[发明专利]分布式控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及机电设备自动化控制技术领域，尤其涉及一种分布式控制系统及其控制方法。

背景技术

在分布式控制系统中，往往需要在控制中心控制在现场的执行器的动作。执行器的动作多由独立的高低电平控制信号控制，也称数字量控制。现有的数字量控制方法主要包括以下两种：

1、单通道电缆直连

图1为现有技术中点对点电缆直连控制系统结构示意图，如图1所示，通过点对点的方式，将控制信号通过单一通道传递到执行器。

该方式的不足在于：控制中心到现场的信号传输通道一般由接插件、电缆组成。在使用过程中，很可能因电缆破损、接插件虚接或短路、电磁干扰等问题造成执行器端信号异常，致使执行器误动作，使得执行器接收错误的信号而产生误动作。石油及天然气钻井设备现场往往安装了多台大型电力设备及变频设备，电磁污染严重，很容易对所传输的信号产生干扰。

2、单通道总线控制

图2为现有技术中单通道总线控制系统结构示意图，如图2所示，在执行器附近安装远程I/O模块，中央控制器通过单通道总线信号将控制命令传递给远程I/O模块，然后由远程I/O模块控制执行器动作。

该方式的不足在于：远程I/O模块与执行器间距离较近，此段信号收到损坏和干扰的概率降低，整个系统的安全性得到提高。总线信号具有校验功能，中央控制器和远程I/O的通讯状态也得以监控。但是总线信号频率较高，更易受到电磁干扰的影响；现场侧需要加设远程I/O模块，成本较高。

发明内容

本发明实施例提供一种分布式控制系统，用以在低成本下能够提高数字量控制的整体安全性，该分布式控制系统包括：

中央控制器、编码模块、解码校验模块、执行器，其中：

中央控制器与编码模块相连，中央控制器用于向编码模块发送控制信号；

编码模块与解码校验模块通过多通道电缆相连，其中，编码模块用于将接收到的控制信号编码；多通道电缆用于传输编码后的控制信号；解码校验模块用于对接收到的控制信号进行解码；

解码校验模块与执行器相连，解码校验模块用于根据解码出的控制信号采用相应的控制信号驱动每一控制信号对应的执行器；

所述分布式控制系统还包括：

校验模块，与解码校验模块通过多通道电缆相连、与中央控制器相连，其中，解码校验模块进一步用于向校验模块发送反馈信号；校验模块用于通过比较控制信号与反馈信号来对接收到的反馈信号进行校验以检查控制信号传输的正确性，并将校验结果反馈中央控制器。

一个实施例中，编码模块具体用于在将接收到的控制信号编码时，将控制信号转换为多位二进制编码。

一个实施例中，编码模块为数字量输出模块，通过数字量输出模块的各通道同时输出多位数字量，形成多位编码；

或，编码模块为多路切换开关，通过开关的状态控制多个电路的通断，形成多位编码；

或，编码模块为编码电路，通过电气元件的控制形成多位编码。

一个实施例中，编码模块与解码校验模块通过多通道电缆相连，其中，每一路电缆传输一位二进制编码。

一个实施例中，解码校验模块为可编程逻辑控制器或解码校验电路。

一个实施例中，校验模块为可编程逻辑控制器或校验电路。

本发明实施例还提供一种上述分布式控制系统的控制方法，用以在低成本下能够提高数字量控制的整体安全性，该方法包括：

中央控制器确定驱动每一执行器的控制信号；

中央控制器将各控制信号传输至编码模块；

编码模块将各控制信号编码后，通过多通道电缆将控制信号传输至解码校验模块；

解码校验模块根据解码出的控制信号采用相应的控制信号驱动每一控制信号对应的执行器；

解码校验模块向校验模块发送反馈信号；

校验模块通过比较控制信号与反馈信号来对接收到的反馈信号进行校验以检查控制信号传输的正确性，并将校验结果反馈中央控制器。

一个实施例中，编码模块将各控制信号编码，包括：编码模块将控制信号转换为多位二进制编码。

一个实施例中，编码模块与解码校验模块在通过多通道电缆传输控制信号时，每一路电缆传输一位二进制编码。

在本发明实施例中提供的技术方案中，由于控制中心和现场间采用多路电缆直连的方式进行传输，一般电磁干扰会同时影响多个相邻电缆的信号，而不会仅影响多股电缆中的一根，因此可有效避免电磁干扰造成的执行器误动作，提高了数字量控制的整体安全性。