[发明专利]一种基于GOOSE通信的分布式控制系统及其工作方法

权利要求书

1.一种基于GOOSE通信的分布式控制系统，其特征在于：包括智能设备、网络交换机和工控计算机；所述智能设备设置有多个，多个所述智能设备均包括电连接的数据采集装置和被控设备，所述数据采集装置和工控计算机均与网络交换机电连接；所述数据采集装置和被控设备之间、所述数据采集装置与网络交换机之间及所述网络交换机与工控计算机之间均采用GOOSE通信的方式通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于GOOSE通信的分布式控制系统，其特征在于：所述数据采集装置包括处理器模块，所述处理器模块包括主控制器和与主控制器电连接的外围电路，所述外围电路包括时钟电路、看门狗电路和烧录接口；所述数据采集装置还包括通信模块、数字量输入模块和数字量输出模块，所述通信模块、数字量输入模块和数字量输出模块均与主控制器电连接；所述通信模块包括依次与主控制器电连接的物理层芯片、隔离变压器和通信网口。

3.根据权利要求2所述的一种基于GOOSE通信的分布式控制系统，其特征在于：所述数据采集装置还包括模拟量输入模块和模拟量输出模块，所述模拟量输入模块和模拟量输出模块均与主控制器电连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于GOOSE通信的分布式控制系统，其特征在于：所述模拟量输入模块包括依次与主控制器电连接的第一放大器、第一信号隔离转换模块、模拟开关芯片和模拟量输入接口。

5.根据权利要求4所述的一种基于GOOSE通信的分布式控制系统，其特征在于：所述模拟量输入接口为8路模拟量采集接口，所述模拟开关芯片配合模拟量输入接口设置为8通道模拟开关芯片；所述模拟量输入模块还包括第一光电耦合器，所述第一光电耦合器的输入端与主控制器电连接，所述第一光电耦合器的输出端与模拟开关芯片的输入端电连接。

6.根据权利要求3所述的一种基于GOOSE通信的分布式控制系统，其特征在于：所述模拟量输出模块包括依次与主控制器电连接的第二放大器、第二信号隔离转换模块和模拟量输出接口。

7.根据权利要求3所述的一种基于GOOSE通信的分布式控制系统，其特征在于：所述数字量输入模块包括依次与主控制器电连接第二光电耦合器和数字量输入接口。

8.根据权利要求7所述的一种基于GOOSE通信的分布式控制系统，其特征在于：所述数字量输入接口为15路开关量采集接口。

9.根据权利要求3所述的一种基于GOOSE通信的分布式控制系统，其特征在于：所述数字量输出模块包括依次与主控制器电连接的第三光电耦合器、继电器和数字量输出接口。

10.根据权利要求9所述的一种基于GOOSE通信的分布式控制系统，其特征在于：所述数字量输出模块还包括电能供给电路，所述电能供给电路的输入端与控制器电连接，所述电能供给电路的输出端与第三光电耦合器的输入端电连接。

11.一种权利要求3至10任一项所述的基于GOOSE通信的分布式控制系统的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

任一所述智能设备中的数据采集装置采集与其电连接的被控设备的数字量输入信号和/或模拟量输入信号，然后将该被控设备的数字量输入信号和/或模拟量输入信号转换为工业以太网信号，再以GOOSE通信的方式将工业以太网信号发送至网络交换机；

网络交换机接收工业以太网信号，然后以GOOSE通信的方式将工业以太网信号广播到网络中；

网络中任意的智能设备中的数据采集装置根据指定的标识码选择性地接收并解析工业以太网信号，再根据解析后的工业以太网信号计算出被控设备的控制逻辑并生成控制命令，然后将控制命令转换为数字量输出信号和/或模拟量输出信号，最后将数字量输出信号和/或模拟量输出信号发送至与其电连接的被控设备。

12.根据权利要求11所述的基于GOOSE通信的分布式控制系统的工作方法，其特征在于：网络交换机以GOOSE通信的方式将工业以太网信号广播到网络中后，还包括以下步骤：

工控计算机根据指定的标识码选择性地接收工业以太网信号并根据工业以太网信号进行计算，以得到被控设备的工作状态，然后计算出被控设备的控制逻辑并生成控制命令，最后以GOOSE通信的方式将控制命令发送至网络交换机；

网络交换机接收控制命令，然后以GOOSE通信的方式将控制命令再次广播到网络中；

网络中任意的智能设备中的数据采集装置根据指定的标识码选择性地接收控制命令，然后将控制命令其转换为数字量输出信号和/或模拟量输出信号，最后将数字量输出信号和/或模拟量输出信号发送至与其电连接的被控设备。