專利名稱：基于控制局域總線路的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于工業(yè)控制領域，特別涉及一種應用現(xiàn)場系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。
(二).背景技術目前，分布式控制系統(tǒng)(以下簡稱“DCS”)，可以直接完成許多控制功能。隨著計算機的廣泛應用，現(xiàn)場檢測設備與用計算機控制的自動化設備之間待傳輸的信號急劇增加，在DCS中采用一根電纜單向傳輸一個信號，成為控制系統(tǒng)的瓶頸，不能滿足當前控制系統(tǒng)的全數字、雙向、多變量通信的需要。
(三).發(fā)明內容本發(fā)明的目的，是提供一種基于控制局域總線路的現(xiàn)場總線(以下簡稱CAN總線)控制系統(tǒng)。它能實現(xiàn)全數據化、雙向、多變量的通信規(guī)程，適用于計算機控制現(xiàn)場檢測設備。
為達上述目的，本發(fā)明基于控制局域總線路的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，用于智能化現(xiàn)場設備和控制室自動化系統(tǒng)間的全數字化、多站總線式的雙向多信息的通訊規(guī)程，實現(xiàn)互相操作和數字共享，其特征是生產過程中的溫度、流量、壓力等模擬信號，以及極限開關、位置開關等開關信號，經模塊轉換電路轉換成數字信號發(fā)送到Can總線上，經適配器由PC機接受，經PC機中的工業(yè)控制組態(tài)軟件進行處理后(如進行統(tǒng)計、報警、控制等)再經適配器送到Can總線上，輸出模塊將Can總線傳來的數字信號轉換成模擬信號控制閥門等執(zhí)行機構，輸出模塊將Can總線傳來的數字信號轉換為開關量控制閘閥、電機等設備，閥門、執(zhí)行機構、閘閥和電機控制后引起的工藝參數的變化，再經模塊或傳送至Can總線上，以控制整個生產過程。
提供控制局域總線的監(jiān)控站采用在計算機中存放工業(yè)控制組態(tài)軟件。
控制局域總線路的通信適配器內置于監(jiān)控計算機PC插槽上，帶有兩個控制局域總線路接口連接控制局域總線路與監(jiān)控計算機之間的通信部件。
輸入/輸出模塊為模擬量或數字量或其它特殊輸入/輸出模塊。
計算機將現(xiàn)場測量信號的數值處理采用加減乘除、開方乘方、線性化、數學模型等處理?？刂片F(xiàn)場的執(zhí)行機構為閥門、電機、閘閥、繼電器。
本發(fā)明采用CAN總線支持多方式工作，網絡上任何節(jié)點可以在任意時間主動向其它節(jié)點發(fā)送信息，以支持點對點和全局網絡的接受和發(fā)送數據。本發(fā)明采用總線仲裁方式，當出現(xiàn)幾個節(jié)點同時在網絡傳輸信息時，優(yōu)先級高的節(jié)點繼續(xù)傳輸數據，優(yōu)先級低的節(jié)點主動停止發(fā)送，以避免總線沖突，因此本發(fā)明能實現(xiàn)全數字化、雙向、多變量的通信規(guī)程，適用于計算機控制現(xiàn)場檢測設備。
下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。
(四).


圖1為本發(fā)明的CAN總線傳輸、控制方框圖。
(五).具體實施方式
CAN總線系統(tǒng)由智能節(jié)點、CAN總線適配器、上位監(jiān)控站計算機、網絡通信媒體以及相關的監(jiān)控軟件組成。其中
CAN總線智能節(jié)點，是CAN總線控制系統(tǒng)的基本單元，也是直接與現(xiàn)場設備進行I/O連接并與CAN總線進行網絡通信的基本單元。它提供模塊和數字量的輸入/輸出，直接或通過變送器與多種標準信號傳感器、執(zhí)行器連通，直接處理傳感器的弱信號，根據上位監(jiān)控站的運算處理輸出控制信號。
CAN總線通信適配器內置與上位監(jiān)控計算機PC插槽上，帶有兩個CAN總線接口，是連接CAN總線網絡和上位監(jiān)控計算機之間的通信部件。
CAN總線節(jié)點智能模塊分CAN通信模塊、通信控制模塊和I/O通信模塊。CAN通信模塊負責與CAN網絡通信，主要由CAN通信控制器、CAN收發(fā)器和單片處理器(MPU)組成，通過DC-DC轉換向其它模塊提供電源；通信控制模塊以單片處理器(MPU)為核心，內含模-數和數-模轉換等電路，對各I/O通信進行采集和處理，與CAN通信模塊進行數據交換；I/O通信模塊主要對現(xiàn)場的模擬量和開關信號進行采集、信號調理和輸出。
參見圖1。模擬量信號、開關信號通過輸入節(jié)點轉換為數據和CAN總線通訊信號，經CAN總線和適配器傳遞給計算機，在計算機中存放工業(yè)控制組態(tài)軟件。計算機將現(xiàn)場測量信號，經過數值處理和各種控制計算機，計算機將現(xiàn)場測量信號的數值處理采用加減乘除、開方乘方、線性化、數學模型等處理，將其結果通過適配器和總線傳遞給輸出節(jié)點，控制局域總線路的通信適配器內置于監(jiān)控計算機PC插槽上，帶有兩個控制局域總線路接口連接控制局域總線路與監(jiān)控計算機之間的通信部件。由節(jié)點轉變?yōu)榭刂菩盘?，以控制現(xiàn)場的執(zhí)行機構如閥門、電機、閘閥、繼電器等。輸入/輸出模塊為模擬量或數字量或其它特殊輸入/輸出模塊。
生產過程中的溫度、流量、壓力等模擬信號，以及極限開關、位置開關等開關信號，經模塊4或模塊6轉換電路轉換成數字信號發(fā)送到Can總線3上，經適配器2由PC機1接受，經PC機1中的工業(yè)控制組態(tài)軟件進行處理后(如進行統(tǒng)計、報警、控制等)再經適配器2送到Can總線3上，輸出模塊5將Can總線3傳來的數字信號轉換成模擬信號控制閥門等執(zhí)行機構，輸出模塊7將Can總線傳來的數字信號轉換為開關量控制閘閥、電機等設備，閥門、執(zhí)行機構、閘閥和電機控制后引起的工藝參數的變化，再經模塊4或6傳送至Can總線3上，由此往復使整個生產過程實現(xiàn)自動控制。
權利要求
1.一種基于控制局域總線路的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，用于智能化現(xiàn)場設備和控制室自動化系統(tǒng)間的全數字化、多站總線式的雙向多信息的通訊規(guī)程，實現(xiàn)互相操作和數字共享，其特征是生產過程中的溫度、流量、壓力等模擬信號，以及極限開關、位置開關等開關信號，經模塊4或模塊6轉換電路轉換成數字信號發(fā)送到Can總線3上，經適配器2由PC機1接受，經PC機1中的工業(yè)控制組態(tài)軟件進行處理后(如進行統(tǒng)計、報警、控制等)再經適配器2送到Can總線3上，輸出模塊5將Can總線3傳來的數字信號轉換成模擬信號控制閥門等執(zhí)行機構，輸出模塊7將Can總線傳來的數字信號轉換為開關量控制閘閥、電機等設備，閥門、執(zhí)行機構、閘閥和電機控制后引起的工藝參數的變化，再經模塊4或6傳送至Can總線3上，以控制整個生產過程。
2.根據權利要求1所述的基于控制局域總線路的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，其特征是提供控制局域總線的監(jiān)控站采用在計算機中存放工業(yè)控制組態(tài)軟件。
3.根據權利要求1所述的基于控制局域總線路的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，其特征是控制局域總線路的通信適配器內置于監(jiān)控計算機PC插槽上，帶有兩個控制局域總線路接口連接控制局域總線路與監(jiān)控計算機之間的通信部件。
4.根據權利要求1所述的基于控制局域總線路的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，其特征是輸入/輸出模塊為模擬量或數字量或其它特殊輸入/輸出模塊。
5.根據權利要求1所述的基于控制局域總線路的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，其特征是計算機將現(xiàn)場測量信號的數值處理采用加減乘除、開方乘方、線性化、數學模型等處理。
6.根據權利要求1所述的基于控制局域總線路的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，其特征是控制現(xiàn)場的執(zhí)行機構為閥門、電機、閘閥、繼電器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于控制局域總線路的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，其特征是生產過程中的溫度、流量、壓力等模擬信號，以及極限開關、位置開關等開關信號，經模塊4或6轉換成數字信號發(fā)送到Can總線3上，經適配器2到PC機1中的工業(yè)控制組態(tài)軟件進行處理后再經適配器2送到Can總線3上，輸出模塊5將Can總線3傳來的數字信號轉換成模擬信號控制閥門等執(zhí)行機構，輸出模塊7將Can總線傳來的數字信號轉換為開關量控制閘閥、電機等設備，閥門、執(zhí)行機構、閘閥和電機控制后引起的工藝參數的變化，再經模塊4或6傳送至Can總線3上，以控制整個生產過程。本發(fā)明能實現(xiàn)全數據化、雙向、多變量的通信規(guī)程，適用于計算機控制現(xiàn)場檢測設備。
文檔編號H04L12/28GK1466023SQ0213335
公開日2004年1月7日 申請日期2002年6月24日 優(yōu)先權日2002年6月24日
發(fā)明者付三強 申請人:重慶鋼鐵(集團)有限責任公司