[发明专利]一种基于软件组态实现IO硬接线分配的DCS及分配方法

说明书

为了简化DCS工程应用过程中IO硬接线分配设计工作，本发明公开了一种基于软件组态实现IO硬接线分配的DCS及分配方法。该DCS有以下特点：主控机箱与IO机箱独立；所有IO功能模块均是前插设计；为所有IO硬接线设计使用接线柱形式的端子板；为不同接线方式的现场信号设计的接线代码库；软件组态需选择接线类型代码；系统按照软件组态信息自动分配端子接线柱位置；系统生成IO硬接线点表。本发明除了能够简化DCS工程应用过程中IO硬接线分配设计工作外，还能够确保软件组态定义与IO硬接线分配设计的一致性，提高工程设计的效率。

技术领域

本发明涉及工业控制中的集散式控制系统DCS(Distributed Control System)。

背景技术

目前常见的DCS产品，其硬件架构通常会包含控制器模块、通信模块、IO功能模块以及IO端子模块，有些还有包含IO转接模块。其中，IO端子模块与IO功能模块对应，为专用的模块，有一个IO功能模块就会有一个IO端子模块相对应，通常IO端子模块与IO机箱或者IO转接模块之间使用专用的IO预制电缆连接。

在DCS工程设计阶段，进行设备组态定义只负责定义IO功能模块以及IO功能模块中各个通道对应的信号。组态工作完成后再按照定义的IO功能模块及信号进行IO硬接线点表设计，补充IO转接模块、IO端子模块的位置信息，从而完成IO硬接线点表。

这种DCS系统在工程设计时主要缺点有以下几个方面：

(1)工程设计任务多、工程设计时间长。需要进行设备组态、IO信号定义以及IO硬接线点表设计，且工作基本属于瀑布型串行开展方式，时间周期长。

(2)工程设计人力成本高。基于工程设计任务多的缺点，人力数量也会较高。

(3)设计出错概率高。由于IO硬接线点表设计过程中诸如补充IO转接模块、IO端子模块的位置信息是由设计人员手动完成，特别是对于一些大型项目，IO点规模往往上万，面对一份巨大数据量的表格，在表格上填写信息时人往往容易看错、填写错。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于软件组态配置即可实现IO硬接线自动分配的DCS及分配方法。

一种基于软件组态配置即可实现IO硬接线自动分配的分布式控制系统DCS，主要包括：主控机箱，IO机箱，端子板模块，和工程师站；其中，

主控机箱包括a个控制器模块NPU，b个外部通信模块CMU，c个IO总线模块BSU，d个维护管理模块MNU，a＝1或2，b＝a*B，B≥1，c＝a*C，C≥1。B是每个控制器模块NPU配置的外部通信模块的数量，C是每个控制器模块NPU配置的IO总线模块的数量；

IO机箱包含a个IO通信模块ICU及e个IO功能模块；IO通信模块ICU与主控机箱的IO总线模块BSU基于串行总线连接，用于IO模块的数据与控制器模块NPU的通信，每个IO功能模块包含n个通道数量，每个通道对应组态时的一个类型的信号变量，所有IO功能模块在IO机箱上均是前插设计；

IO机箱还包括为每个IO功能模块槽位设置的位置确定的接线柱端子；

所述端子板模块正面连接至机柜外部信号硬接线，背面连接至IO机箱的接线柱端子；

所述工程师站用于设计控制器模块NPU中的控制逻辑算法，具备组态、配置、在线监视、诊断、信息导入导出功能；

所述的工程师站包括一个接线类型代码库，每个接线类型代码包含所述信号变量类型、接线代码号、信号变量描述、信号变量名、关联模块类型，每一个接线代码号对应唯一一个所述信号变量；