CN208477347U - 一种总线信号现场控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种总线信号现场控制系统，属于工业自动控制系统领域，包括系统控制模块、多个智能阀门定位器和多个现场执行模块，多个现场执行模块分别与多个智能阀门定位器连接，连接着同一类的现场执行模块的多个智能阀门定位器采用同一总线与系统控制模块通信连接。本实用新型提供的总线信号现场控制系统提供了一种智能阀门定位器的总线信号传输方法，在大型的分线制自动控制系统中，将原来的分线制模拟DC24V/4～20mA信号传输方式改为总线数字信号传输，可节约大量现场布线，从而减少工作人员的动作量。

Description

一种总线信号现场控制系统

技术领域

本实用新型涉及工业自动控制系统领域，具体而言，涉及一种总线信号现场控制系统。

背景技术

目前，公知的智能阀门定位器是自动化控制系统中的核心执行部件，它接受来自DCS/PLC系统控制主机发出的控制信号，智能阀门定位器输出控制信号给执行器，执行器直接带动阀门做出相应的开关动作。同时执行器的动作反馈给智能阀门定位器，智能阀门定位器进而输出阀门动作的反馈信号到DCS/PLC控制系统。目前，自动控制系统中的智能阀门定位器与主机控制系统均采用两线制的电流环信号传输方式，其信号采用DC24V/4～20mA的标准信号。即智能阀门定位器接收DCS/PLC系统控制主机输出的标准两线制DC24V/4～20mA的标准信号；DCS/PLC系统控制主机接收智能阀门定位器输出的两线制DC24V/4～20mA的标准信号。DCS/PLC系统采用多通道数据采集卡或模块对来自各类现场一次仪表的模拟两线制DC24V/4～20mA的信号进行采集，输出也是通过多通道输出模块分别对现场的智能阀门定位器进行控制，信号均采用模拟两线制DC24V/4～20mA的标准信号。对于多点输入/输出的大型自动控制系统而言，系统的信号线布线是一个庞大的工程。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种总线信号现场控制系统，以改善现有的系统的信号布线工程太过庞大的问题。

本实用新型是这样实现的：

基于上述的第一目的，本实用新型提供了一种总线信号现场控制系统，包括系统控制模块、多个智能阀门定位器和多个现场执行模块，多个所述现场执行模块分别与多个所述智能阀门定位器连接，连接着同一类的所述现场执行模块的多个所述智能阀门定位器采用同一总线与所述系统控制模块通信连接，所述系统控制模块用于将信号发送给所述智能阀门定位器，所述智能阀门定位器用于将所述信号分别发送给所述现场执行模块，所述智能阀门定位器还用于接收所述现场执行模块反馈的信息，并将所述信息传递给所述系统控制模块。

本实用新型提供的总线信号现场控制系统提供了一种智能阀门定位器的总线信号传输方法，在大型的分线制自动控制系统中，将原来的分线制模拟DC24V/4～20mA信号传输方式改为总线数字信号传输，可节约大量现场布线，从而减少工作人员的动作量。

在本实施例的一种实施方式中：所述总线信号现场控制系统采用四总线连接，其中两条所述总线为电源总线，所述电源总线用于给智能阀门定位器和所述现场执行模块供电，另外两条所述总线为信号总线，所述信号总线用于所述现场执行模块的信号采集传输或所述系统控制模块向所述智能阀门定位器传输控制输出指令和信号反馈。

在本实施例的一种实施方式中：所述电源总线的电压为24V，且所述电源总线输入直流电源。

在本实施例的一种实施方式中：每个所述智能阀门定位器均设置有总线隔离器，当所述智能阀门定位器出现故障后，所述总线隔离器将所述智能阀门定位器隔离。

在本实施例的一种实施方式中：每个所述智能阀门定位器被所述总线隔离器隔离后，所述系统控制模块会给出故障报警信号。

在本实施例的一种实施方式中：所述系统控制模块为DCS/PLC系统控制主机。

在本实施例的一种实施方式中：所述DCS/PLC系统控制主机的型号为MSP430F5438单片机。

在本实施例的一种实施方式中：所述系统控制模块内设置有通信模块，所述系统控制模块与所述通信模块之间通过并行接口实现数据的交换，所述通信模块与所述智能阀门定位器通信连接。

在本实施例的一种实施方式中：所述总线信号现场控制系统还包括与所述系统控制模块连接的存储模块，所述存储模块用于存储所述智能阀门定位器的功能参数和测量数据。

在本实施例的一种实施方式中：所述存储模块为电可擦可编程只读存储器。

与现有技术相比，本实用新型实现的有益效果是：

本实用新型提供的总线信号现场控制系统提供了一种智能阀门定位器的总线信号传输方法，在大型的分线制自动控制系统中，将原来的分线制模拟DC24V/4～20mA信号传输方式改为总线数字信号传输，可节约大量现场布线，从而减少工作人员的动作量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要实用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型实施例1提供的总线信号现场控制系统的示意图。

图中：101-系统控制模块；102-智能阀门定位器；103-现场执行模块。

具体实施方式

为了使上述问题得到改善，本实用新型提供了一种总线信号现场控制系统，包括系统控制模块、多个智能阀门定位器和多个现场执行模块，多个所述现场执行模块分别与多个所述智能阀门定位器连接，连接着同一类的所述现场执行模块的多个所述智能阀门定位器采用同一总线与所述系统控制模块通信连接，所述系统控制模块用于将信号发送给所述智能阀门定位器，所述智能阀门定位器用于将所述信号分别发送给所述现场执行模块，所述智能阀门定位器还用于接收所述现场执行模块反馈的信息，并将所述信息传递给所述系统控制模块。

本实用新型提供的总线信号现场控制系统提供了一种智能阀门定位器的总线信号传输方法，在大型的分线制自动控制系统中，将原来的分线制模拟DC24V/4～20mA信号传输方式改为总线数字信号传输，可节约大量现场布线，从而减少工作人员的动作量。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以上对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

在本实用新型中，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，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

对于一个复杂的大型自动控制系统，测量点和控制点成百上千，仅仅是信号线的布线就会耗费很大的人力物力。为了减少现场仪表及智能阀门定位器102与DCS/PLC系统控制主机之间信号线的数量，本实施例提供一种智能阀门定位器102的总线信号传输方法，是一种基于现场仪表与DCS/PLC系统控制主机之间采用总线信号的传输方法。该方法的实施将现场仪表与控制室之间的信号传输由分线制改为总线制的一种信号传输方法，现场仪表或执行机构的智能阀门定位器102全部连接在系统总线上，在总线上进行输入/输出信号的双向传输。这样，可以节约大量的现场布线。

参照图1，本实施例提供了一种总线信号现场控制系统，包括系统控制模块101、多个智能阀门定位器102和多个现场执行模块103，多个现场执行模块103分别与多个智能阀门定位器102连接，连接着同一类的现场执行模块103的多个智能阀门定位器102采用同一总线与系统控制模块101通信连接，系统控制模块101用于将信号发送给智能阀门定位器102，智能阀门定位器102用于将信号分别发送给多个现场执行模块103，智能阀门定位器102还用于接收现场执行模块103反馈的信息，并将信息传递给系统控制模块101。

本实施例提供的总线信号现场控制系统提供了一种智能阀门定位器102的总线信号传输方法，在大型的分线制自动控制系统中，将原来的分线制模拟DC24V/4～20mA信号传输方式改为总线数字信号传输，可节约大量现场布线，从而减少工作人员的动作量。

本实施例提供的总线信号现场控制系统将现场执行模块103和智能阀门定位器102进行分类，每一类的现场执行模块103连接呈一个总线回路，然后再将改回路与一个智能阀门定位器102连接，这样，一个复杂的分线制大型DCS/PLC控制系统就简化成一个多总线回路的总线信号现场控制系统。

总线信号现场控制系统采用四总线连接，其中两条总线为电源总线，电源总线用于给智能阀门定位器102和现场执行模块103供电，另外两条总线为信号总线，信号总线用于现场执行模块103的信号采集传输或系统控制模块101向智能阀门定位器102传输控制输出指令和信号反馈。采用四总线信号方式可以有效解决现场执行模块103及智能阀门定位器102的供电问题，又可以解决信号的传输问题

电源总线的电压为24V，且电源总线输入直流电源。

每个智能阀门定位器102均设置有总线隔离器，当智能阀门定位器102出现故障后，总线隔离器将智能阀门定位器102隔离。当某个现场执行模块103或智能阀门定位器102出现故障后自动将该现场执行模块103或智能阀门定位器102隔离，避免整个总线回路受其故障部件影响造成整个总线回路瘫痪。

每个智能阀门定位器102被总线隔离器隔离后，系统控制模块101会给出故障报警信号。被隔离的故障部位在系统中接收不到该位置的信号，系统会给出该部位的现场执行模块103或智能阀门定位器102为故障状态，且给出故障报警以提示操作人员技术处理。

系统控制模块101为DCS/PLC系统控制主机。

DCS/PLC系统控制主机的型号为MSP430F5438单片机。

其中，MSP430单片机称之为混合信号处理器，是由于其针对实际应用需求，将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上，以提供“单片机”解决方案。

系统控制模块101内设置有通信模块，系统控制模块101与通信模块之间通过并行接口实现数据的交换，通信模块与智能阀门定位器102通信连接。

总线信号现场控制系统还包括与系统控制模块101连接的存储模块，存储模块用于存储智能阀门定位器102的功能参数和测量数据。

存储模块为电可擦可编程只读存储器。

具体地，存储模块包括但不限于电可擦可编程只读存储器，在本实施例中，采用24AA256芯片实现。

综上所述，本实用新型提供的总线信号现场控制系统提供了一种智能阀门定位器的总线信号传输方法，在大型的分线制自动控制系统中，将原来的分线制模拟DC24V/4～20mA信号传输方式改为总线数字信号传输，可节约大量现场布线，从而减少工作人员的动作量；采用四总线信号方式可以有效解决现场执行模块及智能阀门定位器的供电问题，又可以解决信号的传输问题。同时，每一个现场执行模块或智能阀门定位器均配备总线隔离器，当某个现场执行模块或智能阀门定位器出现故障后自动将该现场执行模块或智能阀门定位器隔离，避免整个总线回路受其故障部件影响造成整个总线回路瘫痪。被隔离的故障部位在系统中接收不到该位置的信号，系统会给出该部位的现场执行模块或智能阀门定位器为故障状态，且给出故障报警以提示操作人员技术处理。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种总线信号现场控制系统，其特征在于，包括系统控制模块、多个智能阀门定位器和多个现场执行模块，多个所述现场执行模块分别与多个所述智能阀门定位器连接，连接着同一类的所述现场执行模块的多个所述智能阀门定位器采用同一总线与所述系统控制模块通信连接，所述系统控制模块用于将信号发送给所述智能阀门定位器，所述智能阀门定位器用于将所述信号分别发送给所述现场执行模块，所述智能阀门定位器还用于接收所述现场执行模块反馈的信息，并将所述信息传递给所述系统控制模块。

2.根据权利要求1所述的总线信号现场控制系统，其特征在于，所述总线信号现场控制系统采用四总线连接，其中两条所述总线为电源总线，所述电源总线用于给智能阀门定位器和所述现场执行模块供电，另外两条所述总线为信号总线，所述信号总线用于所述现场执行模块的信号采集传输或所述系统控制模块向所述智能阀门定位器传输控制输出指令和信号反馈。

3.根据权利要求2所述的总线信号现场控制系统，其特征在于，所述电源总线的电压为24V，且所述电源总线输入直流电源。

4.根据权利要求1所述的总线信号现场控制系统，其特征在于，每个所述智能阀门定位器均设置有总线隔离器，当所述智能阀门定位器出现故障后，所述总线隔离器将所述智能阀门定位器隔离。

5.根据权利要求4所述的总线信号现场控制系统，其特征在于，每个所述智能阀门定位器被所述总线隔离器隔离后，所述系统控制模块会给出故障报警信号。

6.根据权利要求1所述的总线信号现场控制系统，其特征在于，所述系统控制模块为DCS/PLC系统控制主机。

7.根据权利要求6所述的总线信号现场控制系统，其特征在于，所述DCS/PLC系统控制主机的型号为MSP430F5438单片机。

8.根据权利要求1所述的总线信号现场控制系统，其特征在于，所述系统控制模块内设置有通信模块，所述系统控制模块与所述通信模块之间通过并行接口实现数据的交换，所述通信模块与所述智能阀门定位器通信连接。

9.根据权利要求1所述的总线信号现场控制系统，其特征在于，所述总线信号现场控制系统还包括与所述系统控制模块连接的存储模块，所述存储模块用于存储所述智能阀门定位器的功能参数和测量数据。

10.根据权利要求9所述的总线信号现场控制系统，其特征在于，所述存储模块为电可擦可编程只读存储器。