CN1057854C - 分布式控制系统 - Google Patents

Abstract

本系统包括控制站FC负责控制操作和远程I/O设备利用远程I/O总线与控制站连接。正常状态时利用远程I/O总线执行循环扫描传输使控制站处理的I/O数据与远程I/O设备侧的I/O数据同等地保持着。控制站设有继续传输服务装置先执行紧急输出传输后执行正常的循环扫描传输；初始化开始传输服务装置仅执行输入的循环扫描传输；及中断持续时间测量装置。电源从故障到恢复时该系统从传输中断迅速恢复正常的过程控制操作。

Description

分布式控制系统

本发明涉及一种用以控制诸如温度和压力之类的过程变量的分布式控制系统。特别地，本发明涉及一种包括有一个负责各种控制操作的控制站和多个远离该控制站的远程输入/输出(I/O)设备用以与传感器和驱动器等交换信号的分布式控制系统。更确切地说本发明涉及分布式控制系统中用以连接控制站与远程I/O设备的数据总线(远程I/O总线)的传输控制。

本发明还涉及处理控制系统电源故障所采取的措施，该系统的控制站和远程I/O设备是由相互独立的电源系统来供电的。

一个典型的分布式控制系统要从一个过程(作为一个受控的系统)提供很多输入信号，并且要向很多控制元件输出控制变量信号。为让整个受控系统受到全面地监测和控制，多个远程I/O设备依照各自指定任务的特性，与控制站进行连络。

一个共享的存储器设置在控制站与多个远程I/O设备之间，该共享存储器可由控制站侧和远程I/O设备侧进行读/写存取，而且为每个远程I/O设备所做的循环扫描传输是通过远程I/O总线来进行，以使该控制站中微处理器所使用的数据缓冲器的内容和远程I/O设备侧的I/O数据同等地维持着。

上述的循环扫描传送是按照预置的传送条件进行的，例如：

(a)远程I/O设备的I/O节点与共享存储器中的各自地址相对应；

(b)每个I/O节点使用的循环扫描传送周期；

(c)为每个I/O节点执行诸如读输入数据、为读回数据交换输出数据之类的传输服务。

上述这种典型的常规的系统被设置以在该系统的电源发生故障且在尔后又从故障状态恢复时，该控制站的微处理器再次执行上述的循环扫描传送。

如上述那样配置的常规系统存在如下问题：当电源从故障状态到恢复供电时，利用远程I/O总线执行的正常传输控制不能立即启动，因为控制站的微处理器一直为电源故障到恢复供电做着各种工作，而且该系统要恢复其正常的过程控制操作需要很多时间。

鉴于先有技术的上述问题，本发明的一个目的是提供一种分布式控制系统，该系统在从电源故障到恢复供电时能够立即恢复其正常的过程控制操作。

本发明的另一个目的是提供一种分布式控制系统，该系统设计得可使一个远端I/O设备设置在离控制站一段距离处，而无需把一条用以连接传感器等元件的现场电线引入该控制站内。

图1示出了按照本发明的分布式控制系统的布局概括图。

图2示出了本发明的一个实施例的方框图。

图3示出了为正常的、继续的和初始化开始的传输服务装置中每一个而准备的基本操作方式。

图4示出了瞬时电源故障发生在远程I/O设备侧时的操作流程图。

图5示出电源故障发生在控制站侧时的操作流程图。

图6示出在每个传输服务装置中所应用的数据传输功能的方框图，该图主要示出了用于传送来自远程I/O设备侧的数据的功能。

图7示出在控制站与远程I/O设备之间所执行的扫描通信操作的定时图。

图8示出通过总线发送到控制总站的信号(通信帧或通信包)的结构安排实例。

图9示出在每个正常传输服务装置中应用的数据传送功能的方框图，该图主要示出了从控制站一侧向远程I/O设备一侧传输数据所应用的一种功能。

图10示出从控制站向远程I/O设备进行扫描通信操作的定时图。

图11示出了每个传输服务装置中应用的一种数据传送功能的方框图，该图主要示出了在控制站与远端I/O设备之间实现具有信号交换的可靠数据传输所应用的一种功能。

图12示出图11所示的配置中的数据发送站(控制站)和数据接收站(远程I/O设备)所执行的扫描通信操作的定时图。

图13示出了输入电路一个实例的方框图，该输入电路用以输入一个直流电压信号、一个开关元件的开/关信号、以及远程I/O设备中的一个交流电压信号。

图14示出图13所示的输入电路工作的一个实例的定时图。

图15示出图13所示的配置中数字滤波器电路实例的方框图。

图16示出图15所示电路的工作定时图。

图17示出图13所示的配置中数字滤波器电路另一实例的方框图。

图18示出图17所示电路在全波整流情况下工作的定时图。

图19示出在图15和图17所示电路中使用的门电路另一配置的电路图。

图20示出图13所示的整流电路在半波整流情况下所使用的数字滤波器的工作定时图。

图21示出图20中的数字滤波器操作的定时图。

图22示出了图13所示的整流电路是半波整流电路的情况下所使用的数字滤波器的另一个实例的方框图。

图23示出了输入多个电压信号时所使用的电压信号输入电路的概括图。

图24示出了一种电路配置的概括图，在该配置中用以连接控制站和远程I/O设备的总线是加倍的。

图25示出了发送到内部总线上的一个通信包的处理方式概括图，该内部总线将远程I/O设备的各I/O单元与通信接口相连接。

图26示出一个电路配置的方框图，该电路配置能使远程I/O设备的复位状态由控制站删除。

图1是按照本发明的分布控制系统的配置的概括图。参照图1，多个控制站FC负责一个过程(作为一个受控系统)和控制操作。分布在控制现场上的控制站的个数由该过程的规模而定。为每个控制站FC提供一个远程I/O设备PO。远程I/O设备PO由过程现场中设置的各种各样的传感器或其它类似设备提供标准化的模拟信号、触点(contact)信号或各种数字信号，并将控制输出(控制变量信号)发送给诸如阀门之类的控制元件。控制站FC与远程I/O设备PO由一条总线BS连接起来，并在这两者之间执行I/O数据的定期通信(扫描通信)。

操作站OP起人机接口的作用，并且具有一个键盘和一个显示器，该操作站OP安装在例如控制台室内。操作站OP被设计能够显示由各控制站FC经通信网络总线传送来的过程数据，能够指令控制站FC改变设定值、控制参数等等，还能够执行过程控制操作。

在控制站FC和远程I/O设备之间I/O数据的扫描通信通过总线BS经常地进行，以使远程I/O设备PO处理的数据的状态反映在控制站FC中设置的一个存储器里。

图2示出了本发明一个实施例的方框图。

参照图2，担负控制操作的控制站通过远端I/O总线BS与多个远程I/O设备PO1、PO2、PO3、…POn连接。远程I/O设备远离控制站FC被分布在控制现场上，并且安排由安装在现场内的各种传感器提供输入信号和向诸如阀门之类的起动器输出控制信号。

在控制站FC内，控制操作单元(处理器)1担负控制操作，诸如PID控制操作和顺序控制操作。电源电路2给控制站FC的各部分供电。设置一个非易失性的共享存储器3可使控制操作单元1能够得到对该共享存储器3的读/写存取，并且可使远程I/O设备PO1、PO2、PO3、…POn通过远程I/O总线BS接收和发送出的I/O数据能够在一个周期内循环写入该存储器3，上述的周期对于控制操作处理器1的操作周期而言会产生过取样。

一个传输控制单元4控制着通过远程I/O总线BS所执行的传输。在传输控制单元4中，正常传输服务装置41执行循环扫描传输，以便在正常控制操作状态下在利用远程I/O总线BS执行的数据传输期间由控制操作单元1处理的I/O数据与在远程I/O设备PO侧的I/O数据同等地保持着。一个继续传输服务装置42先只为紧急输出执行传输，在紧急数据传输结束后才执行正常的循环扫描传输。一个初始化开始传输服务装置43先只为读取输入数据执行循环扫描传输。上述这些装置都是利用设在传输控制单元4中的微处理器(图中未画出)来实现的。

一个中断持续时间测量装置44测量远程I/O总线BS的传输中断持续时间。中断持续时间测量装置44包括一个定时器，该定时器由电池备用供电，以便在电源电路2发生故障时使中断持续时间测量装置44继续工作。一个传输服务转换控制部件45执行转换控制，以便在中断持续时间测量装置44得出的测量结果比预定的时间短时，该部件45起动继续传输服务装置42。相反，在中断持续时间测量装置44的测量结果比预定的时间长时，传输服务转换控制部件45起动初始化开始传输服务装置43。设置一个通信接口46，一方面用以在输出数据正常地变为比特串行信号并按预定方式使其格式化以后将输出数据发送远程I/O总线，另一方面用以接收这样的信号。

如上述设置的控制系统的操作将在下文解释。

正常控制操作状态下的操作：

传输控制单元4中的正常传输服务装置41执行循环扫描传输，以使控制操作单元1处理的I/O数据与远程I/O设备侧的I/O数据同等地维持住。该循环扫描传输是在相对于控制操作处理器1的控制操作周期会产生过取样的周期里实现的。来自远程I/O设备PO1、PO2、PO3，…POn的I/O数据写入共享存储器3内，并且更新存储器3的内容。

在控制操作周期内控制操作单元1从共享存储器3读出I/O数据，并且利用读出的数据执行预定的控制操作，例如，控制操作单元1根据从过程获得的测量值PV与预置值SV之差，来执行PID控制操作，为控制获得一个控制输出MV。然后，控制操作单元1把操作的结果写入共享存储器3。由控制操作单元1写入共享存储器3的输出数据被发送给远程I/O设备，以控制与远程I/O设备PO1、PO2、PO3…POn相连接的驱动器的操作。

上述的控制动作实现了一种控制操作，例如在这一操作过程中控制一个阀门打开，以继续贯彻控制操作单元1执行的算术运算的结果。

这里应该注意：对于每个远程I/O设备而言，在该系统操作的起动时间之前，远程I/O设备PO1、PO2、PO3、…POn与共享存储器3中各自地址位置之间的对应关系以及即将执行何种传输服务就已经设定了。

在发生瞬时传输中断的情况下的操作：

中断持续时间测量装置44监视每个远程I/O设备在远程I/O总线BS上的传输情况，当传输中断持续时间的周期比预定的时间短时，该装置44判定“一次瞬时的传输中断已经发生了”。在这种情况下，传输服务转换控制部件45就驱动继续传输服务装置42。继续传输服务装置42先为紧急输出执行传输，在紧急输出传输结束后才将传输方式轮换为正常的循环扫描传输。这里应该注意，在哪个输出节点执行紧急输出传输与其它的传输状态(例如在紧急输出传输期间发生传输差错时，执行的有限重新传输次数)一起都是事先设定的。

发生长时间传输中断的情况下的操作：

当用以监视远程I/O总线BS上的传输情况的中断持续时间测量装置44判定传输中断持续时间比预定时间长时，传输服务转换控制部件45起动初始化开始传输服务装置43。传输服务装置43先只为输入数据执行循环扫描传输(包括把输出值读回到起动器)，借此更新输入数据。在只限于数据输入操作的传输结束后，控制操作单元1根据算术运算的结果更新输出数据，并将传输服务转换为正常传输服务。

按照这样的方式，传输服务转换控制部件45根据对各远程I/O设备的传输中断持续时间的周期，对各传输服务装置所执行的操作进行转换控制。

图3示出为正常的、继续的和初始化开始传输服务装置41、42、43中每一个所准备的基本操作方式。

每个传输服务装置都根据传输中断持续时间的周期来执行上述的传输服务，并且具有以下的基本操作方式。

传输停止方式：

传输服务装置是在控制操作单元1与任何远程I/O设备之间无数据传输的状态下在控制操作单元1内发生电源故障时进入这种方式的。

确认恢复传输方式：

在这种方式期间，不执行请求的传输(I/O传输)，但须检查在控制操作单元1与各远程I/O设备之间是否可以执行帧传输。

在控制操作单元1从电源故障状态恢复供电时，工作方式从传输停止方式转换为这种确认恢复传输方式。

传输服务方式：

在这种方式期间执行请求的传输(I/O传输)。

当从远程I/O设备侧接收到恢复供电的响应或恢复供电的通知时，工作方式从确认恢复传输方式转换为这种传输服务方式。

当从远程I/O设备侧未收到响应并且连续地超过预定的次数时，或当从远程I/O设备侧输出一个电源故障通知信号时，工作方式就从这种传输服务方式转换为确认恢复传输方式。

这里应该注意：中断持续时间测量装置(定时器)44按以下方式工作，即在其工作方式从传输服务方式转换为确认恢复传输方式的时刻开始测量时间，在确认恢复传输方式下恢复处理完毕的时刻停止该时间测量，借此将这两个时刻之间的时间间隔确定为传输中断持续时间的周期。

上述的配置在电源从电源故障到恢复供电时可根据传输中断持续时间的周期来起动最适当的传输服务装置，以使该系统能够从传输中断状态迅速地复原并立即转换到正常的过程控制操作。

图4示出了在远程I/O设备PO侧发生暂时电源故障时进行操作的流程图。

控制站FC设置有一个输出数据保持装置，用以总是保持着传送到远程I/O设备PO侧的最新输出数据。当远程I/O设备PO侧发生电源故障时中断持续时间测量装置44通过远程I/O总线BS检测该故障(步骤1)，并测量中断持续时间的周期(步骤2)。这里应该注意：通过接收从远程I/O设备PO侧发出的一个表示发生电源故障的通知信号和一个恢复供电的通知信号可以检测出在远程I/O设备PO侧发生的电源故障以及电源故障的恢复，还能够通过使用总线BS周期性地进行的数据传输的中断情况检测出电源故障和电源故障的恢复。

当远程I/O设备PO侧的电源从故障恢复供电时，中断持续时间测量装置44检测恢复供电并且中止对中断持续时间周期的测量(步骤3)。

传输服务转换控制部件45通过判断由中断持续时间测量装置44测量的中断持续时间是否比预定时间短或长来断定电源故障是否是瞬时的(步骤4)。若判断电源故障是瞬时的电源故障，则传输服务转换控制部件45起动继续传输服务装置42，以便在电源从故障恢复供电后，先把刚发生在电源故障之前传递的输出数据(亦即在输出数据保持装置内保持的输出数据)传输到远程I/O设备PO侧(步骤5)。

当远程I/O设备PO接收到来自控制站FC侧的输出信号时，就把该输出信号发送到过程侧。这样，该控制输出连续被发送给过程侧。当瞬时的电源故障以后的继续开始操作结束时，操作转换到由正常传输服务装置41执行的循环扫描传输。

另外，将恢复供电的通知发送到控制操作单元(处理器)1(步骤6)，以恢复控制操作和发送控制输出。

这里应该注意：在上述的继续开始操作中，在传输输出数据期间发生传输差错时，在预置的次数内重复传输输出数据直到该数据成功地传送时为止。这样的传输输出数据的次数和其它的传输条件都是提前设置的。

若在步骤4传输服务转换部件45判断是在远程I/O设备PO侧发生长时间的电源故障，则部件45起动初始化开始传输服务装置43来执行长时间电源故障的处理(步骤7)。

长时间电源故障处理是例如通过执行用来读取输入数据(包括把输出值读回到起动器内)的循环扫描传输、再根据循环扫描传输来更新数据而实现的。在仅限于读取输入数据的初始化开始传输一结束，操作就转换到由正常传输服务装置41执行的正常的循环扫描传输。

图5示出在控制站FC侧发生电源故障时进行操作的流程图。

在控制站FC侧发生电源故障时，或在控制站FC的操作并非正常时，或在远程I/O总线BS发生故障时，不通过远程I/O总线BS进行数据传输，并且由监视定时器发出一个“时间已到”信号，这个定时器例如可设置在控制站FC内。在远程I/O设备PO内设置一个无响应检测装置用以借助检测对远程I/O总线BS的数据传输无响应，或借助检测来自控制站FC侧的“时间已到”信号，来判断在控制站FC侧上的非正常性。

当无响应检测装置检测到一个无响应状态(非正常状态)(步骤21)和无响应状态继续长时间(步骤22和23)时，表示一个预定安全值(缺席值)的信号发送到过程侧(驱动器侧)(步骤24)。

当无响应时间很短(例如在控制站FC从非正常状态立即复原的情况下)，从控制站FC侧接收的数据被发送到过程侧，以继续进行数据输出操作。

对于上述的操作而言，在远程I/O设备侧或控制站侧发生瞬时电源故障时，在不中止控制功能的情况下可以继续进行控制操作。此外，在控制站FC内存在故障时，或在I/O总线有毛病时，输出给过程的输出值在不引起失控的情况下可以改变成为一个安全值。

图6示出在每个传输服务装置41、42、43内使用的数据传输功能的方框图。图6主要示出从远程I/O设备PO侧传送数据可使用的数据传输功能。

在作为一个数据发送站的远程I/O设备PO里设置有输入电路61、62…，用以分别对应触点输入信号，以便处理这些触点输入信号，使之成为能由远程I/O设备PO通过电气隔离这些触点信号和消除其噪声来处理的信号。一个数据变化检测装置71检测远程I/O设备PO发送的数据中有无变化。当数据变化检测装置71检测出有数据变化时触发一个计数器72进行递增计数或递减计数。加计数装置73把计数器72的计数值加到将从远程I/O设备PO发送的信号上。为每个输入信号都设置有上述这些装置。一个通信接口82在远程I/O设备PO与控制站FC之间执行数据传输。一个微处理器81通过总线BS与通信接口82相连接。数据变化检测装置71、计数器72和加计数装置73每一个都是由软件来实现的。

在作为一个数据接收站的控制站FC内，一个通信接口46与总线BS相连接。通信接口46接收从远程I/O设备PO发送的信号(数据)，并且依序将这些信号存储在存储器50的一个扫描输入影像区中作为输入影像。一个计数抽取装置51从扫描输入影像中抽取出由当前扫描通信发送的计数值和由在前扫描通信发送的计数值。一个数据变化识别装置52对计数抽取装置51抽取当前计数值与在前计数值进行比较，并且在这两个计数值之间有差值时识别出在该数据中有变化。

图7(a)至图7(d)示出了在控制站FC与远程I/O设备PO之间执行的扫描通信操作的定时图。

图7(a)示出开启/关断信号，该信号例如是由按压按钮输入到远程I/O设备PO。数据变化检测装置71检测如图7(a)所示的输入信号中是否有变化(例如从关闭到开启的变化)。当信号中有这样的变化时，数据变化检测装置71使计数器72递增计数，例如像图7(b)所示那样。在此例中，为简便起见假设计数器72的起始值是“1”，而且计数器72从该起始值继续递增计数。应该注意，当计数器72的计数值到达该计数器的容量时就返回到起始值。加计数装置73在扫描周期T2内读计数器72的计数值，并将该计数值加在通信帧(通信包)上。该通信帧与加在其上的计数值一起经过通信接口82发送到控制站FC。

图8示出了经过总线BS发送到控制站FC的信号(通信帧或通信包)的一个排列例子。

该通信帧包括：设在顶部的远程I/O设备PO地址ADR；输入触点信号的信道号CHN，位于该地址ADR之后；计数值COU，接在信道号CHN之后作为数据；以及奇偶性PY，设在尾部。

在控制站FC内，通信接口46依序地把扫描通信周期T2内发送给它的信号写入存储器50(它构成扫描影像缓冲器)的区域内，如图7(c)所示。这个写周期(更新周期)基本上与扫描通信周期T2相对应。若在扫描通信期间发生通信差错，如图7(b)和图7(c)之间用“X”所示，则控制站FC不更新扫描输入影像。在扫描通信周期T2的一个周期期间存在多个输入变化时，例如在图7(b)中用计数值“3、4、5”表示的那一部分的情况，扫描输入影像不连续变化，但每一次执行多个递增计数  ，亦即计数值从“3”递增计数到“5”，如图7(c)中相应的部分所示。

存储在扫描输入影像缓冲器内的扫描输入影像可根据控制站FC的需要被读出。在图7(d)所示的情况下，在控制站FC的控制周期T1内读出扫描输入影像。读扫描输入影像按如下方式进行：

计数器抽取装置51从扫描输入影像缓冲器内抽取当前扫描通信期间所发送的一个计数值和在在前通信期间所发送的一个计数值。然后，数据变化识别装置52将计数抽取装置51所抽取的当前的和在前的计数值相比较，如果二者有差别，则数据变化识别装置52识别输入触点(contact)信号中的变化。反之，如果二者无差别，则数据变化识别装置52识别输入触点信号中元变化。然后，数据变化识别装置52把识别的结果传送给控制站FC的CPU或类似的设备。

如果这里设置一个用以获得增量数据的装置，上述增量数据表示当前的计数值比在前的计数值增多的数量，这就能够识别出自在前的通信周期以来已经发生的变化量。

虽然现已描述了从远程I/O设备PO向控制站FC传送输入触点信号这个例子，但应该注意本发明还可应用于将开启/关断控制一个阀门所使用的数据从控制站FC传达到远程I/O设备PO的情况。尚且，由扫描通信所发送的通信帧的安排无需仅限于图8所示的例子。再者，尽管在上文描述了计数值递增计数的情况，然而递减计数也是可以的。还应该注意到这里所使用的“计数器”术语包含诸如寄存器之类的装置，其内保存数据值随输入信号而变化。

为在控制站FC与远程I/O设备PO之间传送数据，通过执行上述扫描通信，即便存在通信差错或比扫描通信周期快的信号变化，信号的变化也可以可靠地传送过去，而不产生变化信息的删除或重叠。

图9示出正常传输服务装置41中使用的数据传送功能方框图。该图主要示出从控制站FC向远程I/O设备PO传送数据所使用的数据传送功能。假设用“A”、“B”、“C”…表示的那些信号作为处理命令从控制站FC传送到远程I/O设备PO。

在控制站FC里，一个信号发送装置53发送远程I/O设备PO中将要执行的处理命令和其它所需的信号。一个计数器54在信号发送装置53发送一个处理命令变为另一个处理命令时被触发来进行递增或递减计数。一个加计数装置55把计数器54的计数值加到控制站FC将要发送的处理命令上。一个微处理器57用软件来实现信号发送装置53、计数器54和加信号装置55。

在远程I/O设备PO内，一个通信接口82接收从控制站FC发送的信号并将接收到的信号存储在存储器83内。一个计数抽取装置84抽取由当前扫描通信发送的计数值和由在前扫描通信发送的计数值。一个命令识别装置85对当前的和在前的计数值作比较。若这两个计数值相同，则命令识别装置85继续按照当前的处理命令执行操作。若这两个计数值有差别，则命令识别装置85判断出一个新的处理命令已经发送，并且按照这个新处理命令进行处理。一个微处理器81用软件实现该计数抽取装置84和命令识别装置85。

图10示出了从控制站FC向远程I/O设备PO执行的扫描通信操作的定时图。在该图中，时间轴从上到下延伸，如图所示。

当控制站FC要求远程I/O设备PO执行处理“A”时，起动有关这个处理的处理命令“A”从信号发送装置53发出，计数器54不被触发来递增计数，例如保持“0”状态，直到下一个处理“B”执行时为止。加计数装置55把这个时刻的计数值“0”加在处理命令“A”上，并且将它发送给远程I/O设备。在每个扫描周期T2里这种同样的含有一个计数值和一个处理命令的通信帧继续被发送。这样，在远程I/O设备PO内设置的存储器83里形成了扫描输入影像。

若在扫描通信期间发生通信差错，如图10中在控制站FC与远程I/O设备PO之间用“X”所示部分，则不执行扫描输入影像的更新。在这个例子中，为了简便起见，假设计数器54的起始值为“O”，而且计数器54从该起始值递增地连续计数。在计数器54的计数值到达其计数容量时返回到起始值。

为了让远程I/O设备PO执行下一个处理“B”，控制站FC改变处理命令为“B”。触发计数器54使其递增加1，并向远程I/O设备PO发送一个通信帧，该帧含有计数值“1”和处理命令“B”。尔后，控制站FC连续改变处理命令，并同时递增计数其计数值，然后把由此得到的通信帧按上述方式发送给远程I/O设备PO。

在远程I/O设备PO内，计数抽取装置84在扫描通信周期内通过总线BS抽取这些计数值，命令识别装置85参照这些抽取的计数值。然后命令识别装置85对计数抽取装置84抽取的当前的和在前的计数值作比较，若这两计数值相同，则命令识别装置85维持当前的处理。若两计数值有差别，例如在计数值从“0”递增计数到“1”的情况，命令识别装置85判断出一个新的处理命令已经发出，并且开始相应于处理命令“B”的处理。

这样，远程I/O设备PO可以按照命令识别装置85所作的判断结果并且根据控制站FC发送的命令信号起动各种处理。

应该注意：在远程I/O设备PO内起动的处理包括把一个控制变量信号发送给在过程现场安装的一个阀门或类似物的处理，和起动远程I/O设备PO中所使用的各种程序的处理。尚且，虽然在上文描述中计数器是递增计数的，但它还可递减计数。还应该注意：这里使用的术语“计数器”包含诸如寄存器之类的装置，其内保持的数字信号随其输入信号而变化。

这样，无论发生通信差错或信息删略，远程I/O设备PO通过传送各种命令就可以可靠地起动执行所需的处理。

图11示出了每个传输服务装置41、42和43中应用的一种数据传送功能的方框图，该图主要示出了在控制站与远程I/O设备之间实现具有信号交换的可靠数据传输所应用的一种功能。

图11示出了假定控制站FC是一个数据发送站而远程I/O设备PO是一个数据接收站时所配置的功能性方框图。相应地，在执行双向数据传送时，每个设备必须被提供数据发送和接收功能。

在作为数据发送站的控制站FC中，传送确认装置56对从远程I/O设备PO(作为一个数据接收站)发回的数据和计数值的组合体与现正发出的、数据和计数值的组合体作比较，借此检查数据传送是否确实奏效。

若在已经发回的数据和计数值的组合体与正在发出的数据和计数值的组合体之间发现是匹配的，则传送确认装置56判定数据传送确实有效，并且指令该系统把新数据与已递增或递减计数的计数值一起发送给该接收站。若发现二者不匹配，则传送确认装置56判定数据传送目前确实未奏效，并指令信号发送53继续发送现正发出的数据和计数值。应该注意：微处理器57用软件实现该信号发送装置53、计数器54、加计数装置55和传送确认装置56。

在作为一个数据接收站的远程I/O设备PO内，计数抽取装置84从已收到的信号中抽取计数值。一个数据或命令传送识别装置85在检测出当前接收操作中接收的并且由计数抽取装置84抽取的计数值与在前接收操作中接收的并且同样由计数抽取装置84抽取的计数值之间有差别时就识别出数据传送已经开始。信号返回装置86从作为数据发送站的控制站FC接收数据和计数值时，它在预定周期内利用扫描通信将已收到的数据和计数值返回到控制站FC。

应该注意：微处理器81利用软件实现上述的计数抽取装置84、数据传送装置85和信号返回装置86。

图12示出在上述配置中数据发送站(控制站FC)和数据接收站(远程I/O设备PO)执行的扫描通信操作的定时图。这里假设数据“A”至“E”将从发送站发送给接收站。

发送站FC开始传送数据“A”时，信号发送装置53和加计数装置55执行扫描通信，把一个新计数值“0”加在待发送的数据“A”上。在这个数据传送操作中，含有数据“A”和计数值“0”的相同通信帧为每个扫描通信周期重复地被发送，直到这个控制过程转移到下个步骤时为止。

在接收站PO处，计数抽取装置84从已收到的信号中抽取计数值，若从当前的接收中收到的信号中抽取的计数值与在前接收中收到的信号中抽取的计数值之间有差别，则数据传送识别装置85判定新数据的传送已经开始，并将发送的数据“A”存储在存储器83的一个预定区域内，以使微处理器81可以使用该数据。信号返回装置86收到数据时把收到的数据“A”和计数值“0”在预定周期内返回到发送站。在这个操作中，相同的数据和相同的计数值为每个扫描通信周期重复发送，直到该控制过程转移到下个步骤时为止。

在数据发送站FC里，传送识别装置56接收从数据接收站由扫描通信发回的数据“A”和计数值“0”，并将它们与现在还发送的数据和计数值相比较。若二者相匹配，则传送确认装置56判定数据传送已经正确地执行，并且指令信号发送装置53把新数据“B”与一个递增计数的计数值例如“1”一起送给接收站。信号发送装置53一收到这样的指令，就进入一个新的步骤，该步骤把新数据“B”和计数值“1”发送到接收站。

若收到的数据和计数值与现正发送的数据和计数值因通信故障(如通信帧丢失)而不匹配，则传送确认装置56指令信号发送装置53继续发送现正发送出去的数据“A”和计数值“0”。按这样的方式在发送站和接收站执行信号交换时就执行可靠的数据“A”、“B”、…的传送。

虽然在上文描述中计数器是递增计数的，但它也可递减计数。

通过执行上述的扫描通信，各种数据可以确实地传送到远程I/O站，而不受通信差错的影响。

图13示出了用以输入直流电压信号、开关元件的开/关信号和远程I/O设备PO中交流信号的一个示例性的输入电路的方框图。

该图中标号91指的是一个交流电源。开关元件92例如是一个继电器触点，根据过程的受控状态输出一个状态信号。应该注意：在交流电源91本身可根据过程的受控状态表现出开/关状态的情况下，开关元件92可以省去。二极管桥式整流器电路93把经过开关元件92施加的输入交流电压信号整流，并输出未平滑的单极性电压信号V_rec。这个单极性电压信号V_rec经过电阻R1施加在信号隔离装置94上，该装置94由该信号驱动。在这个例子中，可以使用一个光耦合器作为信号隔离装置94。

参考符号RC表示信号隔离装置(光耦合器)94的负载电阻。缓冲器BUF接收通过光耦合器94传送的信号。数字滤波器电路95上施加该缓冲器BUF的输出，亦即已被隔离的数字信号DB，它是通过信号隔离装置94传送的。设置数字滤波器电路95来消除施加在其上的信号中的短时间的关断信号，并输出一个数字信号DI。

图14(a)至图14(d)示出了上述示例性的输入电路的操作定时图。假设一个交流电压信号V_in是按照开关元件92的开/关状态而输出的，如图14(a)所示。

二极管桥式整流器电路93对该交流电压进行全波整流并且输出一个单极性的电压信号V_rec，如图14(b)所示。信号隔离装置94由该整流电压信号驱动，以在缓冲器BUF的输出端输出一个已被隔离的数字信号DB，该信号DB含有短脉冲信号P，如图14(c)所示。

数字滤波器电路95除掉这个经过信号隔离装置94传送的已被隔离的数字信号DB中的短时间关断信号(短脉冲信号)P，并输出由此得出的信号以作为数字输出信号DI，如图14(d)所示。

该数字输出信号DI在其上升沿和下降沿处具有时延T_R和T_F。然而时延T_R和T_F其最大值是交流电源的周期的40％(2×2×0.1)的数量级，并且可以减小到在正常操作时基本上无反作用的数值上。

图15示出图13所示电路配置中的一个示例性数字滤波器电路95的方框图。在图15中，参考符号FF1、FF2和FF3表示触发器。

向门电路G1提供上述已被隔离的数字信号DB、和触发器FF1及FF2的各自输出Q₁和Q₂。开关SW1由门电路G₁的输出来驱动，以选择触发器FF1和FF2的输出Q₁和Q₂中的任一个，并将选定的输出施加在触发器FF3上。

触发器FF1和FF2是以移位寄存器的形式设计的，以使触发器FF1和FF2的输出Q₁和Q₂之中任一个按照门电路G₁的输出来选定，并且由触发器FF3来锁存，应该注意：每个触发器都按时钟CLK操作。

作为在全波整流的情况下使用的一种滤波器算法，该电路可作如下操作：若已被隔离的数字信号DB持续时间比规定时间(例如1个时钟周期)长，则输出数字信号DI＝DB；在其它情况下，DI＝无变化。

图16(a)至图16(f)示出了图15所示电路的操作定时图。

图16(a)示出了施加在各触发器上的时钟信号CLK，图16(b)示出了隔离数字信号DB，就在隔离数字信号DB已上升后的时间间隔TR期间，触发器FF1和FF2的各自输出Q₁和Q₂连续地上升，以响应隔离数字信号DB的上升，如图16(c)和图16(d)所示，并且输出数字信号DI也与第二个时钟同步上升。

当隔离数字信号DB中途突然变成“0”时，如箭头P所示的，这反映在触发器FF1和FF2的输出Q₁和Q₂上。若隔离数字信号DB突然变化并保持“0”的时间间隔比时钟CLK的一个周期短，则隔离数字信号DB在输出Q₂变为“0”之前就变为“1”。因此门电路G₁的输出变为“1”(高电平)，如图16(e)所示，于是开关SW₁选取触发器FF2的输出Q₂，并且触发器FF3锁存它。据此，来自触发器FF3的数字输出DI不变化，但维持高电平状态，如图16(f)所示。

若隔离数字信号DB变化并保持“0”的时间比时钟CLK的一个周期长，例如就在隔离数字信号DB已下降后的间隔TF的情况，开关SW₁不变化，当时间TF从隔离数字信号DB的下降沿处已消逝(亦即从隔离数字信号DB的下降沿开始，一个时钟CLK周期已消逝)时来自触发器FF3的数字输出DI下降，如图16(f)所示。

按照这种操作，即使隔离数字信号DB变化而且保持“0”的时间比时钟CLK的一个周期短，来自触发器FF3的数字输出DI仍会保持在高电平上。

在交流电源全波整流的情况下，隔离数字信号DB仅在很短时间内变化并保持为“0”，该时间在50H_z情况下是2毫秒的数量级，约为一个周期的1/10。因此把时钟CLK的周期选得约为4毫秒就足够了。

图17示出了图13所示的电路配置中另一个示例性的数字滤波器电路95的方框图。

在此例中，取消了图15所示示例中的触发器FF2。将隔离数字信号DB和触发器FF1及FF3的各自输出提供给门电路G₁。开关SW₁根据门电路G₁的输出选择触发器FF1的输出Q₁或触发器FF3的输出Q₃，并将选定的输出提供给触发器FF3。

图18示出了图17所示电路在全波整流时的操作定时图。

将隔离数字信号DB、从触发器FF1的输出Q₁反相而得到的信号Q₁、以及触发器FF3的输出Q₃提供给门电路G₁，门电路G₁根据这些输入信号所得出的逻辑运算结果驱动开关SW₁。图17所示电路的基本操作与图15所示电路相同。

图19示出了图15和图17所示电路中门电路G₁的另一种配置的电路图。该门电路G₁包括三个门电路，以使开关SW₁的驱动信号G₁是按照以下逻辑表达式从门电路G₁输出的：

在图15的情况下：G₁＝(DB· Q₁·Q₂)+( DB·Q₁· Q₂)在图17的情况下： $G_1=(\mathrm{DB}\·\stackrel{\‾}{Q_1}\·\mathrm{DI})+(\stackrel{\‾}{\mathrm{DB}}\·Q_1\·\stackrel{\‾}{\mathrm{DI}})$ 通过使用上述的门电路，一个比时钟周期短的正(“1”)脉冲也可以得到处理，并且能够除掉脉冲噪声和开关的抖动。

图20示出了在图13所示的整流电路93执行半波整流情况下所使用的一个示例性数字滤波器电路95的方框图。当整流器电路93是一个半波整流电路时，隔离数字信号DB变化并保留“0”期间的时间比全波整流情况下长些。相应地，在这个实例中，数字滤波器完成以下算法：

在隔离数字信号DB变为“1”(高电平)时，数字信号DI置为DI＝“1”。

若隔离数字信号DB保持“0”(低电平)的时间比交流电源的一个周期长时，数字信号输出DI置为DI＝“0”。

在其它情况下，数字信号输出DI不改变，亦即DI＝无变化。

在此例中，数字滤波器包括：一个门电路G₂，隔离数字信号DB和时钟CLK供给该电路G₂和一个单稳态多谐振荡器MFF，门电路G₂的输出信号供给该振荡器MFF。

图21(a)至图21(f)示出图20的数字滤波器操作的定时图。

门电路G₂被提供有一个隔离数字信号DB和时钟CLK，分别如图21(c)和(D)所示，并输出一个时钟信号，该时钟信号如图21(e)所示，在隔离数字信号DB为高电平的期间内施加给振荡器MFF。单稳态多谐振荡器MFF其内设置脉冲宽度比交流电源一个周期长些，它接收来自门电路G₂的脉冲信号作为触发信号，如图21(e)所示，并输出一个数字信号DI，如图21(f)所示。

应该注意：由于在这个实施例里信号可能受噪声影响，因此隔离数字信号可以通过如图19所示的脉冲噪声消除电路来施加。

图22示出了在图13的整流电路93中是一个半波整流电路的情况下所使用的另一示例性的数字滤波电路95的方框图。

在这个例子中该数字滤波器包括一个计数器CNTR，在其清零端上施加一个隔离数字信号DB，该计数器计数时钟CLK；及一个触发器SRFF，当计数器CNTR已计数N个时钟CLK时，该触发器由信号Q的上升沿置位，并在隔离数字信号DB变为“1”时复位。

虽然在上述实施例中数字滤波器4是用硬件形成的，但该电路配置也可用：一个微处理器在每个预定时间周期内读隔离数字信号，及一个程序来执行与图15、17、19、20和22中设置的任一种数字滤波器的操作相同的算法。

图23示出在输入多个电压信号时所使用的电压信号输入电路的概括图。

在这个实施例中，提供了与各输入信号相对应的、整流器电路93与信号隔离装置94的组合电路，并且  每个输入信号按时分方式使用一个单一的数字滤波器电路95。若例如该数字滤波器电路95是用LSI来形成，则造价可以降低。

具有上述电路配置的电压信号输入电路可具有以下优点：(a)因其未使用大体积和价高的元件(如变压器、耐高压的电容器等)，故能够减小电路的整体尺寸和降低造价；(b)因无能量存储元件，故可得到高等级的安全性和获得高响应；及(c)因同样的操作也适用于直流输入，故该电路对交流和直流都可使用，因而具有通用特性。

图24示出一种电路配置的概括图，在该电路配置中与控制站FC和远端I/O设备PO连接的总线BS是双份的。在控制站PC内，提供有通信接口46a和46b以便与两条总线线路相适应，这两条总线线路构成一个双重总线BS。在远端I/O设备PO中，设置有通信接口82a和82b以便与上述两条总线线路相应。通常，数据传输交替地使用总线BS的两条线路来执行，若有任何不正常现象，可借此在两条总线线路中任一条里或在通信接口内立即发现不正常现象。若不正常现象发生了，则使用正常的总线或正常的通信接口继续进行数据传输。

总线BS通常与多个远程I/O设备连接，尽管图中仅示出一个PO。相应地，控制站FC内的通信接口46作为中央主机控制在控制站FC与每个远程I/O设备PO之间进行的循环扫描传输。

意外地，假如作为中央主机的控制站发生故障，则总线BS上的通信帧就被截断。为了应付这种情况，通信控制可按如下方式实现，亦即在远程I/O设备PO处检测这种故障发生并且通信的权利(标记)在远程I/O设备PO之间循环。

参照图24，在远程I/O设备PO内设有：一个模拟I/O单元65，用以处理模拟信号；一个数字I/O单元66，用以处理数字信号；及一个通信I/O单元67，用以处理与外界的通信。

图25示出了通信包处理方式的概括图，该通信包被传送至一条内部总线FEB上，该内部总线与远程I/O设备PO内的每个I/O单元65、66、67和通信接口(假设是一个并行接口)82相连接。

循环扫描传输也在每个I/O单元65、66、67与通信接口82之间借助使用内部总线FEB来执行。

这种循环扫描传输是串行通信，它在每个I/O单元65、66、67与通信接口82之间的一个固定通信周期中的最小单位(称为“微周期”)内执行。一个微周期的通信包括三个事项，它们是发送和接收的最小单元。固定周期的I/O数据置于第一和第二事项内，用于产生周期性扫描发送。第三事项用于异步处理并且经常不被使用。

利用第一和第二事项执行的固定循环的I/O数据传输，是通过发送一个固定周期I/O数据传输用的通信包来执行的，该通信包根据时间表(亦即用以控制扫描周期的表，它为每个I/O节点描述了一个可以获得的扫描周期，这个时间表是由每个I/O节点而预定的扫描周期决定的)借助使用命令—响应传输方式，事先已经设定在第一和第二事项内。

更具体地说，从每个I/O单元传送到通信接口82的固定循环的数据是过程数据，例如从过程现场收集的有关温度、流速、压力等的数据。这样的固定循环数据被设定在第一和第二事项内并以这种状态发送出去。同样，从通信接口82传到I/O单元的数据是控制输出数据，用以控制诸如阀门之类的作为控制元件的起动器，这种控制输出数据被设定在第一和第二事项内，并按这种状态发送出去。

按照这样的循环扫描传输，在每个I/O单元65、66、67与通信接口82之间交换的数据被更新，并且在固定循环中相互反映。另外，紧急的I/O数据传输作为异步通信来处理，将紧急输出的一个通信包设定为利用微周期通信的第三事项执行的命令一响应传输，在紧急输出请求之后立即发送这个微周期传输。

更具体地说，当通信接口82从控制站FC接收到关于应该被紧急处理的一个事务的信息时(例如，命令一个阀门紧急关闭到安全一侧的控制输出)。通信接口82把紧急输出数据设定在第三事项上并将它发送给有关的I/O单元。

第三事项同样地用于把紧急信息从一个I/O单元通过通信接口82传送到控制站FC。

应该注意：利用第三事项执行的紧急处理包括一般的中断处理。

这样，在命令—响应传输的一个微周期里的所有三个事项不用于固定循环处理，但是一个事项被指定用于异步处理例如紧急输出，借此能使紧急处理被执行，尽管这里串行通信，也不会损坏一般过程数据的处理和控制输出传输处理。

图26示出一种电路配置的方框图，这种电路可以从控制站FC中删掉远程I/O设备PO中的复位状态，而无需在控制站FC与远程I/O设备PO之间提供一个专门的控制信号线。在这种电路配置中，控制站FC与远程I/O设备PO通过构成一个双重总线BS的一对总线线路相连接，并为远程I/O设备PO提供一对第一和第二通信接口82a和82b。

在每个上述第一和第二通信接口82a和82b中，复位信号保持装置11在接收一个异常检测信号(在远程I/O设备PO内发生异常时产生的)时输出并保持一个内部复位信号。在此例中，复位信号保持装置11是由触发器F/F形成的。一个与之相对应的复位控制装置12接收从控制站FC经过总线BS发送的复位删除信号，并将这个复位删除信号施加在另一个通信接口的复位信号保持装置11上。在此例中，与之相对应的控制装置12是例如使用一个单稳态多谐振荡器MONOMULT形成的。

在控制站FC中，设置一个复位删除信号输出装置13，用以监视远程I/O设备PO中的第一和第二通信接口82a和82b之中任一个是否进入复位状态并在检测到一个通信接口的复位状态时向另一个未处于复位状态的通信接口输出一个复位删除信号。

使用这个电路配置，远程I/O设备PO中的复位状态可从控制站FC删除掉，而无需设置专门的控制信号线。

在图26所示的电路配置中，第一和第二通信接口82a和82b具有相同的电路布置。在该图中一个外部总线接口14连接到总线BS上，而且一个I/O接口16通过内部总线FEB与I/O单元连接。此外，通信控制处理器15设置在外部总线接口14与I/O接口16之间。

构成对应的复位控制装置的单稳态多谐振荡器12被设置用以接收来自通信控制处理器15输出的信号并使另一个通信接口内的复位信号保持装置(触发器)11的内容复位。

复位信号保持装置(触发器)11的置位端S上通过一个或门提供一个来自监视定时器WDT的“时间已到”信号和其它异常检测信号，在其复位端R上提供来自另一通信接口内单稳态多谐振荡器12的信号。触发器11的Q输出端上的内部复位信号施加到外部总线接口14、通信控制处理器15和I/O接口16上。

在一个通信接口(例如82a)中，监视定时器WDT和异常检测装置(图中未画出)监视内部操作是否处于正常状态。若发生一个异常现象，例如监视定时器WDT到达“时间已到”的状态并输出一个“时间已到”信号，或者异常检测装置检测出异常现象并输出一个异常检测信号。“时间已到”信号或异常检测信号通过或门电路施加在触发器11的置位端S上，使触发器11置位。于是内部复位信号便起作用，使得外部总线接口14、通信控制处理器15和I/O接口16复位。顺便说说，监视定时器WDT到达“时间已到”状态不仅是在通信控制处理器15本身操作出现故障，而且是在瞬时噪声产生的时候。

通过总线BS与远程I/O设备PO连接的控制站FC，通常利用构成双重总线BS的两条总线线路中任一条或交替地使用两条总线线路按扫描通信方式执行数据传输。在控制站FC内与当前正使用的总线线路相连接的一个通信接口(例如82a)进入上述的复位状态时，从通信接口82a不再得到响应。相应地，控制站FC借助得到无响应的事实识别出当前使用的通信接口82a已经进入复位状态，或通信功能已停止。于是控制站FC使用与另一通信接口82b相连接的总线线路继续进行数据传输。

假设因瞬时噪声的产生使通信接口82a已经进入复位状态，这时，控制站FC实行复位删除通信，用于删除这种复位状态。

删除复位状态的命令通信是由控制站FC的复位删除信号输出装置13执行的，它利用构成双重总线BS的两条总线线路中的一条与第二通信接口82b相连接。当复位状态删除信号施加在第二通信接口82b时，第二通信接口82b中的复位控制装置12把复位信号施加在第一通信接口82a中构成复位信号保持装置11的触发器的复位端R上，使触发器11复位，以使由此输出到外部总线接口14、通信处理器15和I/O接口16的复位信号不起作用，从而删除这些元件的复位状态，这样，通信接口82a的复位状态也被删除了。

假定瞬时突变噪声频繁产生时，删除复位状态的命令通信执行多次(例如3次)。在预定的次数内执行复位删除通信也不能删除复位状态时，通信接口82a断定引起复位状态的原因不是瞬时突变的噪声(亦即某种异常现象仍存在)。尔后，通信接口82a中止删除复位状态的通信，并执行必要的处理，例如显示一条消息：通信接口82a已有某些异常。

使用上述的电路配置，构成双通信接口的两个通信接口之一的复位状态通过使用构成双重总线的两条总线线路之一来删除掉。因此，复位状态可由控制站FC删掉。

Claims (12)

1.一种分布式控制系统，包括：一个控制站，负责控制操作；和一个远程I/O设备，通过远程I/O总线与所述的控制站相连接，其中在正常状态下利用所述的远程I/O总线执行循环扫描传输，以使得由所述控制站处理的I/O数据与在远程I/O设备侧的I/O数据同等的保持着，所述的远程I/O设备内设置一个无响应检测装置，用以检测在所述的远程I/O总线上是否进行数据传输，或者检测从所述的控制站是否传递一个“时间已到”信号；所述的分布式控制系统其特征在于：

所述的控制站设置有一个输出数据保持装置，用以总是保持着传送到所述的远程I/O设备侧的最新输出数据；

一个继续传输服务装置，该装置先仅执行紧急输出传输，在紧急输出传输完毕后再执行正常的循环扫描传输服务；

一个初始化开始传输服务装置，该装置先仅执行输入循环扫描传输；

一个中断持续时间装置，该装置测量上述远程I/O总线的传输中断持续时间，及

用于实施控制的装置，在中断持续时间测量装置的测量结果比预定时间短时，起动上述的继续传输服务装置，而在上述中断持续时间测量装置的测量结果比预定时间长时，起动上述初始化开始传输服务装置。

2.根据权利要求1所述的分布式控制系统，其特征在于，所述的远程I/O设备包括：

一个无响应检测装置，用以检测在所述远程I/O总线上是否进行数据传输，或者检测是否从所述控制站传送一个“时间已到”信号；和

一个缺席值输出装置，在无响应状态的持续时间比在所述远程I/O设备与所述控制站之间通信的预定时间长时，向一个作为被控制系统的过程输出一个预定值信号。

3.根据权利要求1所述的分布式控制系统，其特征在于，每个所述的传输服务装置都应用包括如下装置的数据传输功能：

一个数据变化检测装置，用以检测待发送的数据中是否有变化；

一个计数器，在所述的数据变化检测装置检测出待发送的数据有变化时起动该计数器递增或递减计数；及

一个加计数装置，用以把所述计数器的计数值加在一个待发送的信号上。

4.根据权利要求1所述的分布式控制系统，其特征在于，每个所述的传输服务装置都使用具有数据变化识别装置的数据接收功能，所述的数据变化识别装置通过检测含在当前接收中收到的信号内的计数值与含在在前接收中收到的信号内的计数值之差值来识别数据中的变化。

5.根据权利要求1所述的分布式控制系统，其特征在于，每个所述的传输服务装置都使用具有数据变化识别装置的数据接收功能，所述的数据变化识别装置检测一个计数值的增量或减量，借此来识别自从在前的通信周期以来已发生的信号变化的次数。

6.根据权利要求1所述的分布式控制系统，其特征在于，所述的控制站设有如下装置：

一个信号发送装置，用以发送上述远程I/O设备将要执行的处理的命令；

一个计数器，在一个处理命令变化为另一个处理命令时起动该计数器，以递增或递减计数；及

一个加计数装置，用以将所述的计数值加在待发送的信号上；

所述的远程I/O设备设有一个命令识别装置，用以通过检测含在当前接收中收到的信号中计数值与含在前接收中收到的信号中的计数值之差，来识别一个新的处理命令已经发送到所述的远程I/O设备。

7.根据权利要求1所述的分布控制系统，其特征在于，所述的控制站设有如下装置：

一个信号发送装置，用以发送所述远程I/O设备将要执行的处理的命令；

一个计数器，在一个处理命令变化为另一个处理命令时起动该计数器，以递增或递减计数；

一个加计数装置，将所述的计数器的计数值加以待发送的信号上；及

一个传送确认装置，用以将已从远程I/O设备发回的数据和计数值的组合体与现正发送的数据和计数值的组合体相比较，借此检查数据传送是否已经确实地执行；

所述的远程I/O设备含有一个命令确认装置，用以通过检测含在当前接收中收到的信号内的计数值与含在在前接收中收到的信号的计数值之差值，来识别一个新的处理命令已发送到上述远程I/O设备；及

一个信号返回装置，用以通过在预定周期内的扫描通信，将已收到的数据和计数值返回到所述的控制站。

8.根据权利要求1所述的分布式控制系统，其特征在于，所述的远程I/O设备包括：

一个整流电路，用以对输入电压信号进行整流；

一个信号隔离装置，在对来自所述的整流电路的整流输出进行电气隔离后将其传送出去；及

一个数字滤波器电路，用以除掉所述经过信号隔离装置传送的输出信号中的短时间关断信号，借以得到一个已被隔离的数字输出信号。

9.根据权利要求1所述的分布式控制系统，其特征在于，所述的远程I/O设备执行内部固定周期通信，该通信包括在一个微周期内执行的串行通信，所述的微周期是一个周期中的最小单元，可划分为三个事项，用每个事项执行命令响应传输，

所述的第一和第二事项被指派用于固定周期I/O处理，及

所述的第三事项被指派用于异步处理。

10.根据权利要求1所述的分布式控制系统，其特征在于，所述的控制站和所述的远程I/O设备是以双重结构形成的，所述的远程I/O设备设有一对第一和第二通信接口，每个通信接口设有：

一个复位信号保持装置，在收到所述的远程远程I/O设备中发生异常时产生的异常检测信号时输出和保持一个内部复位信号；及

一个配对相应的复位装置，用以通过上述总线接收来自上述控制站的复位删除信号，并将所述的复位删除信号提供给另一个通信接口的所述复位信号保持装置。

11.根据权利要求10所述的分布式控制系统，其特征在于，所述的控制站设有一个复位删除信号输出装置，用以监视所述的远程I/O设备中上述第一和第二通信接口其中任一个是否进入复位状态，并在检测出一个通信接口的复位状态时向尚未进入复位状态的另一个通信接口输出一个复位删除信号。

12.根据权利要求11所述的分布式控制系统，其特征在于，所述的复位删除信号输出装置执行预定次数的删除复位状态的通信。

Images