[实用新型]一种控制器模块

说明书

本实用新型公开了一种控制器模块，涉及分布式控制系统领域，包括组态计算模块、I/O通讯模块、以太网通讯接口模块；所述组态计算模块包括处理器，所述I/O通讯模块包括微处理器、FPGA、通讯接口电路，所述通讯接口电路包含若干相互独立的I/O链路；所述处理器与所述微处理器通过串行总线连接，所述微处理器与所述FPGA通过数据总线连接，所述I/O链路连接所述FPGA和I/O端口；所述以太网通讯接口模块被配置为连通所述处理器与以太网。通过本实用新型的实施，能够实现控制器模块的组态数据计算和与多通道I/O链路通讯的并行运行，以及在跟踪状态下能读取主控控制器的数据，以及数据链路中的数据，满足工业现场的需求。

技术领域

本实用新型涉及分布式控制系统领域，尤其涉及一种控制器模块。

背景技术

分布式控制系统(distributed control systems，简称DCS)已被广泛应用于电力、石油、化工、钢铁、造纸、水泥、脱硫、除尘、水处理等自动化控制领域中，DCS由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。

现有技术中，DCS系统中的控制器模块往往将运算部分和链路分配部分分离，即分成运算控制器模块和通讯模块两个模块，运算控制器模块只负责组态数据计算以及上层网络之间的数据通讯，上层网络包括控制器、工程师站、历史数据存储服务器等设备，通讯模块单独负责与底层输入输出模块(即I/O模块)通讯。当控制器模块既要负责数据计算又要负责通讯任务时，会出现当控制器数据计算负荷率较高的时候，会严重影响与I/O模块的通讯效率，现有技术中将控制器模块分成运算控制器模块和通讯模块两个模块可以避免上述问题，但是因为将控制器模块分成运算控制器模块和通讯模块两个模块会导致通讯延时增加、实时性降低的缺点。

现有技术中，DCS系统还设置有控制冗余，即一个控制器主控、另一个控制器不控制I/O，只进行数据跟踪。但跟踪的控制器只跟踪主控控制器的数据，而不直接读取输入输出链路(I/O链路)上的数据，因此如果主控控制器发生内存混乱等情况也会对跟踪控制器的数据产生影响。

在工业现场自动化控制领域中，需要DCS系统能够实现对多路相互独立的I/O链路进行并行实时处理，现有的DCS系统不能较好地实现上述功能。

因此，本领域技术人员致力于开发一种控制器模块，能够实现控制器的组态数据计算和与多通道I/O链路通讯的并行运行，并且控制器的组态数据计算负荷率高低不会影响其与多通道I/O链路的通讯效率，以及冗余控制器在跟踪状态下既能读取主控控制器的数据，又可以读取数据链路中的数据，从而满足工业现场的需求。

实用新型内容

鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题的如何提供一种用于DCS系统的控制器模块，能够实现控制器的组态数据计算和与多通道I/O链路通讯的并行运行，并且控制器的组态数据计算负荷率高低不会影响其与多通道I/O链路的通讯效率，以及冗余控制器在跟踪状态下既能读取主控控制器的数据，又可以读取数据链路中的数据，从而满足工业现场的需求。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种控制器模块，包括组态计算模块、I/O通讯模块、以太网通讯接口模块；所述组态计算模块包括处理器、flash存储器，所述I/O通讯模块包括微处理器(Microcontroller Unit；MCU)、FPGA(Field Programmable GateArray；现场可编程逻辑门阵列)、通讯接口电路，所述通讯接口电路包含若干相互独立的I/O链路；所述处理器与所述微处理器通过SPI(Serial Peripheral Interface；串行外设接口)串行总线连接，所述微处理器与所述FPGA通过数据总线连接，所述I/O链路一端连接所述FPGA，所述I/O链路另一端连接I/O端口；所述以太网通讯接口模块被配置为能够连通所述处理器与以太网。