[发明专利]分布式控制系统的中继接口模块

说明书

本发明提供能够通信连接到控制器和至少一个IO装置的中继接口模块，其中该中继接口模块配置成在分布式控制系统（DCS）中经由通信接口将来自IO装置的数据提供给至少一个控制器。在该方式下，随后可允许与特定IO装置有关的应用在存在于DCS中的任何控制器上自由执行而不会失去与关联的IO装置的实时连接。本发明还提供从IO装置向控制器上正执行的关联应用传递数据的方法，以便仍然维持IO装置与正执行的应用之间的实时连接。进一步，本发明的用于加工厂的分布式控制系统包含中继接口模块且使用本发明的方法。

技术领域

本发明大体上涉及在分布式控制系统中将IO数据传递到多于一个控制器的装置及方法，且更具体地涉及实现该方法并提供IO数据传递的中继接口模块。

背景技术

在加工厂中采用分布式控制系统（DCS）来控制该加工厂中的工厂过程。DCS具有通常为嵌入式装置的控制器。DCS的控制器也可是通用或工业计算机、编程逻辑控制器（PLC）、以及能够对控制应用提供实时执行环境的任何计算单元。

可理解的是，过程的控制对于加工厂的正常运作或操作而言是必不可少。此处所提到的过程的特征在于与加工厂单元操作、关联硬件、控制应用、工作流等有关的因素。这些因素（尤其是控制应用）中的任何变化会影响加工厂的操作。这些因素还受系统配置、硬件性能、通信、过程的当前状态、及其性能（按照能应用的）中的一个或多个所约束。

在分布式控制系统（DCS）中，控制器通常分布在加工厂中的一个或多个过程/单元中且与之关联。控制器通过连接到换能器或传送器的输入装置收集过程信息，该输入装置是现场装置，或是使用兼容协议直接从现场装置收集过程信息。相似地，控制器输出用于通过输出装置或使用兼容协议直接通过现场装置的致动。普遍的是，特定控制器分配有一个或多个输入-输出（IO）装置和现场装置，即这些装置仅与与其连接的特定控制器通信。因此，在控制器上执行的控制应用可以接入有限的和预配置的IO装置集或现场装置集。被称为通信接口（CI）模块的硬件装置用来连接可分配给控制器的IO单元和现场装置和标度其数量。CI模块还提供到DCS中的IO装置和控制器中的各种通信总线协议的接口。CI模块通常由主机和从硬件部件组成，其中CI主机附连到控制器，而CI从硬件部件用作若干个IO/现场装置的会聚点。因此，每个IO单元配置成仅服务于和连接到网络中的单个控制器。对控制应用的有效执行，从IO单元或从现场装置收集的过程信息尽可能在单个控制器中执行。在这是不可能的情况下，使用控制器对控制器通信共享过程信息，因而对另一控制器提供过程信息的间接访问，以执行关联控制应用。

DCS的配置在大多数情况下是静态的，即，在工厂中的对等控制器之间，它们通常不允许直接接入IO单元、控制应用的动态共享或迁移、或其部分（在这之后，其部分据称是包含在提及的控制应用中）。然而，在实际情况中，关于上面提到的一个或多个因素，控制系统在其操作期间可能需要采取或遭遇其配置的变化或修改。更为普遍地，对控制应用声称的变化变得显著，以至于需要对它们进行在线处理，即在工厂操作期间而不停止或中止工厂操作，以在没有干扰工厂操作的情况下结合所需的变化。

GB 2445636描述了用于在通信线路上对接两个过程控制器的I/O卡，该通信线路与将两个过程控制器连接到工作站的主通信线路相分离。过程控制器可以I/O卡连接到现场装置相同的方式接入I/O卡。控制器间通信可编程为通用I/O通信，通用I/O通信可利用以太网、令牌环、FDDI、ARCNET、WiFi、串行或并行通信协议。

仍有需要对DCS进行灵活配置，该灵活配置支持动态的重配置，且具有为DCS中的对等控制器提供过程信息的直接访问的方式。需要在涉及控制应用的实时（不会干扰工厂操作）动态分布的情况中，将来自IO装置和现场装置的信息连接到其各自的控制应用的解决方案。

发明内容

在一个方面，本发明提供能够通信连接到分布式控制系统中的至少一个IO装置和至少一个控制器的中继接口模块。中继接口模块配置成在DCS中的至少一个IO装置和至少一个其他控制器之间传送数据。