC采用的是型号为TC01的分散控制系统的一种温度测量模件，能够实现温度信号的采集和输入；

所述热电阻输入模件FRT采用的是型号为RT01的分散控制系统的一种温度测量模件，能够实现温度信号的采集；

所述时间顺序记录模件FSE采用的是型号为SOE01的分散控制系统的一种数据采集模件，能够以高分标率记录连续的事件发生的顺序和事件发生的时间；

所述模拟量输出模件FAO采用的是型号AO01的分散控制系统的一种模拟量输出模件，用以将模拟量指令通过电流信号输出；

所述数字量输出模件FDO采用的是型号为DO01的分散控制系统的一种数字量输出模件，用以输出开关量信号；

所述CAN总线收发器模块D包括型号为SJA1000T的CAN总线控制器和型号为82C250的CAN总线收发器，用以实现CAN总线协议的功能，协调控制器FCP和各个模件之间通过CAN总线进行数据交换。

系统的工作过程分为两个阶段：初始化阶段和运行阶段；

在初始化阶段：所述控制器FCP通过CAN总线收发器D将配置报文按照各个模件与控制器的相对位置由近及远依次发送给模件，各个模件在接收到配置报文后依据报文中的模件地址、通讯周期对模件进行配置，模件配置完成后通过各自的CAN总线收发器将确认报文回送给控制器FCP,控制器FCP通过CAN总线收发器接收到确认报文后初始化阶段结束；

运行阶段：初始化结束后，系统进入运行阶段，所述控制器FCP通过CAN总线收发器D接收来自模拟量输入模件FAI、数字量输入模件FDI、热电偶输入模件FTC、热电阻输入模件FRT和时间顺序记录模件FSE的输入报文，然后根据输入数据按照控制策略设置的周期执行控制算法,同时将执行结果发送给模拟量输出模件FAO和开关量输出模件FDO。

所述该系统结构根据控制器FCP的数量分为单控制器FCP结构和双控制器FCP结构。其中，所述双控制器FCP结构中，两块控制器FCP互为冗余，一块工作在主控制器模式，另一块工作在备控制器模式；所述单控制器FCP结构只有一块工作在主控制器模式的控制器FCP。双控制器FCP结构安全等级高，单控制器FCP结构安全等级低。

本实用新型和现有技术相比，具有如下优点：

1、控制器FCP和模件的数据通信采用CAN总线协议，数据通信安全可靠，数据交换由发起方发送，接收方进行确认。

2、输入输出模件和控制器之间统一采用CAN总线进连接，系统结构简单清晰。