[发明专利]具有时滞配置功能的自动化实验平台柔性切换装置及方法

摘要

本发明提出具有时滞配置功能的自动化实验平台柔性切换装置及方法，包括：控制系统侧I/O板卡、被控对象侧I/O板卡和切换计算机系统；本发明在不同的控制系统与一个被控对象之间，建立了一套柔性切换装置，不必改变硬线连接，仅仅通过切换计算机系统中柔性切换软件的操作就可实现不同的控制系统之间的灵活切换，而且在同一控制系统内，也可通过软件对同一类型的板卡，进行不同通道的灵活切换，并且可通过任意配置被控对象的时滞大小，从而获得具有任意时滞大小的广义被控对象，使得工业过程控制的研究实验与教学实验能够顺利完成，不必每次更换控制系统并重新连线，节省了大量实验时间，具有很强的必要性。

主权项

1.具有时滞配置功能的自动化实验平台柔性切换装置，其特征在于，具有时滞配置功能的自动化实验平台柔性切换装置包括：控制系统侧I/O板卡、被控对象侧I/O板卡和切换计算机系统；具有时滞配置功能的自动化实验平台中n套控制系统通过控制系统侧I/O板卡与柔性切换装置相连接，柔性切换装置通过被控对象侧I/O板卡与被控对象相连接；其中，所述n套控制系统中，每套控制系统包含4种I/O板卡，包括：开关量输出DO板卡、模拟量输出AO板卡、开关量输入DI板卡和模拟量输入AI板卡；所述被控对象包括：被控过程、执行机构和检测仪表；所述柔性切换装置和被控对象组成广义被控对象；所述柔性切换装置控制系统侧I/O板卡划分成n组，每组分别包含4种I/O板卡，包括：开关量输出DO板卡、模拟量输出AO板卡、开关量输入DI板卡和模拟量输入AI板卡，每套控制系统对应一套柔性切换装置控制系统侧的一组I/O板卡；所述柔性切换装置被控对象侧I/O板卡，包含4种I/O板卡，包括：开关量输出DO板卡、模拟量输出AO板卡、开关量输入DI板卡和模拟量输入AI板卡；每套控制系统中开关量输出DO板卡的通道数量与柔性切换装置控制系统侧每组的开关量输入DI板卡的通道数量以及柔性切换装置被控对象侧的开关量输出DO板卡的通道数量相等，且不少于被控对象所需的DO信号数量；每套控制系统中模拟量输出AO板卡的通道数量与柔性切换装置控制系统侧每组的模拟量输入AI板卡的通道数量以及柔性切换装置被控对象侧的模拟量输出AO板卡的通道数量相等，且不少于被控对象所需的AO信号数量；每套控制系统中开关量输入DI板卡的通道数量与柔性切换装置控制系统侧每组的开关量输出DO板卡的通道数量以及柔性切换装置被控对象侧的开关量输入DI板卡的通道数量相等，且不少于被控对象所需的DI信号数量；每套控制系统中模拟量输入AI板卡的通道数量与柔性切换装置控制系统侧每组的模拟量输出AO板卡的通道数量以及柔性切换装置被控对象侧的模拟量输入AI板卡的通道数量相等，且不少于被控对象所需的AI信号数量；每套控制系统中开关量输出DO板卡的每个通道分别与柔性切换装置控制系统侧对应组的开关量输入DI板卡的每个通道相连接；每套控制系统中模拟量输出AO板卡的每个通道分别与柔性切换装置控制系统侧对应组的模拟量输入AI板卡的每个通道相连接；每套控制系统中开关量输入DI板卡的每个通道分别与柔性切换装置控制系统侧对应组的开关量输出DO板卡的每个通道相连接；每套控制系统中模拟量输入AI板卡的每个通道分别与柔性切换装置控制系统侧对应组的模拟量输出AO板卡的每个通道相连接；柔性切换装置被控对象侧的开关量输出DO板卡各通道，与被控对象的开关量指令端子相连接，传递的是开关量指令信号；柔性切换装置被控对象侧的模拟量输出AO板卡各通道，与被控对象的模拟量指令端子相连接，传递的是模拟量指令信号；柔性切换装置被控对象侧的开关量输入DI板卡各通道，与被控对象的开关量状态端子相连接，传递的是开关量状态信号；柔性切换装置被控对象侧的模拟量输入AI板卡各通道，与被控对象的模拟量检测端子相连接，传递的是模拟量检测信号；n套控制系统，根据自动化实验内容对被控对象进行控制，n≥2，每次实验时，只能选中其中一套控制系统进行控制实验；通过柔性切换装置，完成n套控制系统与被控对象之间实时切换，完成n套控制系统同一类型I/O板卡上不同通道之间实时切换，并且具有配置被控对象的时滞大小的功能，获得具有任意时滞大小的广义被控对象，完成具有时滞的自动化实验；所述柔性切换装置中的切换计算机系统，采用工控机或嵌入式系统或PLC或DCS实现；在所述切换计算机系统中，运行柔性切换软件；所述柔性切换软件，包括人机界面操作面板程序及逻辑控制程序，实验人员在人机界面操作面板上，进行控制系统选择、通道配置与时滞配置操作，当配置完成后，逻辑控制程序将根据已经选择或配置好的控制系统、通道及时滞进行控制系统侧对应组的I/O板卡通道与被控对象侧的I/O板卡通道之间进行实时信号传递。