CN103838191A - 分布式控制***接入方法和装置 - Google Patents

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潘钢
田雨聪
夏明�
马英
麻贵峰
丁娟
王春燕
翟婉波
张立然
常宁
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Abstract

本发明提供了一种分布式控制***接入方法和装置。涉及自动化领域；解决了现有DCS***的性能问题。该方法包括：收集Profibus信号；对所述Profibus信号进行协议转换得到分布式控制***(DCS)信号。本发明提供的技术方案适用于Profibus现场设备，实现了DCS***对Profibus信号的兼容。

Description

分布式控制***接入方法和装置
技术领域
本发明涉及自动化领域，尤其涉及一种分布式控制***接入方法和装置。
背景技术
分布式控制***(DCS，Distributed Control System，又称之为集散控制***)是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机***，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。DCS自1975年问世以来，已经经历了三十多年的发展历程。在这三十多年中，DCS虽然在***的体系结构上没有发生重大改变，但是经过不断的发展和完善，其功能和性能都得到了巨大的提高。总的来说，DCS正在向着更加开放，更加标准化，更加产品化的方向发展。
目前在DCS***中，不提供现场总线(Profibus)接入能力。故开发一种能够使具有现场总线(ProfibusDP)接入能力的现场设备接入DCS***的卡。
现有方式具有如下不足：
1、不提供Profibus接口，不具有开放性，Profibus DP的设备不能接入。
2、采用非ProfibusDP协议的现场设备时，预制电缆长，可靠性较低，出错率高。
3、配线多，成本高电装工作量大。
发明内容
本发明提供了一种分布式控制***接入方法和装置，解决了现有DCS***的性能问题。
一种分布式控制***接入方法，包括：
收集现场总线(Profibus)信号；
对所述Profibus信号进行协议转换得到分布式控制***(DCS)信号。
优选的，所述收集Profibus信号包括：
驱动Profibus DP从设备输出信号；
读取所述Profibus DP从设备输入的信号。
优选的，所述对所述Profibus信号进行协议转换得到DCS信号的步骤之后，还包括：
将所述DCS信号发送至DPU。
优选的，所述收集Profibus信号的步骤之前还包括：
存储符合Profibus协议规定的程序。
优选的，对所述Profibus信号进行协议转换得到DCS信号具体为：
根据预置的状态机转化过程对所述Profibus信号进行协议转换得到DCS信号。
本发明还提供了一种分布式控制***接入装置，包括：
采集模块，用于收集Profibus信号；
转换模块，用于对所述Profibus信号进行协议转换得到DCS信号。
优选的，所述采集模块包括：
驱动单元，用于驱动Profibus DP从设备输出信号；
读取单元，用于读取所述Profibus DP从设备输入的信号。
优选的，上述分布式控制***接入装置还包括：
输出模块，用于将所述DCS信号发送至分布式处理单元(DistributedProcessor Unit，DPU)。
优选的，上述分布式控制***接入装置还包括：
存储模块，用于存储符合Profibus协议规定的程序。
本发明提供了一种分布式控制***接入方法和装置，收集现场总线Profibus信号，并对所述Profibus信号进行协议转换得到DCS信号，实现了DCS***对Profibus信号的兼容，解决了现有DCS***的性能问题。
附图说明
图1为本发明的实施例一提供的一种协议转换卡的结构示意图；
图2为本发明的实施例一提供的又一种协议转换卡的结构示意图；
图3为本发明的实施例一提供的一种支持Profibus的DCS***结构图；
图4为本发明的实施例一中一种电路设计示意图；
图5为本发明的实施例二中提供的一种分布式控制***接入方法流程图；
图6为本发明的实施例二中状态机转换的逻辑示意图；
图7为本发明的实施例三提供的一种分布式控制***接入装置的结构示意图。
具体实施方式
现有的DCS中，不提供现场总线(Profibus)接入能力。故开发一种能够使具有现场总线(ProfibusDP)接入能力的现场设备接入DCS***的卡。
现有方式具有如下不足：
1、不提供Profibus接口，不具有开放性，ProfibusDP的设备不能接入。
2、采用非ProfibusDP协议的现场设备时，预制电缆长，可靠性较低，出错率高。
3、配线多，成本高电装工作量大。
为了解决上述问题，本发明的实施例提供了一种DCS接入方法。下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
首先结合附图，对本发明的实施例一进行说明。
为了解决现有DCS不提供Profibus接入的问题，本发明的实施例提供了一种协议转换卡，该协议转换卡的结构如图1所示，包括：
程序存储单元101，数据存储单元107，RS485通讯接口108，协议处理器102，逻辑处理单元103，双端口存储器104，通讯处理器105，网络接口106；协议处理器102与程序存储单元101、数据存储单元107、RS485通讯接口108、逻辑处理单元103、双端口存储器104相连；双端口存储器104与协议处理器102、通讯处理器105相连；通讯处理器105与网络端口106相连。
如图2所示，程序存储单元101包括一个存储芯片U1011(具体为W29C040芯片)。该存储芯片U1011用于存储Profibus DP协议主站程序以及相关协议数据。数据存储单元107包括两个存储芯片U1071、U1072(具体为BS62LV4006SI芯片)。芯片U1071和U1072用于存储程序运行中的数据变量。协议处理器单元102包括一个处理器芯片U1021和一个电源芯片U1022(具体为VRB2405芯片)以及复位芯片U1023(具体为MAX706CSA芯片)及24MHZ晶振U1024。该协议处理单元102是协议处理的中央处理器，完成协议的指令的执行。逻辑处理单元103包括一个CPLD芯片U1031(具体为XC9536芯片)，该芯片主要完成协议处理单元102和双端口存储器单元104的逻辑功能。通讯处理器单元105，包括一个现有网络通讯处理器，主要完成相关的网络通信。RS485通讯接口单元108，包括四个通讯芯片U1081、U1082、U1083、U1084(具体为ADM2486芯片)。
优选的，可将上述协议转换卡加入现有的DCS***，构建一个支持Profibus的DCS***，如图3所示，协议转换卡主要完成与下层现场设备之间的通讯，将具有ProfibusDP从站设备的数据通过协议转换卡送到DPU中，然后送到工程师站(计算机)。
优选的，协议转换卡装置采用模块插接式设计，Profibus协议集成于Profibus协议卡上，DCS通讯协议集成在主板上，如图4所示，主板与Profibus协议卡通过PCI04总线插接在一起，主板与协议卡之间接插端子连接。
下面结合附图，对本发明的实施例二进行说明。
本发明实施例提供了一种分布式控制***接入方法，使用该方法，能够控制本发明实施例一所提供的协议转换卡完成Profibus和DCS协议之间的转换，具体流程如图5所示，包括：
步骤501、存储符合Profibus协议规定的程序；
本步骤中，在协议转换卡内存入符合Profibus协议规定的程序，作为将Profibus协议转换为DCS协议的指令执行序列。
步骤502、收集Profibus信号；
本步骤中，首先，由协议转换卡驱动Profibus DP从设备输出信号，同时读取所述Profibus DP从设备输入的信号。
步骤503、对所述Profibus信号进行协议转换得到DCS信号；
本步骤中，可根据预置的一系列状态机对采集得到的Profibus信号进行转换，可用C语言在单片机上实现Profibus DP协议的主站DPV1功能和二类主站功能，以下为一种状态机转换的逻辑方式，如图6所示。
步骤504、将所述DCS信号发送至DPU。
下面结合附图，对本发明的实施例三进行说明。
本发明实施例提供了一种分布式控制***接入装置，该装置的结构如图7所示，包括：
采集模块701，用于收集Profibus信号；
转换模块702，用于对所述Profibus信号进行协议转换得到DCS信号。
优选的，所述采集模块702包括：
驱动单元，用于驱动Profibus DP从设备输出信号；
读取单元，用于读取所述Profibus DP从设备输入的信号。
优选的，上述分布式控制***接入装置还包括：
输出模块703，用于将所述DCS信号发送至DPU。
优选的，上述分布式控制***接入装置还包括：
存储模块704，用于存储符合Profibus协议规定的程序。
本发明的实施例提供了一种分布式控制***接入方法和装置，收集现场总线Profibus信号，并对所述Profibus信号进行协议转换得到DCS信号，实现了DCS***对Profibus信号的兼容，解决了现有DCS***的性能问题，提高了***可靠性。
由于原有***安装每个采集设备都有单独连线与DPU相连，使用线缆多，采用Profibus协议卡后，Profibus设备采用的是总线式连接，采集设备直接接入主干总线，故减少了安装和电缆费用，简化配线，降低成本，提高生产率。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的全部或部分步骤可以使用计算机程序流程来实现，所述计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中，所述计算机程序在相应的硬件平台上(如***、设备、装置、器件等)执行，在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用集成电路来实现，这些步骤可以被分别制作成一个个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
上述实施例中的各装置/功能模块/功能单元可以采用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，也可以分布在多个计算装置所组成的网络上。
上述实施例中的各装置/功能模块/功能单元以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的计算机可读取存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种分布式控制***接入方法，其特征在于，包括：
收集现场总线(Profibus)信号；
对所述Profibus信号进行协议转换得到分布式控制***(DCS)信号。
2.根据权利要求1所述的分布式控制***接入方法，其特征在于，所述收集Profibus信号包括：
驱动Profibus DP从设备输出信号；
读取所述Profibus DP从设备输入的信号。
3.根据权利要求1所述的分布式控制***接入方法，其特征在于，所述对所述Profibus信号进行协议转换得到DCS信号的步骤之后，还包括：
将所述DCS信号发送至DPU。
4.根据权利要求1所述的分布式控制***接入方法，其特征在于，所述收集Profibus信号的步骤之前还包括：
存储符合Profibus协议规定的程序。
5.根据权利要求1所述的分布式控制***接入方法，其特征在于，对所述Profibus信号进行协议转换得到DCS信号具体为：
根据预置的状态机转化过程对所述Profibus信号进行协议转换得到DCS信号。
6.一种分布式控制***接入装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于收集Profibus信号；
转换模块，用于对所述Profibus信号进行协议转换得到DCS信号。
7.根据权利要求6所述的分布式控制***接入装置，其特征在于，所述采集模块包括：
驱动单元，用于驱动Profibus DP从设备输出信号；
读取单元，用于读取所述Profibus DP从设备输入的信号。
8.根据权利要求6所述的分布式控制***接入装置，其特征在于，该装置还包括：
输出模块，用于将所述DCS信号发送至分布式处理单元(DPU)。
9.根据权利要求6所述的分布式控制***接入装置，其特征在于，该装置还包括：
存储模块，用于存储符合Profibus协议规定的程序。
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