專利名稱：一種應(yīng)用于dcs系統(tǒng)的i/o智能單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)功能模塊，尤其涉及一種應(yīng)用于DCS系統(tǒng)的I/O單元的。
背景技術(shù)：
DCS系統(tǒng)是隨著現(xiàn)代大型工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的不斷興起和過程控制要求的日益復(fù)雜應(yīng)運(yùn)而生的綜合控制系統(tǒng)，它是計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和多媒體技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，具有先進(jìn)控制控制策略、圖形操作界面和在線實(shí)時(shí)組態(tài)工具；可提供窗口友好的人機(jī)界面和強(qiáng)大的通訊功能，是完成過程控制、過程管理的現(xiàn)代化設(shè)備。DCS系統(tǒng)主要有現(xiàn)場(chǎng)控制站(I/O站)、數(shù)據(jù)通訊單元、人機(jī)接口單元(操作員站 OPS、工程師站ENS)等組成。其中，現(xiàn)場(chǎng)控制站是控制系統(tǒng)的核心部分，一般包括冗余的電源組件、CPU控制單元、總線底板或機(jī)籠、通訊單元和I/O單元組成。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)表明，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)出現(xiàn)的問題90%發(fā)生在I/O單元。而一塊I/O單元一般集成了 8路或16 路甚至32路的功能模塊，一旦某一路功能模塊出現(xiàn)故障，要維修更換將影響到整個(gè)I/O單元，由此給整個(gè)控制系統(tǒng)帶來較大范圍的影響。在集成I/O單元中，除了集成的系統(tǒng)功能模塊，還有處理單元、通訊單元、電源部分，任何一處故障，都會(huì)帶來I/O單元整體的維護(hù)和更換，進(jìn)而影響系統(tǒng)功能的正常運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種維護(hù)和更換方便的應(yīng)用于DCS系統(tǒng)的I/O 智能單元。為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案主要由I/O智能控制模塊、單點(diǎn)采集的系統(tǒng)功能模塊、通用基座組成，所述I/O智能控制模塊、單點(diǎn)采集的系統(tǒng)功能模塊裝于通用基座上，通用基座為I/O智能控制模塊提供總線、系統(tǒng)電源以及現(xiàn)場(chǎng)接線的I/O端子，所述 I/O智能控制模塊經(jīng)過總線實(shí)現(xiàn)對(duì)單點(diǎn)采集的系統(tǒng)功能模塊的數(shù)據(jù)采集、輸出、信號(hào)調(diào)理以及和外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)。所述的應(yīng)用于DCS系統(tǒng)的I/O智能單元，其特征在于所述單點(diǎn)采集的系統(tǒng)功能模塊包括單點(diǎn)AI功能模塊、單點(diǎn)AO功能模塊、單點(diǎn)DI/D0功能模塊、單點(diǎn)PI模塊、雙路SOE 事件順序記錄模塊。所述單點(diǎn)AI功能模塊包括模塊微控制器、DC/DC轉(zhuǎn)換電路、系統(tǒng)總線接口電路、信號(hào)接線端、濾波器、類型選擇電路、校正電路、程控放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及與模塊微控制器連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)EEPROM、WDT電路，外部設(shè)備輸入信號(hào)經(jīng)信號(hào)接線端、濾波器、類型選擇電路、校正電路、程控放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器至模塊微控制器，由模塊微控制器進(jìn)行信號(hào)處理。所述單點(diǎn)AO功能模塊包括模塊微控制器、DC/DC轉(zhuǎn)換電路、系統(tǒng)總線接口電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、電壓/電流轉(zhuǎn)換器、斷線檢測(cè)電路、通訊驅(qū)動(dòng)電路、信號(hào)接線端以及與模塊微控制器連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)EEPROM、WDT電路，所述模塊微控制器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器、電壓/電流轉(zhuǎn)換器、斷線檢測(cè)電路、通訊驅(qū)動(dòng)電路將信號(hào)至信號(hào)接線端。
所述單點(diǎn)DI/D0功能模塊包括模塊微控制器、DC/DC轉(zhuǎn)換電路、系統(tǒng)總線接口電路、信號(hào)接線端、保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)電路、光電隔離電路以及與模塊微控制器連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ) EEPROM、WDT電路，外部設(shè)備輸入信號(hào)經(jīng)信號(hào)接線端、保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)電路、光電隔離電路至模塊微控制器，由模塊微控制器進(jìn)行信號(hào)處理；模塊微控制器將處理好的信號(hào)經(jīng)光電隔離器、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路至信號(hào)接線端輸出。所述單點(diǎn)PI模塊包括模塊微控制器、DC/DC轉(zhuǎn)換電路、系統(tǒng)總線接口電路、信號(hào)接線端、保護(hù)電路、阻抗選擇電路、光電隔離電路、信號(hào)整形電路以及與模塊微控制器連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)EEPROM、WDT電路，外部設(shè)備輸入信號(hào)經(jīng)信號(hào)接線端、保護(hù)電路、阻抗選擇電路、光電隔離電路、信號(hào)整形電路至模塊微控制器，由模塊微控制器進(jìn)行信號(hào)處理。所述雙路SOE事件順序記錄模塊包括高速微處理器、分別與高速微處理器連接的通訊電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、WDT電路、狀態(tài)指示電路以及通過高速數(shù)據(jù)總線與高速微處理器通訊的采樣通道，所述采樣通道上設(shè)有保護(hù)電路、光電隔離電路、信號(hào)整形電路。所述的應(yīng)用于DCS系統(tǒng)的I/O智能單元，其特征在于所述DC/DC轉(zhuǎn)換電路系統(tǒng)總線接口電路上設(shè)有電源隔離電路。所述的應(yīng)用于DCS系統(tǒng)的I/O智能單元，其特征在于所述單點(diǎn)采集的系統(tǒng)功能模塊還設(shè)有一個(gè)與其配合安裝的模塊盒，所述模塊盒兩側(cè)設(shè)有安裝柱，單點(diǎn)采集的系統(tǒng)功能模塊通過安裝柱與通用基座連接固定。所述的應(yīng)用于DCS系統(tǒng)的I/O智能單元，其特征在于所述模塊盒兩側(cè)設(shè)有散熱孔。本發(fā)明具有如下有益效果
1、規(guī)避了因某一路功能模塊的故障維護(hù)引起的連帶影響，并支持熱插拔，方便安裝維護(hù)。2、本發(fā)明開發(fā)的模塊是針對(duì)單點(diǎn)采集的一種系統(tǒng)功能模塊，提高了系統(tǒng)的靈活性和穩(wěn)定性。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1和圖9為本發(fā)明I/O智能單元的組成結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明單點(diǎn)AI功能模塊的組成結(jié)構(gòu)圖。圖3單點(diǎn)AO功能模塊的組成結(jié)構(gòu)圖。圖4單點(diǎn)DI/D0功能模塊的組成結(jié)構(gòu)圖。圖5單點(diǎn)PI模塊的組成結(jié)構(gòu)圖。圖6雙路SOE事件順序記錄模塊的組成結(jié)構(gòu)圖。圖7為本發(fā)明模塊盒的結(jié)構(gòu)圖。圖8為本發(fā)明模塊盒和單點(diǎn)采集的系統(tǒng)功能模塊的安裝示意圖。圖10為本發(fā)明電源隔離電路電路圖。
具體實(shí)施例方式DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，配以各種掛接在網(wǎng)絡(luò)上的功能單元、模塊和組件，實(shí)現(xiàn)各部分協(xié)調(diào)工作和數(shù)據(jù)共享，共同完成各種自動(dòng)控制和信息管理功能。DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主由現(xiàn)場(chǎng)控制站、操作員站、工程師站、通訊網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備組成?，F(xiàn)場(chǎng)控制站是DCS系統(tǒng)的核心設(shè)備，用以實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采樣、控制運(yùn)算和控制輸出，它主控單元為核心，使用控制網(wǎng)將各型I/O單元連接起來。如圖1和圖9所示，本發(fā)明的I/O單元主要由I/O智能控制模塊1、單點(diǎn)采集的系統(tǒng)功能模塊2、通用基座3組成，I/O智能控制模塊1和單點(diǎn)采集的系統(tǒng)功能模塊2裝于通用基座3上，通用基座并通過底部連接器(圖中未畫出)為I/O智能控制模塊提供總線以及系統(tǒng)電源，同時(shí)提供現(xiàn)場(chǎng)接線的I/O端子，I/O智能控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)單點(diǎn)采集的系統(tǒng)功能模塊2的數(shù)據(jù)采集和輸出、信號(hào)調(diào)理以及和主控單元交換數(shù)據(jù)。單點(diǎn)采集的系統(tǒng)功能模塊2基于靈巧總線SmartBus設(shè)計(jì)，靈活配置單點(diǎn)AI功能模塊2-1、單點(diǎn)AO功能模塊2-2、單點(diǎn)DI/D0功能模塊2-3、單點(diǎn)PI模塊2-4、雙路SOE事件順序記錄模塊2-5，達(dá)到靈活配置、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整、減少備件、方便維護(hù)、降低成本的目的。如圖 7和圖8所示，為保護(hù)系統(tǒng)功能模塊和方便系統(tǒng)功能模塊安裝，本發(fā)明還提供一個(gè)與系統(tǒng)功能模塊配合設(shè)置的模塊盒四，模塊盒兩側(cè)設(shè)有安裝柱30，系統(tǒng)功能模塊利用模塊盒安裝柱與通用基座3連接固定。模塊盒兩側(cè)設(shè)有散熱孔31，可防止模塊盒內(nèi)溫度過高，影響系統(tǒng)功能模塊工作，另外在于模塊盒前端設(shè)有指示燈，用于顯示系統(tǒng)功能模塊運(yùn)行的狀態(tài)，方便生產(chǎn)測(cè)試及工程維護(hù)。如圖2所示，單點(diǎn)AI功能模塊包括模塊微控制器5、DC/DC轉(zhuǎn)換電路6、系統(tǒng)總線接口電路4、信號(hào)接線端7、濾波器8、類型選擇電路9、校正電路10、程控放大器11、模數(shù)轉(zhuǎn)換器12以及與模塊微控制器連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)EEPR0M13、WDT電路14，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)經(jīng)信號(hào)接線端7進(jìn)入，首先經(jīng)過濾波器8硬件濾波，隨后根據(jù)配置的信號(hào)類型類型選擇電路9進(jìn)行切換選擇，再經(jīng)程控放大器11，到模數(shù)轉(zhuǎn)換器12轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)，最后模塊微控制器5進(jìn)行有關(guān)信號(hào)處理，同時(shí)可利用校正電路10實(shí)時(shí)進(jìn)行溫度補(bǔ)償及零點(diǎn)與量程校正，保證采樣數(shù)據(jù)的精確性。另外設(shè)置DC/DC轉(zhuǎn)換電路6能夠接收不同類型的流電壓，設(shè)置系統(tǒng)總線接口電路4與靈巧總線SmartBus連接。為保證模塊與系統(tǒng)之間、模塊與模塊之間完全隔離，將外部干擾拒之門外，在DC/DC轉(zhuǎn)換電路6上還設(shè)置有電源隔離電路33。模塊特點(diǎn)1、軟件設(shè)置輸入信號(hào)類型、量程范圍、報(bào)警信息等，并可以在線修改； 2、在線自診斷，支持?jǐn)嗑€檢測(cè)，模塊運(yùn)行狀態(tài)指示，幫助用戶判別故障源；3、在線自校正，能夠根據(jù)模塊工作環(huán)境的變化自動(dòng)進(jìn)行零點(diǎn)、增益補(bǔ)償，無需電位器人工校正；4、模塊與系統(tǒng)之間、模塊與模塊之間完全隔離，將外部干擾拒之門外；5、熱電偶信號(hào)輸入時(shí)自動(dòng)進(jìn)行冷端補(bǔ)償，開路檢測(cè)；6、配電功能減輕工程量，減少故障點(diǎn)；7、WDT電路電路設(shè)計(jì)，保證模塊正常運(yùn)行。如圖3所示，單點(diǎn)AO功能模塊包括模塊微控制器5、DC/DC轉(zhuǎn)換電路6、系統(tǒng)總線接口電路4、模數(shù)轉(zhuǎn)換器12、電壓/電流轉(zhuǎn)換器15、斷線檢測(cè)電路16、通訊驅(qū)動(dòng)電路17、信號(hào)接線端7以及與模塊微控制器連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)EEPR0M13、WDT電路14，模擬輸出指令經(jīng)靈巧總線SmartBus傳輸給模塊微處理器5，模塊微控制器5根據(jù)配置參數(shù)對(duì)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理轉(zhuǎn)換，并輸出到數(shù)模轉(zhuǎn)換器12進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的模擬電壓信號(hào)經(jīng)過電壓/電流轉(zhuǎn)換器15，并經(jīng)過用于判斷現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的連線是否異常斷開的斷線檢測(cè)電路16，以及進(jìn)行通訊驅(qū)動(dòng)的通訊驅(qū)動(dòng)電路17，最后經(jīng)過信號(hào)接線端7輸出穩(wěn)定的電流信號(hào)。模塊特點(diǎn)1、輸出類型在線組態(tài)、在線修改；2、在線自診斷，支持?jǐn)嗑€檢測(cè)，模塊運(yùn)行狀態(tài)指示，幫助用戶判別故障源；3、模塊與系統(tǒng)、模塊與模塊之間完全隔離，將外部干擾拒之門外；4、當(dāng)通訊出現(xiàn)中斷時(shí)，能夠維持正常工作并根據(jù)組態(tài)要求保持故障前的狀態(tài)或用戶預(yù)先指定的結(jié)果；5、WDT電路電路設(shè)計(jì)，保證模塊正常運(yùn)行。如圖4所示，單點(diǎn)DI/D0功能模塊包括模塊微控制器5、DC/DC轉(zhuǎn)換電路6、系統(tǒng)總線接口電路4、信號(hào)接線端7、保護(hù)電路18、驅(qū)動(dòng)電路17、光電隔離電路20以及與模塊微控制器連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)EEPR0M13、WDT電路14，模塊以模塊微控制器5為核心，運(yùn)行所需的有關(guān)參數(shù)在軟件配置時(shí)設(shè)定。數(shù)字量輸入信號(hào)經(jīng)過信號(hào)接線端7、起過流保護(hù)的保護(hù)電路18、 起通訊驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路17、進(jìn)行光電隔離的光電隔離電路20后進(jìn)行采樣。同樣，數(shù)字量輸出信號(hào)經(jīng)光電隔離、通訊驅(qū)動(dòng)、過流保護(hù)輸出至現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。WDT電路14負(fù)責(zé)監(jiān)視模塊程序的運(yùn)行狀況，當(dāng)模塊受干擾而程序跳飛后將及時(shí)復(fù)位CPU，保證模塊程序正常運(yùn)行。模塊特點(diǎn)1、獨(dú)立的智能模塊微處理器設(shè)計(jì)；2、一個(gè)模塊同時(shí)提供獨(dú)立2路數(shù)字量通道；3、在線自診斷，模塊運(yùn)行狀態(tài)指示，幫助用戶判別故障源；4、采用光電隔離技術(shù)和數(shù)字濾波技術(shù)，將外部干擾拒之門外；5、出現(xiàn)通訊中斷故障時(shí)，仍然能夠維持正常工作并根據(jù)組態(tài)要求保持故障前的狀態(tài)或用戶指定的結(jié)果；6、WDT電路電路設(shè)計(jì)，保證模塊程序跳飛后可及時(shí)復(fù)位CPU，恢復(fù)程序正常運(yùn)行。如圖5所示，所述單點(diǎn)PI模塊2-4包括模塊微控制器5、DC/DC轉(zhuǎn)換電路6、系統(tǒng)總線接口電路4、信號(hào)接線端7、保護(hù)電路18、阻抗選擇電路21、光電隔離電路20、信號(hào)整形電路22以及與模塊微控制器連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)EEPR0M13、WDT電路14，模塊以模塊微控制器 5核心，通過標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)總線接口電路4接入靈巧總線SmartBus，實(shí)現(xiàn)與I/O智能控制模塊1的數(shù)據(jù)通訊?，F(xiàn)場(chǎng)信號(hào)經(jīng)過信號(hào)接線端7，通道前端保護(hù)電路18，光電隔離電路20，信號(hào)經(jīng)信號(hào)整形電路22整形后輸入模塊微處理器5，由模塊微處理器5進(jìn)行信號(hào)采樣和頻率計(jì)算，將脈沖量信號(hào)轉(zhuǎn)換成純數(shù)字量信號(hào)。根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)需要，利用阻抗選擇電路21實(shí)現(xiàn) O-IOmA, 4 - 20mA電流，12V，24V電壓等4種輸入類型設(shè)置。模塊運(yùn)行參數(shù)在軟件組態(tài)時(shí)由用戶設(shè)定，并保存在模塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)EEPR0M13中，配置信息掉電不丟失。WDT電路14實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊控制程序的運(yùn)行狀況，當(dāng)模塊受干擾導(dǎo)致程序跳飛時(shí)將及時(shí)復(fù)位，保證模塊的穩(wěn)定性和可靠性。模塊特點(diǎn)1、單通道脈沖信號(hào)輸入，頻率范圍0 60kHz ；2、支持軟件選擇多種信號(hào)寬電平輸入范圍，適用范圍廣；3、信號(hào)輸入光電隔離，隔離電壓不低于1500V ；4、在線自診斷，及時(shí)反映模塊運(yùn)行狀態(tài)；5、WDT電路設(shè)計(jì)，保證模塊程序正常運(yùn)行。如圖6所示，雙路SOE事件順序記錄模塊2-5包括高速微處理器25、分別與高速微處理器25連接的通訊電路觀、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器27、WDT電路14、狀態(tài)指示電路23以及通過高速數(shù)據(jù)總線M與高速微處理器25通訊的采樣通道32，所述采樣通道32上設(shè)有保護(hù)電路18、 光隔離電路20、信號(hào)整形電路22。雙路SOE事件順序記錄模塊以高速微處理器25為核心， 通過HSDB毫秒定時(shí)，觸發(fā)采樣通道32狀態(tài)采樣，通過對(duì)各通道信號(hào)狀態(tài)變化檢查，觸發(fā)一次事件記錄，并將相對(duì)事件發(fā)生時(shí)間存入事件順序記錄數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器27。微處理器利用CNet 網(wǎng)絡(luò)控制器通過通訊電路觀接收外部設(shè)備的事件信息查詢和記錄時(shí)鐘同步命令，同時(shí)進(jìn)行自診斷并將檢測(cè)結(jié)果送運(yùn)狀態(tài)指示電路23，指示當(dāng)前模塊運(yùn)行狀態(tài)和通訊狀況。采樣通道32上的保護(hù)電路18、光隔離電路20、信號(hào)整形電路22，對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行過流保護(hù)、光電隔離、信號(hào)整形等優(yōu)化處理。
模塊特點(diǎn)1、模塊支持帶電熱插拔，系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別模塊是否安裝，實(shí)現(xiàn)即插即用； 2、采用高速微處理器為主控CPU，SOE事件順序記錄時(shí)間同步率小于1ms，不同事件間的最小時(shí)間間隔可達(dá)Ims ；3、單元SOE事件順序記錄緩沖區(qū)最大可保持記錄數(shù)為256個(gè)；4、集成的2路DI輸入通道，采用光電隔離技術(shù)，確保現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)與系統(tǒng)之間隔離電壓達(dá)1500V ；5、支持冗余CNet通訊網(wǎng)絡(luò)，通訊速率IMbps ；6、通道與通道間全隔離設(shè)計(jì)，使通道或信號(hào)故障時(shí)不影響其余通道的正常工作；
7、模塊自身過流保護(hù)功能，當(dāng)模塊因自身故障而引起電流輸入過大時(shí)，具有自保護(hù)功能，當(dāng)故障排除后模塊恢復(fù)正常工作；8、每個(gè)控制站可對(duì)192點(diǎn)開關(guān)量進(jìn)行SOE記錄，每個(gè)控制站事件記錄容量為10240個(gè)。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于DCS系統(tǒng)的I/O智能單元，其特征在于該I/O智能單元主要由I/O智能控制模塊(1)、單點(diǎn)采集的系統(tǒng)功能模塊(2)、通用基座(3)組成，所述I/O智能控制模塊(1)、 單點(diǎn)采集的系統(tǒng)功能模塊(2)裝于通用基座(3)上，通用基座(3)為I/O智能控制模塊(1) 提供總線、系統(tǒng)電源以及現(xiàn)場(chǎng)接線的I/O端子，所述I/O智能控制模塊(1)經(jīng)過總線實(shí)現(xiàn)對(duì)單點(diǎn)采集的系統(tǒng)功能模塊(2)的數(shù)據(jù)采集、輸出、信號(hào)調(diào)理以及和外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于DCS系統(tǒng)的I/O智能單元，其特征在于所述單點(diǎn)采集的系統(tǒng)功能模塊(2)包括單點(diǎn)AI功能模塊(2-1)、單點(diǎn)AO功能模塊(2-2)、單點(diǎn)DI/D0功能模塊(2-3)、單點(diǎn)PI模塊(2-4)、雙路SOE事件順序記錄模塊(2_5)；所述單點(diǎn)AI功能模塊(2-1)包括模塊微控制器(5)、DC/DC轉(zhuǎn)換電路(6)、系統(tǒng)總線接口電路(4)、信號(hào)接線端(7)、濾波器(8)、類型選擇電路(9)、校正電路(10)、程控放大器 (11)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(12)以及與模塊微控制器連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)EEPROM (13)、WDT電路(14)， 外部設(shè)備輸入信號(hào)經(jīng)信號(hào)接線端(7)、濾波器(8)、類型選擇電路(9)、校正電路(10)、程控放大器(11)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(12)至模塊微控制器(5)，由模塊微控制器(5)進(jìn)行信號(hào)處理。
3.所述單點(diǎn)AO功能模塊(2-2)包括模塊微控制器(5)、DC/DC轉(zhuǎn)換電路(6)、系統(tǒng)總線接口電路(4)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(12)、電壓/電流轉(zhuǎn)換器(15)、斷線檢測(cè)電路(16)、通訊驅(qū)動(dòng)電路(17)、信號(hào)接線端(7)以及與模塊微控制器連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)EEPROM (13)、WDT電路(14)， 所述模塊微控制器(5)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(12)、電壓/電流轉(zhuǎn)換器(15)、斷線檢測(cè)電路(16)、 通訊驅(qū)動(dòng)電路(17)將信號(hào)至信號(hào)接線端(7)；所述單點(diǎn)DI/D0功能模塊(2-3)包括模塊微控制器(5)、DC/DC轉(zhuǎn)換電路(6)、系統(tǒng)總線接口電路(4)、信號(hào)接線端(7)、保護(hù)電路(18)、驅(qū)動(dòng)電路(19)、光電隔離電路(20)以及與模塊微控制器連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)EEPROM (13), WDT電路(14)，外部設(shè)備輸入信號(hào)經(jīng)信號(hào)接線端(7)、保護(hù)電路(18)、驅(qū)動(dòng)電路(19)、光電隔離電路(20)至模塊微控制器(5)，由模塊微控制器(5)進(jìn)行信號(hào)處理；模塊微控制器(5)將處理好的信號(hào)經(jīng)光電隔離器(20)、驅(qū)動(dòng)電路 (19)、保護(hù)電路(18)至信號(hào)接線端(7)輸出；所述單點(diǎn)PI模塊(2-4)包括模塊微控制器(5)、DC/DC轉(zhuǎn)換電路(6)、系統(tǒng)總線接口電路(4)、信號(hào)接線端(7)、保護(hù)電路(18)、阻抗選擇電路(21)、光電隔離電路(20)、信號(hào)整形電路(22)以及與模塊微控制器連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)EEPROM (13)、WDT電路(14)，外部設(shè)備輸入信號(hào)經(jīng)信號(hào)接線端(7)、保護(hù)電路(18)、阻抗選擇電路(21)、光電隔離電路(20)、信號(hào)整形電路(22 )至模塊微控制器(5 )，由模塊微控制器(5 )進(jìn)行信號(hào)處理；所述雙路SOE事件順序記錄模塊(2-5)包括高速微處理器(25)、分別與高速微處理器 (25)連接的通訊電路(28)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(27)、WDT電路(14)、狀態(tài)指示電路(23)以及通過高速數(shù)據(jù)總線(24)與高速微處理器(25)通訊的采樣通道(32)，所述采樣通道(32)上設(shè)有保護(hù)電路(18)、光電隔離電路(20)、信號(hào)整形電路(22)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于DCS系統(tǒng)的I/O智能單元，其特征在于所述DC/DC轉(zhuǎn)換電路(6)上設(shè)有電源隔離電路(33)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的應(yīng)用于DCS系統(tǒng)的I/O智能單元，其特征在于所述單點(diǎn)采集的系統(tǒng)功能模塊(2)還設(shè)有一個(gè)與其配合設(shè)置的模塊盒(29)，所述模塊盒(29) 兩側(cè)設(shè)有安裝柱(30)，單點(diǎn)采集的系統(tǒng)功能模塊(2)通過安裝柱(30)與通用基座(3)連接固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于DCS系統(tǒng)的I/O智能單元，其特征在于所述模塊盒 (29)兩側(cè)設(shè)有散熱孔(31)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種應(yīng)用于DCS系統(tǒng)的I/O智能單元，要解決的技術(shù)問題是提供一種維護(hù)和更換方便的應(yīng)用于DCS系統(tǒng)的I/O智能單元。為解決上述問題，采用的技術(shù)方案主要由I/O智能控制模塊、單點(diǎn)采集的系統(tǒng)功能模塊、通用基座組成，所述I/O智能控制模塊、單點(diǎn)采集的系統(tǒng)功能模塊裝于通用基座上，通用基座為I/O智能控制模塊提供總線、系統(tǒng)電源以及現(xiàn)場(chǎng)接線的I/O端子，所述I/O智能控制模塊經(jīng)過總線實(shí)現(xiàn)對(duì)單點(diǎn)采集的系統(tǒng)功能模塊的數(shù)據(jù)采集、輸出、信號(hào)調(diào)理以及和外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)。本發(fā)明具有1、規(guī)避了因某一路功能模塊的故障維護(hù)引起的連帶影響，并支持熱插拔，方便安裝維護(hù)；2、本發(fā)明開發(fā)的模塊是針對(duì)單點(diǎn)采集的一種系統(tǒng)功能模塊，提高了系統(tǒng)的靈活性和穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)G05B19/418GK102591263SQ20111000470
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月11日
發(fā)明者沈秀強(qiáng), 邱佳靜, 金偉鋒, 黃永忠 申請(qǐng)人:浙江正泰中自控制工程有限公司