[发明专利]串联地安装到分布式控制系统组件的阀歧管

说明书

一种控制系统具有：I/O组，该I/O组具有通信模块，该通信模块控制可操作地连接到其通信背板的多个输入/输出模块；以及阀歧管，该阀歧管具有串联连接到I/O组的背板的通信模块。具有多个输入/输出模块的I/O组被构造为连接到多个现场传感器或负荷。具有多个电磁阀的阀歧管被构造成气动地连接到多个现场设备。

技术领域

本发明的领域涉及一种电气总线系统，该电气总线系统具有经由分布I/O系统串联连接到分布式控制系统的电磁阀歧管。

背景技术

工业自动化使用许多控制设备。一种有用的控制设备是电磁阀歧管，通常简称为阀歧管，其容纳多个电致动电磁阀。电磁阀控制液压或气动流的方向以用于致动其他下游现场设备，例如过程阀。这些阀歧管具有通信模块，该通信模块通常安装在电磁阀站附近，并且连接到各种现场总线网络。

这些现场总线网络在自动化控制中已经司空见惯。现场总线网络提供对阀站的远程控制。典型的现场总线网络可能使用EtherNet/IP^TM、FIPIO^TM、Interbus-S^TM、ControlNet^TM、DeviceNet^TM或其他私有或开放的网络协议。阀歧管连接到通常由远程可编程逻辑控制器(PLC)、工业用个人计算机(IPC)和/或分布式控制系统(DCS)管控的现场总线网络。如本文所使用的，术语分布式控制系统(DCS)本质上是通用的，并且还包括PLC和IPC。

具有如图1所示的并排网络结构也是常见的，即，连接到阀歧管的现场总线11相对于DCS 18与另一个现场总线网络13并联。DCS 18可以是商业可购得的DeltaV^TM DCS。使用私有以太网连接作为示例的一组输入/输出模块(I/O组)14远程地从DCS 18连接到DCS 18中的以太网主单元15。I/O组可以是连接到多个现场设备的商业可购得的CHARM ^TM I/O组14，即传感器24，该传感器发送回用于在过程阀44或者可以包括阀的负荷处感测的各种参数的信号。I/O组14可以接收来自传感器的信号并将现场总线网络13中的信号中继到DCS 18。阀歧管10连接到DCS 18中的主单元12。阀歧管10气动可操作地连接到多个过程阀44。阀歧管10经由不同的网络11(例如，Profibus-DP)相对于I/O组14并联连接到DCS 18。主单元12和以太网主单元15都由DCS 18控制。以这种方式，阀歧管和I/O组使用它们自身相应的现场总线网络11和13以及相应的协议并排并联工作。

该标准的现有技术系统使用一个协议网络来控制阀，但是使用另一个网络经由传感器来验证阀位置和其他参数。使用两个网络来协调阀门和传感器增加了不期望的复杂程度。

阀和I/O控制的协调可以通过经由CHARM I/O模块连接每个阀歧管站来实现，每个模块都具有其自身的微处理器。然而，这种连接方法是昂贵的和耗费人力的，需要把独立的CHARM I/O模块与其自身的微处理器连接到歧管上每个阀站的每个电磁阀。

所需要的是更迅速的布置，其中，阀歧管连接到I/O组14并且在逻辑上成为I/O组的集成部分，如同物理上是I/O组的一部分的阀一样，使得DCS可以控制阀歧管和I/O组，如同他们是一个单元一样，使用I/O组的现有背板协议并且也允许DSC解码经由用于阀和歧管系统的阀歧管通信模块可用的诊断信息。

发明内容