CN114384880A - 一种基于以太网通信的无主控制器的分布式控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于以太网通信的无主控制器的分布式控制系统，包括子设备以及智能分布式控制器，子设备与智能分布式控制器电性连接，智能分布式控制器间采用以太网通信；本发明一种基于以太网通信的无主控制器的分布式控制系统，因为系统中不存在主控制器，且每个分布式控制器都带有独立的逻辑控制功能；即使某个子设备的控制器发生故障，系统中的其它大量设备依旧能继续正常运行，提高了系统的连续运行的可靠性，所有的分布式控制器之间都采用以太网连接，可以方便地完成系统部署和结构扩展，操作人员仅需要重新设置一下系统的规模即可，不需要修改原有软件工程，系统整体的投资成本也可以有所降低。
Description
技术领域
本发明属于塑料制品生产技术领域，尤其涉及一种基于以太网通信的无主控制器的分布式控制系统。
背景技术
在塑料颗粒原料处理领域中，干燥系统是最为重要也是复杂的设备系统，原料干燥会涉及到多种设备的联合使用，如干燥风发生设备、原料干燥桶以及输送设备等，参与干燥处理的每种设备都包含有多种传感器及控制部件，这就需要一套控制系统来协调完成多种设备的控制，从而保证干燥系统中所有的物料的干燥效果。而系统的控制部分通常会采用集中控制或者分布式控制两种形式。
集中控制由总控制器以及输入输出扩展模块所组成，所有的输入输出信号都通过电缆等传输介质集中连接到控制系统中。这也是目前最普遍和最传统的系统集成方式；
控制系统所有的部件都处于同一个电控柜，现场所有的传感器的输入信号以及给控制执行机构的输出信号，都需要连接到控制系统中，会有大量的电缆等信号连接介质需要敷设；
如果系统需要扩容，那必须在控制系统中新增扩展输入输出模块，现场需另外敷设电缆。每次系统的变更都需要做定制化处理；
分布式控制由总控制器以及远程控制节点所组成，主控制器与所有的远程控制节点之间采用通信连接。输入输出信号不再需要集中连接到一处，可根据系统结构就近连接到远程控制节点上。主控制器通过远程控制节点来间接采集输入信号和控制输出信号。现在行业内越来越多的设备制造商使用这种系统集成方式；
当系统需要增加的远程控制节点时，需要将通信总线连接到前一个节点上，现场需要考虑节点的部署位置以及通信总线的敷设路径，增加了扩展难度；
如果两个节点之间的通信介质发生中断，则中断处往后的所有远程控制节点都会与主控制器失去联系，这些节点所管辖的设备都会失控，从而影响到系统的整体运行。
需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种解决塑料颗粒干燥系统扩展性和连续运行稳定性的基于以太网通信的无主控制器的分布式控制系统。
为实现上述目的，本发明提出了一种基于以太网通信的无主控制器的分布式控制系统，其特征在于，包括子设备以及智能分布式控制器，所述子设备与所述智能分布式控制器电性连接，所述智能分布式控制器间采用以太网通信。
在一个示例中，所述智能分布式控制器设置有以太网接口。
在一个示例中，所述智能分布式控制器均安装逻辑控制程序，各个所述智能分布式控制器通过以太网进行控制信号传输。
在一个示例中，所述智能分布式控制器根据自身的IP地址定义自身的功能身份以及在系统中的顺序编号，若某一个所述子设备发生故障无法与其它所述智能分布式控制器之间建立通信，则其它所述智能分布式控制器可以跳过与该故障所述智能分布式控制器通信，系统可保持连续运行。
在一个示例中，所述智能分布式控制器之间的通信数据包括公共数据和子设备数据，公共数据包括系统子设备数量、露点控制设定值、运行时间设定值等，在系统部署时完成设定，也可以二次修改；所述子设备数据由每个逻辑控制器来更新对应数据区段，根据所述子设备的数量，通信数据中包含多个所述子设备数据区段。
在一个示例中，所述子设备包括干燥风发生器模块、干燥桶、输送风机模块等用于塑料颗粒干燥相关装置。
通过本发明提出的一种基于以太网通信的无主控制器的分布式控制系统能够带来如下有益效果：
1.因为系统中不存在主控制器，且每个分布式控制器都带有独立的逻辑控制功能；则原先因为主控制器宕机而造成系统整体瘫痪的风险，可分摊到每个独立设备；即使某个子设备的控制器发生故障，也仅仅会影响到该子设备，系统中的其它大量设备可继续正常运行；提高了系统的连续运行的可靠性。
2.所有的分布式控制器之间都采用以太网连接，以目前的网络连接技术，可以方便地完成系统部署和结构扩展。
3.因为系统的控制程序都分散在每个智能分布式控制器中，在系统需要扩展时，只需要将新的子设备通过网络接入原有系统即可；操作人员仅需要重新设置一下系统的规模即可，不需要修改原有软件工程；从软件层面也可以方便地完成系统部署和结构扩展。
4.随着控制系统行业的发展，智能型分布式控制器与传统的分布式控制节点的成本已没有太大的区别；而取消了主控制器，则系统整体的投资成本也可以有所降低。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的系统结构示意图；
图2为本发明的智能分布控制器通信结构示意图；
图3为本发明的智能分布控制器通信子设备故障的结构示意图；
图4为本发明的通信数据结构示意图；
图5为集中控制的结构示意图；
图6为分布式控制的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个方案”、“一些方案”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该方案或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个方案或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的方案或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个方案或示例中以合适的方式结合。
如图1～图4所示，本发明的实施例提出了一种基于以太网通信的无主控制器的分布式控制系统，其包括子设备1以及智能分布式控制器2，子设备1与智能分布式控制器2电性连接，智能分布式控制器2间采用以太网通信，智能分布式控制器2设置有以太网接口，智能分布式控制器2均安装逻辑控制程序，各个智能分布式控制器2通过以太网进行控制信号传输，智能分布式控制器2根据自身的IP地址定义自身的功能身份以及在系统中的顺序编号，若某一个子设备1发生故障无法与其它智能分布式控制器2之间建立通信，则其它智能分布式控制器2可以跳过与该故障智能分布式控制器2通信，系统可保持连续运行，智能分布式控制器2之间的通信数据包括公共数据和子设备数据，公共数据包括系统子设备数量、露点控制设定值、运行时间设定值等，在系统部署时完成设定，也可以二次修改；子设备1数据由每个逻辑控制器来更新对应数据区段，根据子设备1的数量，通信数据中包含多个子设备1数据区段，子设备1包括干燥风发生器模块、干燥桶、输送风机模块等用于塑料颗粒干燥相关装置。
工作原理：每个智能分布式控制器从上一个智能分布式控制器处接收通信数据，根据公共数据以及其它智能分布式控制器的子设备数据来了解整个系统的运行情况和运行要求，实时调整本设备的运行，再根据本设备的运行情况，将本设备的实时数据更新到对应的子设备数据段中，再将数据发送到下一个智能分布式控制器中；当某一个子设备有故障时，它的前一个智能分布式控制器会失去与它的通信连接，当前一个智能分布式控制器发现与下一个智能分布式控制器的通信无反应时，可以根据自身序号和系统子设备数量的定义，直接跳过下一个智能分布式控制器，与后一个智能分布式控制器建立通信连接。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (6)
1.一种基于以太网通信的无主控制器的分布式控制系统，其特征在于，包括子设备以及智能分布式控制器，所述子设备与所述智能分布式控制器电性连接，所述智能分布式控制器间采用以太网通信。
2.根据权利要求1所述的一种基于以太网通信的无主控制器的分布式控制系统，其特征在于，所述智能分布式控制器设置有以太网接口。
3.根据权利要求1所述的一种基于以太网通信的无主控制器的分布式控制系统，其特征在于，所述智能分布式控制器均安装逻辑控制程序，各个所述智能分布式控制器通过以太网进行控制信号传输。
4.根据权利要求1所述的一种基于以太网通信的无主控制器的分布式控制系统，其特征在于，所述智能分布式控制器根据自身的IP地址定义自身的功能身份以及在系统中的顺序编号，若某一个所述子设备发生故障无法与其它所述智能分布式控制器之间建立通信，则其它所述智能分布式控制器可以跳过与该故障所述智能分布式控制器通信，系统可保持连续运行。
5.根据权利要求3所述的一种基于以太网通信的无主控制器的分布式控制系统，其特征在于，所述智能分布式控制器之间的通信数据包括公共数据和子设备数据，公共数据包括系统子设备数量、露点控制设定值、运行时间设定值等，在系统部署时完成设定，也可以二次修改；所述子设备数据由每个逻辑控制器来更新对应数据区段，根据所述子设备的数量，通信数据中包含多个所述子设备数据区段。
6.根据权利要求1所述的一种基于以太网通信的无主控制器的分布式控制系统，其特征在于，所述子设备包括干燥风发生器模块、干燥桶、输送风机模块等用于塑料颗粒干燥相关装置。
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