分布式控制系統接入方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種分布式控制系統接入方法和裝置。涉及自動化領域；解決了現有DCS系統的性能問題。該方法包括：收集Profibus信號；對所述Profibus信號進行協議轉換得到分布式控制系統(DCS)信號。本發明提供的技術方案適用于Profibus現場設備，實現了DCS系統對Profibus信號的兼容。
【專利說明】分布式控制系統接入方法和裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及自動化領域，尤其涉及一種分布式控制系統接入方法和裝置。
【背景技術】
[0002]分布式控制系統(DCS，Distributed Control System，又稱之為集散控制系統)是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統，綜合了計算機(Computer)、通訊(Communication)、顯不(CRT)和控制(Control)等4C技術,其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態方便。DCS自1975年問世以來，已經經歷了三十多年的發展歷程。在這三十多年中，DCS雖然在系統的體系結構上沒有發生重大改變，但是經過不斷的發展和完善，其功能和性能都得到了巨大的提高。總的來說，DCS正在向著更加開放，更加標準化，更加產品化的方向發展。
[0003]目前在DCS系統中，不提供現場總線(PiOfibus)接入能力。故開發一種能夠使具有現場總線(ProfibusDP)接入能力的現場設備接入DCS系統的卡。
[0004]現有方式具有如下不足:
[0005]1、不提供Profibus接口，不具有開放性，Profibus DP的設備不能接入。
[0006]2、采用非ProfibusDP協議的現場設備時，預制電纜長，可靠性較低，出錯率高。
[0007]3、配線多，成本高電裝工作量大。
【發明內容】
[0008]本發明提供了一種分布式控制系統接入方法和裝置，解決了現有DCS系統的性能問題。
[0009]一種分布式控制系統接入方法，包括:
[0010]收集現場總線(Profibus)信號；
[0011]對所述Profibus信號進行協議轉換得到分布式控制系統(DCS)信號。
[0012]優選的，所述收集Profibus信號包括:
[0013]驅動Profibus DP從設備輸出信號；
[0014]讀取所述Profibus DP從設備輸入的信號。
[0015]優選的，所述對所述Profibus信號進行協議轉換得到DCS信號的步驟之后，還包括:
[0016]將所述DCS信號發送至DPU。
[0017]優選的,所述收集Profibus信號的步驟之前還包括:
[0018]存儲符合Profibus協議規定的程序。
[0019]優選的，對所述Profibus信號進行協議轉換得到DCS信號具體為:
[0020]根據預置的狀態機轉化過程對所述Profibus信號進行協議轉換得到DCS信號。
[0021]本發明還提供了一種分布式控制系統接入裝置，包括:
[0022]采集模塊,用于收集Profibus信號；[0023]轉換模塊，用于對所述Profibus信號進行協議轉換得到DCS信號。
[0024]優選的，所述采集模塊包括:
[0025]驅動單元，用于驅動Profibus DP從設備輸出信號；
[0026]讀取單元,用于讀取所述Profibus DP從設備輸入的信號。
[0027]優選的，上述分布式控制系統接入裝置還包括:
[0028]輸出模塊,用于將所述DCS信號發送至分布式處理單元(DistributedProcessorUnit,DPU)。
[0029]優選的，上述分布式控制系統接入裝置還包括:
[0030]存儲模塊，用于存儲符合Profibus協議規定的程序。
[0031]本發明提供了一種分布式控制系統接入方法和裝置，收集現場總線Profibus信號，并對所述Profibus信號進行協議轉換得到DCS信號，實現了 DCS系統對Profibus信號的兼容，解決了現有DCS系統的性能問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1為本發明的實施例一提供的一種協議轉換卡的結構示意圖；
[0033]圖2為本發明的實施例一提供的又一種協議轉換卡的結構示意圖；
[0034]圖3為本發明的實施例一提供的一種支持Profibus的DCS系統結構圖；
[0035]圖4為本發明的實施例一中一種電路設計示意圖；
[0036]圖5為本發明的實施例二中提供的一種分布式控制系統接入方法流程圖；
[0037]圖6為本發明的實施例二中狀態機轉換的邏輯示意圖；
[0038]圖7為本發明的實施例三提供的一種分布式控制系統接入裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0039]現有的DCS中，不提供現場總線(Profibus)接入能力。故開發一種能夠使具有現場總線(ProfibusDP)接入能力的現場設備接入DCS系統的卡。
[0040]現有方式具有如下不足:
[0041]1、不提供Profibus接口，不具有開放性，ProfibusDP的設備不能接入。
[0042]2、采用非ProfibusDP協議的現場設備時，預制電纜長，可靠性較低，出錯率高。
[0043]3、配線多，成本高電裝工作量大。
[0044]為了解決上述問題，本發明的實施例提供了一種DCS接入方法。下文中將結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。
[0045]首先結合附圖，對本發明的實施例一進行說明。
[0046]為了解決現有DCS不提供Profibus接入的問題，本發明的實施例提供了一種協議轉換卡，該協議轉換卡的結構如圖1所示，包括:
[0047]程序存儲單元101，數據存儲單元107，RS485通訊接口 108，協議處理器102，邏輯處理單元103，雙端口存儲器104，通訊處理器105，網絡接口 106 ;協議處理器102與程序存儲單元101、數據存儲單元107、RS485通訊接口 108、邏輯處理單元103、雙端口存儲器104相連；雙端口存儲器104與協議處理器102、通訊處理器105相連；通訊處理器105與網絡端口 106相連。
[0048]如圖2所示，程序存儲單元101包括一個存儲芯片UlOll (具體為W29C040芯片)。該存儲芯片UlOll用于存儲Profibus DP協議主站程序以及相關協議數據。數據存儲單元107包括兩個存儲芯片U1071、U1072(具體為BS62LV4006SI芯片)。芯片U1071和U1072用于存儲程序運行中的數據變量。協議處理器單元102包括一個處理器芯片U1021和一個電源芯片U1022 (具體為VRB2405芯片)以及復位芯片U1023 (具體為MAX706CSA芯片)及24MHZ晶振U1024。該協議處理單元102是協議處理的中央處理器，完成協議的指令的執行。邏輯處理單元103包括一個CPLD芯片U1031 (具體為XC9536芯片)，該芯片主要完成協議處理單元102和雙端口存儲器單元104的邏輯功能。通訊處理器單元105，包括一個現有網絡通訊處理器，主要完成相關的網絡通信。RS485通訊接口單元108，包括四個通訊芯片U1081、U1082、U1083、U1084(具體為 ADM2486 芯片)。
[0049]優選的，可將上述協議轉換卡加入現有的DCS系統，構建一個支持Prof ibus的DCS系統，如圖3所示，協議轉換卡主要完成與下層現場設備之間的通訊，將具有ProfibusDP從站設備的數據通過協議轉換卡送到DPU中，然后送到工程師站(計算機)。
[0050]優選的,協議轉換卡裝置采用模塊插接式設計,Profibus協議集成于Profibus協議卡上，DCS通訊協議集成在主板上，如圖4所示，主板與Profibus協議卡通過PC104總線插接在一起，主板與協議卡之間接插端子連接。
[0051 ] 下面結合附圖，對本發明的實施例二進行說明。
[0052]本發明實施例提供了一種分布式控制系統接入方法，使用該方法，能夠控制本發明實施例一所提供的協議轉換卡完成Profibus和DCS協議之間的轉換，具體流程如圖5所示，包括:
[0053]步驟501、存儲符合Profibus協議規定的程序；
[0054]本步驟中，在協議轉換卡內存入符合Profibus協議規定的程序,作為將Profibus協議轉換為DCS協議的指令執行序列。
[0055]步驟502、收集 Prof ibus 信號；
[0056]本步驟中，首先，由協議轉換卡驅動Profibus DP從設備輸出信號，同時讀取所述Profibus DP從設備輸入的信號。
[0057]步驟503、對所述Profibus信號進行協議轉換得到DCS信號；
[0058]本步驟中，可根據預置的一系列狀態機對采集得到的Profibus信號進行轉換，可用C語言在單片機上實現Profibus DP協議的主站DPVl功能和二類主站功能，以下為一種狀態機轉換的邏輯方式，如圖6所示。
[0059]步驟504、將所述DCS信號發送至DPU。
[0060]下面結合附圖，對本發明的實施例三進行說明。
[0061]本發明實施例提供了一種分布式控制系統接入裝置，該裝置的結構如圖7所示，包括:
[0062]采集模塊701，用于收集Profibus信號；
[0063]轉換模塊702，用于對所述Profibus信號進行協議轉換得到DCS信號。
[0064]優選的，所述采集模塊702包括:
[0065]驅動單元，用于驅動Profibus DP從設備輸出信號；[0066]讀取單元,用于讀取所述Profibus DP從設備輸入的信號。
[0067]優選的，上述分布式控制系統接入裝置還包括:
[0068]輸出模塊703，用于將所述DCS信號發送至DPU。
[0069]優選的，上述分布式控制系統接入裝置還包括:
[0070]存儲模塊704，用于存儲符合Profibus協議規定的程序。
[0071]本發明的實施例提供了一種分布式控制系統接入方法和裝置，收集現場總線Profibus信號，并對所述Profibus信號進行協議轉換得到DCS信號，實現了 DCS系統對Profibus信號的兼容，解決了現有DCS系統的性能問題，提高了系統可靠性。
[0072]由于原有系統安裝每個采集設備都有單獨連線與DPU相連，使用線纜多，采用Profibus協議卡后，Profibus設備采用的是總線式連接，采集設備直接接入主干總線，故減少了安裝和電纜費用，簡化配線，降低成本，提高生產率。
[0073]本領域普通技術人員可以理解上述實施例的全部或部分步驟可以使用計算機程序流程來實現，所述計算機程序可以存儲于一計算機可讀存儲介質中，所述計算機程序在相應的硬件平臺上(如系統、設備、裝置、器件等)執行，在執行時，包括方法實施例的步驟之一或其組合。
[0074]可選地，上述實施例的全部或部分步驟也可以使用集成電路來實現，這些步驟可以被分別制作成一個個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現。這樣，本發明不限制于任何特定的硬件和軟件結合。
[0075]上述實施例中的各裝置/功能模塊/功能單元可以采用通用的計算裝置來實現，它們可以集中在單個的計算裝置上，也可以分布在多個計算裝置所組成的網絡上。
[0076]上述實施例中的各裝置/功能模塊/功能單元以軟件功能模塊的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。上述提到的計算機可讀取存儲介質可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。
[0077]任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以權利要求所述的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種分布式控制系統接入方法，其特征在于，包括: 收集現場總線(Profibus)信號； 對所述Profibus信號進行協議轉換得到分布式控制系統(DCS)信號。
2.根據權利要求1所述的分布式控制系統接入方法，其特征在于，所述收集Profibus信號包括: 驅動Profibus DP從設備輸出信號； 讀取所述Profibus DP從設備輸入的信號。
3.根據權利要求1所述的分布式控制系統接入方法，其特征在于，所述對所述Profibus信號進行協議轉換得到DCS信號的步驟之后，還包括: 將所述DCS信號發送至DPU。
4.根據權利要求1所述的分布式控制系統接入方法，其特征在于，所述收集Profibus信號的步驟之前還包括: 存儲符合Profibus協議規定的程序。
5.根據權利要求1所述的分布式控制系統接入方法，其特征在于，對所述Profibus信號進行協議轉換得到DCS信號具體為: 根據預置的狀態機轉化過程對所述Profibus信號進行協議轉換得到DCS信號。
6.一種分布式控制系統接入裝置，其特征在于，包括: 采集模塊，用于收集Profibus信號； 轉換模塊，用于對所述Profibus信號進行協議轉換得到DCS信號。
7.根據權利要求6所述的分布式控制系統接入裝置，其特征在于，所述采集模塊包括: 驅動單元，用于驅動Profibus DP從設備輸出信號； 讀取單元，用于讀取所述Profibus DP從設備輸入的信號。
8.根據權利要求6所述的分布式控制系統接入裝置，其特征在于，該裝置還包括: 輸出模塊，用于將所述DCS信號發送至分布式處理單元(DPU)。
9.根據權利要求6所述的分布式控制系統接入裝置，其特征在于，該裝置還包括: 存儲模塊，用于存儲符合Profibus協議規定的程序。
【文檔編號】G05B19/418GK103838191SQ201210477155
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月21日 優先權日:2012年11月21日
【發明者】潘鋼, 田雨聰, 夏明 , 馬英, 麻貴峰, 丁娟, 王春燕, 翟婉波, 張立然, 常寧 申請人:北京國電智深控制技術有限公司, 國家電網公司