CN110442097B - 一种分散控制***中模件地址自动识别装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分散控制***中模件地址自动识别装置和方法，包括过程控制器、若干个IO模件、若干个用于安装固定模件的模件背板，过程控制器连接多路通讯总线，每路通讯总线连接一块或多块模件，模件背板两端设有连接器，模件背板之间通过连接器将通讯总线和地址线连接；每块模件背板的通讯总线采用直接连接，模件背板多条地址线的上端与下端之间采用按位移位的方法进行连接。本发明可以灵活的加减需要配置的模件数量，无需预留足够多槽位，操作人员也可以直观的从模件与控制器之间的对应位置知晓模件地址等，操作简单，准确可靠。

Description

一种分散控制***中模件地址自动识别装置和方法

技术领域

本发明涉及分散控制***技术领域，具体涉及一种分散控制***中模件地址自动识别装置和方法。

背景技术

分散控制***（DCS）是以过程控制器为核心的分散控制、集中操作管理的装置，每个控制器及组态的IO模件构成一个独立控制子***，控制器能够与组态的模件进行通讯，从而采集数字量和模拟量信号的数据，再独立的进行逻辑运算，控制模件进行连续控制、顺序控制等功能。控制器与其组态的模件之间通过通讯总线进行通讯。分散控制***一般采用分级递阶结构，模件按其输入或输出、模拟量或数字等功能进行设计，在设计阶段时，模件按照一定的逻辑或物理顺序，安装在机箱或者背板上，各现场控制器和模件之间通过总线进行数据交换，实现信息的相互交互。

随着分散控制***在火力发电厂、冶金、化工等行业的大量应用，对分散控制***的性能、可靠性及方便性的要求越来越高，模件出现硬件问题时的更换方便性也需要进行考虑。在工程设计时，会按照组态的需求，通过拨码开关或者通讯的方法来设置模件的地址，或将机箱按照槽位顺序给插在其槽位上的模件输入不同的地址识别位，由于机箱位置有限，此方法仅能设置与机箱位置对应的部分地址，若使用超过一个机箱时，需要使用拨码等方法将机箱的地址接入模件，以区别不同机箱的同一槽位模件地址。

上述方法在工程设计时需要在每层机箱中预留部分位置防止后续设计时需要添加模件，在机箱出现故障状态下首先需要拔出所有模件，若机箱采用拨码开关设置地址，则还需要调节拨码开关至正确值，在模件出现问题需要更换时，需要手动通过拨码开关或者通讯的方法来设置模件的地址。

上述说明表示，在工程设计时模件预留位置要足够多以防止后续设计时无位置添加模件，在更换机箱或模件时，需要手动设置模件或机箱的地址，这对正在运行的比如火电厂会增加更换时间，若由于操作步骤的遗漏未进行设置或只进行了部分设置，会给火电厂运行带来极大的风险，故对于火电厂或者对于企业来说，急需一套简单可靠的模件地址自动识别的方法来避免此情况的发生。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种分散控制***中模件地址自动识别装置和方法，解决了目前在工程设计时，模件预留位置要足够多，在更换机箱或模件时，需要手动设置模件或机箱的地址的问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：一种分散控制***中模件地址自动识别装置，其特征在于：包括过程控制器、若干个IO模件、若干个用于安装固定模件的模件背板，所述过程控制器通过通讯口连接多路通讯总线，每路通讯总线连接一块或多块模件，过程控制器通过通讯总线与模件通讯；所述模件背板两端设有连接器，相邻背板之间的所述连接器通过通讯总线和地址线连接；每块模件背板的通讯总线直接连接，模件背板多条地址线的输入端与输出端之间按位移位连接。

前述的一种分散控制***中模件地址自动识别装置，其特征是：所述模件背板多条地址线的输入端与输出端之间按位右移一位进行连接。

前述的一种分散控制***中模件地址自动识别装置，其特征是：所述模件背板用于将外部信号量、地址选择位和与过程控制器连接的通讯总线接入模件内部。

前述的一种分散控制***中模件地址自动识别装置，其特征是：所述过程控制器分别通过多个通讯口连接多路通讯总线。

前述的一种分散控制***中模件地址自动识别装置，其特征是：所述一个通讯口连接若干个模件。

前述的一种分散控制***中模件地址自动识别装置，其特征是：所述一个通讯口下连接模件的数量为模件背板的地址线数量。

一种根据前述中的任意一种分散控制***中模件地址自动识别装置的识别方法，其特征是：包括步骤：

步骤一、控制器通讯口将与其连接的第一块模件背板的输入地址线的每一位均上拉至高电平；

步骤二、将与控制器通讯口连接的模件背板连接器的地址接入模件内部进行地址识别，得到每个模件的定位地址；

步骤三、将与控制器之间对应位置相同的不同模件的定位地址在模件中设成一个新的通讯地址作为控制器识别模件的通讯地址。

前述的一种分散控制***中模件地址自动识别装置的识别方法，其特征是：还包括，将模件的通讯地址作为低位地址，控制器的不同通讯口地址作为高位地址，组成的新的地址作为控制器与不同通讯口之间模件进行通讯的识别地址。

本发明所达到的有益效果：本发明在工程设计时，可以灵活的加减需要配置的模件数量，无需预留足够多的槽位，或在控制器提示某地址模件出现问题，需要更换或维修出现故障的模件或模件背板时，可准确通过地址直接定位至对应的模件，更换后也无需再次进行手动设置，操作人员也可以直观的从模件与控制器之间的对应位置知晓模件地址等，操作简单，准确可靠。

附图说明

图1是本发明在分散控制***接线方式为双列安装、左右接线的情况下的地址识别的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

一种分散控制***中模件地址自动识别装置，包括过程控制器、若干个IO模件、若干个用于安装固定模件的模件背板，所述过程控制器通过通讯口连接多路通讯总线，每路通讯总线连接一块或多块模件，过程控制器通过通讯总线与模件进行通讯；所述模件背板上、下两端设有连接器，相邻背板的下、上端的连接器通过通讯总线、地址线连接；即所述模件背板之间通过连接器和通讯总线、地址线串接；多个相同的模件背板可连接成一块长背板；

模件背板用于将外部信号量、地址选择位和与过程控制器连接的通讯总线接入模件内部；外部信号量接口在模件背板的一侧，每块模件背板的上部和下部接口为地址线和通讯总线，其中通讯总线采用直接连接，模件背板内部多条地址线的上端与下端之间采用按位右移一位的方法进行连接，通过旋转模件背板，将上端和下端对调，可将外部信号接口从一侧接线换成另一侧接线方式；

与控制器连接的地址线将与其连接的第一块模件背板的输入部分地址线的每一位均上拉至高电平，由于模件背板的地址线采用按位右移移位的方法进行布线，第一块模件背板输出端的地址线的最高位将变成低电平，其余位还保持高电平；当有第二块模件背板接入第一块模件背板下方时，输入部分的地址线电平为第一块模件背板输出的电平，输出部分的地址线的最高两位将变成低电平，其余位保持高电平；在同一个控制器有多列模件的情况下，由于控制器输出多路通讯总线，模件可将每路通讯总线下的与控制器之间的对应位置相同的不同地址线输入地址设置成相同的通讯地址，控制器寻址时只需通讯地址，即可寻找到需要通讯的对应模件；

图1中是一种实施例，分散控制***接线方式为双列安装、左右接线，其中通讯口COM1为左侧接线，通讯口COM2为右侧接线，每一列有四块模件。

一种分散控制***中模件地址自动识别的方法，包括步骤：

步骤一、控制器连接的地址线将与其连接的第一块模件背板的输入部分地址线的每一位均上拉至高电平；

步骤二、将与控制器通讯口连接的模件背板连接器的地址状态接入模件内部进行地址识别，得到模件的定位地址；

步骤三、将模件与控制器之间对应位置相同的不同定位地址在模件中设成一个新的通讯地址作为控制器识别模件的通讯地址。

所述步骤二，具体为：

与控制器连接的第一块模件背板，由于模件背板相同，左侧模件背板的上半部分连接器的地址状态接入模件内部进行地址识别，右侧模件背板的下半部分连接器的地址状态接入模件内部进行地址识别，如图1所示，左侧模件识别的2进制地址为0b1111（16进制地址0xF），右侧模件识别的2进制地址为0b1110（16进制地址0xE）；

与控制器连接的第二块模件背板，左侧模件识别的2进制地址为0b0111（16进制地址0x7），右侧模件识别的2进制地址为0b1100（16进制地址0xC）。

与控制器连接的第三块模件背板，左侧模件识别的2进制地址为0b0011（16进制地址0x3），右侧模件识别的2进制地址为0b1000（16进制地址0x8）。

与控制器连接的第四块模件背板，左侧模件识别的2进制地址为0b0001（16进制地址0x1），右侧模件识别的2进制地址为0b0000（16进制地址0x0）。

所述步骤三，将模件与控制器之间对应位置相同的不同定位地址在模件中设成一个新的通讯地址作为控制器识别模件的通讯地址，具体为：

由于左右两侧模件识别的所有地址均无重复现象，可在模件的软件部分将模件与控制器之间对应位置相同的不同定位地址，例如第一行的16进制识别地址为0xF和0xE的定义为模件通讯地址1，将16进制识别地址为0x7和0xC的定义为模件通讯地址2，将16进制识别地址为0x3和0x8的定义为模件通讯地址3，将16进制识别地址为0x1和0x0的定义为模件通讯地址4，

将模件的通讯地址作为低位地址，控制器的不同通讯口地址作为高位地址，组成的新的地址作为控制器与不同通讯口之间模件进行通讯的识别地址，具体为：

模件的通讯地址定义为DCS识别地址中的模件地址低四位，将通讯口的基地址定义为模件地址的高四位，如通讯口COM1定义地址高四位为16进制0x0，通讯口COM2定位地址高四位为16进制0x1，则通讯口COM1接出的第一块模件至第四块模件地址分别为0x01、0x02、0x03、0x04，通讯口COM2接出的第一块模件至第四块模件地址分别为0x11、0x12、0x13、0x14。

若需要增加模件的低四位地址，只需要定义每条通讯总线上最大模件数量，再增加相应的地址识别电路位数即可，若需要增加模件的高四位地址，则只需要在控制器DPU中增加相应的通讯口数量即可。

在地址识别位数量满足的情况下，可以灵活的增减模件背板的数量，当出现模件损坏或模件背板损坏时，操作人员无需做任何的设置或修改，只需要更换相应位置的模件或模件背板，更换后模件可以直接识别地址的低位，控制器通过通讯口识别相应的地址高位。

本发明在工程设计时，可以灵活的加减需要配置的模件数量，无需预留足够多的槽位，或在控制器提示某地址模件出现问题，需要更换或维修出现故障的模件或模件背板时，可准确通过地址直接定位至对应的模件，更换后也无需再次进行手动设置，操作人员也可以直观的从模件与控制器之间的对应知晓模件地址等，操作简单，准确可靠。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于分散控制***中模件地址自动识别装置的识别方法，其特征是：包括步骤：

步骤一、控制器通讯口将与其连接的第一块模件背板的输入地址线的每一位均上拉至高电平；

步骤二、将与控制器通讯口连接的模件背板连接器的地址接入模件内部进行地址识别，得到每个模件的定位地址；

步骤三、将与控制器之间对应位置相同的不同模件的定位地址在模件中设成一个新的通讯地址作为控制器识别模件的通讯地址；

所述分散控制***中模件地址自动识别装置，包括过程控制器、若干个IO模件、若干个用于安装固定模件的模件背板，所述过程控制器通过通讯口连接多路通讯总线，每路通讯总线连接一块或多块模件，过程控制器通过通讯总线与模件通讯；所述模件背板两端设有连接器，相邻背板之间的所述连接器通过通讯总线和地址线连接；每块模件背板的通讯总线直接连接，模件背板多条地址线的输入端与输出端之间按位移位连接。

2.根据权利要求1所述的识别方法，其特征是：还包括，将模件的通讯地址作为低位地址，控制器的不同通讯口地址作为高位地址，组成的新的地址作为控制器与不同通讯口之间模件进行通讯的识别地址。

3.根据权利要求1所述的识别方法，其特征是：所述模件背板多条地址线的输入端与输出端之间按位右移一位进行连接。

4.根据权利要求1所述的识别方法，其特征是：所述模件背板用于将外部信号量、地址选择位和与过程控制器连接的通讯总线接入模件内部。

5.根据权利要求1所述的识别方法，其特征是：所述过程控制器分别通过多个通讯口连接多路通讯总线。

6.根据权利要求5所述的识别方法，其特征是：一个通讯口连接若干个模件。

7.根据权利要求6所述的识别方法，其特征是：一个通讯口下连接模件的数量为模件背板的地址线数量。