[发明专利]用于工业自动化系统的I/O网状架构

说明书

本发明题为“用于工业自动化系统的I/O网状架构”。采用输入/输出的网状拓扑的工业自动化系统允许灵活地通过I/O网格对现场设备和控制器进行配对。现场设备可连接到地理上最靠近的I/O模块通道，而无需考虑必要控制器的位置。I/O模块的模块化预制和部署变得复杂性降低且耗时减少，从而降低了成本。

技术领域

本发明的技术领域是工业自动化，具体涉及一种用于工业自动化系统的系统，该系统具有在网状架构中能够访问的输入/输出接口。

背景技术

加工设施或工业厂房通常使用工业自动化系统进行管理。示例性加工设施包括制造厂房、化工厂、原油炼油厂和矿石加工厂。除其他之外，工业自动化系统通常管理工业设备在加工设施中的使用。

各种加工工业已看到工业自动化技术的不断发展。具体地，需要转向资本更高效的系统并提供与模块化单元构造技术兼容的设计。

然而，在保持资本高效并提供模块化构造的同时提供必要的工业自动化水平通常是具有挑战性的。本文的公开内容提供了一种系统，该系统去除典型的现场接线盒并且在现场部署多于传统I/O。本公开提供了一种与模块化构造兼容的系统。可以将系统的一部分构建为预制模块，然后将其运送到部署站点。继而需要最小量的工作来将现场I/O系统连接到控制中心。本公开的一个优点允许输入和输出两者通过I/O模块的网状架构来传送。具体地，I/O模块的网状架构在I/O模块和控制器之间提供双向通信，包括输入和输出两者。本文的I/O网格架构提供的另一个显著优点允许现场设备经由I/O通道连接到最靠近的现场I/O模块，同时仍允许I/O通道与适当的控制器配对。相同I/O模块的不同I/O通道可通过网状架构与不同控制器配对。

发明内容

本发明涉及一种系统，该系统包括多个输入/输出(I/O)接口，每个I/O接口连接到多个I/O模块，每个I/O模块包括多个通道，每个通道连接到现场设备并且被配置为接收来自现场设备的信号并且将信号传输到现场设备，其中多个通道以网状构型连接；以及多个控制器，其中每个控制器被配置为接收来自网状构型的通道中的任一通道的信号并将信号传输到网状构型的通道中的任一通道。该系统还可包括被配置为接收信息并将信息传输到多个控制器的监管控制网络。该系统还可包括I/O网络，该I/O网络被配置为在多个控制器与多个I/O接口、多个I/O模块和/或多个通道之间传送信息。现场设备可以是传感器、致动器、阀门或处理设备。控制器可以是应用程序控制系统、现场设备管理器、远程终端单元、嵌入式控制器、可编程逻辑控制器、虚拟节点，或用于接收控制信息并将指令发送至现场设备的设备。I/O模块还可包括针对通道的配置的故障状态，并且仅I/O模块的选择通道可能发生故障。系统的连接可包括以太网技术。I/O模块可在结合到系统中之前被预制并且预布线为模块。现场设备可以连接到地理上靠近现场设备定位的I/O模块的通道。至少一个I/O接口可被配置为执行基本控制功能。至少一个I/O接口可被配置为响应操作员控制台。

在另一个实施方案中，公开了一种系统，该系统包括以网状构型连接的多个输入/输出(I/O)接口，每个I/O接口无线地连接到多个现场设备并且被配置为接收来自现场设备的输入并且将输出传输到现场设备；以及多个控制器，其中每个控制器被配置为通过I/O接口的网状构型接收来自现场设备中的任一现场设备的输入并将输出传输到现场设备中的任一现场设备。现场设备可与地理上靠近现场设备的I/O接口通信。至少一个I/O接口可被配置为执行基本控制功能。至少一个I/O接口可被配置为响应操作员控制台。该系统还可包括连接到多个I/O模块的附加I/O接口，该多个模块各自具有多个通道，该通道连接到附加现场设备并且所有通道以网状构型进行配置，该多个控制器中的至少一个控制器还连接到网状构型中的至少一个通道。