[实用新型]一种DCS系统架构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种DCS系统架构，更具体地说，涉及一种易于扩展和收缩的DCS系统架构。

背景技术

目前，集散式控制系统(DCS)已经广泛应用于各种流程控制行业。伴随着计算机技术和通信技术的不断发展和完善，DCS的制造商们正不断地制造出适合于不同应用场合的DCS。

由于各供应商所制造的DCS都是根据各自的应用来设计的，所以每个系统的应用各具有特点但都有局限性，而在一个特大的应用项目中往往采用多个不同的DCS系统，很难使其统一成一个系统，而且即使统一成一个系统，将投入大量的协调工作，当然其结构必然会很复杂，同时给系统的运行、维护带来难度。

实用新型内容

鉴于现有技术中的上述问题，本实用新型的目的是提供一种新颖的DCS系统架构，其具有易于扩展和收缩的特性，可以保证DCS系统的规模膨胀时，不会增加卡件种类和其其它辅助的模块。

为了实现上述目的，根据本实用新型的新颖的DCS系统架构，包括：处理器A、B和C，这三台处理器之间通过TriBus总线两两相互连接，进行数据交换；操作员站，其通过以太网与处理器A、B和C相连，进行数据交换；I/O层，该I/O层通过I/OBus总线与处理器A、B和C相连。

I/O层可以包括多组I/O模块，每组I/O模块通过I/OBus总线分别与处理器A、B和C相连，交换各自的数据。每组I/O模块分别构成3I/O冗余加备用、3I/O冗余、单I/O加备用或者单I/O。

优选地，交换数据的通讯协议可以自行定义。

根据本实用新型的新颖的DCS系统架构，采用同一套系统就能够完成不同的应用需求，也就是说本实用新型的系统可以配置成简单的系统，如常规的DCS系统，也可配置成复杂的安全控制系统如ESD、FSSS、DEH等，完成这样的工作而不需要增加额外的硬件。并且能够在应用设备运行时更换卡件，实现了在线维修功能，满足了系统能够长期安全运行的需求。

通过下面的详细描述，本实用新型的目的、特征和优点将变得更加明显。

附图说明

图1是DCS系统的卡件连接逻辑图；

图2是根据本实用新型的DCS系统架构示意图。

具体实施方式

现在参照图1，处理器A、处理器B和处理器C分别为三台不同的控制器，它们的主要作用是实现算法运算和数据存取，并通过TirBus总线和I/OBus总线向各个I/O卡件输出数据或者从各个I/O卡件输入数据。每个处理器在处理输入数据时采集三个不同的卡件或通道数据，如图中示出的输入A、输入B和输入C。根据预设定的策略形成一个数据用于运算，处理器把运行的结果送到各自配置的通道中，如图中示出的输出A、输出B和输出C。这些输出信息经表决后输出到输出端子。如配有备用卡件，则由系统的配置自动形成备用，一旦主控制卡故障，会自动切换成主控，同时系统会报卡件故障信息，通知操作员做相应的处理，与之同时所有的信息都会记录在系统中，用户通过操作员站可以查寻所需要的信息。

图2示出了根据本实用新型的DCS系统架构。如图2所示，处理器A、B和C通过TriBus总线两两相互连接，操作员站通过以太网(A网、B网和C网)与处理器A、B和C相连，多组I/O模块通过I/OBus总线分别与处理器A、B和C相连。其中通信有3个层面：

1)I/O层有3个不同的全双工的信道，即I/OBus总线，分别与不同的处理器A、B、C通信，交换各自的数据，通讯协议可以自行定义；

2)处理器A、处理器B、处理器C之间的信道是TriBus总线，3台处理器之间交换数据，通讯协议可以自行定义；

3)处理器A、处理器B、处理器C与操作员站之间通过以太网(A网、B网和C网)来交换数据，通讯协议可以自行定义。

I/O模块组合的功能有：1)实现I/O卡件三重容余，即任何一个模块发生故障都能够在第一时间发现，并记录报警，将故障模块隔离出系统，同时还满足在线维护；2)对不重要的信号可以采用不用容余的方式，这样可以降低设备的投资成本。

冗余的方式有如下几种：3I/O冗余加备用、3I/O冗余、单I/O加备用以及单I/O。通过I/OBus总线和备用通讯接口来完成在线备用功能。

根据本实用新型的DCS系统架构采用成熟的多微处理器和多串行接口技术，不仅具有性能高、成本低廉的特性，而且硬件上易于实现。测点的配置方式多达6种(3卡3容余兼备用、3卡3容余、单卡3容余兼备用、单卡3容余、单卡兼备用、单卡)，易于实现高可靠性要求的场合下的应用，其安全等级可以达到IEC61508标准SIL 3级以上。此外，根据本实用新型的DCS系统架构不仅可靠性相当高，而且兼容了常规DCS系统的配置方式和所有功能，例如显示、列表、趋势、单点、报表、SOE、历史记录等。根据本实用新型的DCS系统架构能够适应工业领域中的不同应用，适用于石油、化工、钢铁、冶金、传统电力以及核电等行业。