[发明专利]实际控制器和虚拟控制器混合组网系统及其数据通讯的方法

说明书

本发明涉及一种实际控制器和虚拟控制器混合组网的过程控制系统，包括：后台监控服务子系统、逻辑组态调试子系统、实际控制器集群、虚拟控制器集群以及监控网络，其中：所述实际控制器集群包括一个以上带有实际I/O单元的实际控制器，所述虚拟控制器集群包括一个以上带有虚拟I/O板卡的虚拟控制器，所述后台监控服务子系统、所述逻辑组态调试子系统、所述实际控制器集群中一个以上的实际控制器以及所述虚拟控制器集群中一个以上的虚拟控制器均直接连接至所述监控网络。本发明通过利用实际控制器和虚拟控制器各自的特点并合理分配实际控制器和虚拟控制器执行的控制逻辑，能够提高系统控制精度，减少实际控制器配置数量，降低系统成本。

技术领域

本发明属于工业过程自动化控制技术领域，特别是涉及一种实际控制器和虚拟控制器混合组网系统及其数据通讯的方法。

背景技术

随着工业生产过程对自动化水平的要求不断提高，分散控制系统(DistributedControl System，DCS)在各个领域得到了广泛的应用。在现有技术中，常规控制系统的控制逻辑运算任务全部在实际控制器执行，虚拟控制器作为实际控制器的仿真器，仅用于控制逻辑的前期离线调试或系统仿真培训。如图1(a)和图1(b)所示，根据不同应用场景，分散控制系统或为全实际控制器系统，即只有实际控制器集群进行控制逻辑运算，或为全虚拟控制器系统，即只有虚拟控制器集群进行控制逻辑运算。

对于实际控制器来说，其在DCS应用中存在以下两个问题：1、限于实际控制器的软硬件性能，难以运算对资源要求较高的高级智能控制逻辑；2、对于可靠性要求不高的常规控制逻辑由实际控制器运算的造价较高。对于虚拟控制器来说，其运行于服务器，满足高级智能控制逻辑的运行需要，且多台虚拟控制器可同时运行于同一台服务器，造价较实际控制器来说较低。然而，虚拟控制器无法采集和输出硬接点信号，应用场景有限。

发明内容

在现有技术中，全实际控制器系统用于现场实际生产过程控制，而全虚拟控制器系统用于仿真教学及算法逻辑验证，两者在数据交互上的不一致导致无法同时共网运行，两类控制器无法进行数据共享，难以合理利用系统资源，导致高级智能控制逻辑得不到充分应用，对可靠性要求不高的系统建设及维护成本较高。

因此，本申请提出一种实际控制器和虚拟控制器混合组网系统及其数据通讯的方法，将实际控制器和虚拟控制器一起进行混合组网，实际控制器采集和/或输出硬接点信号和通讯信号，并运算部分常规控制逻辑，虚拟控制器运算高级智能控制逻辑和对可靠性要求不高的常规控制逻辑，充分利用系统内服务器的资源，减少对实际控制器的投入。通过利用实际控制器和虚拟控制器各自的特点并合理分配实际控制器和虚拟控制器执行的控制逻辑，能够提高系统控制精度，减少实际控制器配置数量，降低系统成本。

根据本发明的第一个方面，提供一种实际控制器和虚拟控制器混合组网的过程控制系统，包括：

实际控制器集群，其包括一个以上带有实际I/O单元的实际控制器；

虚拟控制器集群，其包括一个以上带有虚拟I/O板卡的虚拟控制器；以及

监控网络，所述实际控制器集群中一个以上的实际控制器以及所述虚拟控制器集群中一个以上的虚拟控制器均直接连接至所述监控网络；

其中，所述一个以上的虚拟控制器中的任一者用于向所述一个以上的实际控制器中的任一者请求控制逻辑运算输入信号，接收所述控制逻辑运算输入信号，基于所接收的控制逻辑运算输入信号执行控制逻辑运算，并将运算结果发送至所述一个以上的实际控制器中的任一者进行输出。