模块化分布式系统综述


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模块化分布式控制系统的特点：



模块化分布式控制系统，主要分为三个系列：
(1)基于以太网和Modbus通讯协议的Openline 系列
(2)基于Optomux和Modbus通讯协议的MicroDAC, OpenDAC，OpenLT系列
(3)基于现场总线Lonworks, Device, Profibus的Microlon, DacNet系列。




系统结构概貌：


从大的方面说，要构成一个完整的模块化分布式控制系统需要六个部分，1. 执行机构 2. 现场控制器和接口 3. 控制网络 4. 工程师工作站和操作员工作站 5. 组态软件和操作系统配置 6. 特定算法和特定行业编程。总体而言，这六个部分的工作的“全部”是一个整体的工业自动化系统工程，工程和项目的整体设计和施工是有自动化系统工程公司来完成的，而相应于这些部分产品的提供已成为专业制造商的不同市场细分，如：制造传感器的供应商，供应组态软件的厂商等。而我们所提供产品则是整个系统的第2和第3部分，实质上是I/O子系统的系列产品，我们之所以将我们的I/O子系统称之为模块化分布式控制系统，是因为从构成控制系统网络的每一个I/O子系统到每一个I/O子系统中的每一个I/O点的构成均无一例外的采用完全模块化结构，每一个I/O点都是独立的和互不干扰的。每一个I/O点的调理，A/D转换及监测控制类型均是高度点一级可配置和相互独立选择的，从硬件结构的设计上保证了当任何一点出现故障或损坏时，只需将此I/O模块更换即可使整个系统正常运行（一般可带电更换）。





I/O子系统结构：每一个I/O子系统都是放置于现场附近的局部控制器系统。它包括四个部分.1. 控制器 2. I/O模块安装架 3. 光电隔离I/O模块 4. 网络通讯和通讯协议。 1. 控制器：是I/O子系统的心脏，是一种微型化的计算机系统或智能控制器。它负责运行现场嵌入式控制程序(ECP)，读取通过I/O模块采集的各种数据，经控制算法得出结论，并实施输出控制；同时，它还通过通讯网络负责同上位机进行通讯，并接受上位机指令。 2. I/O模块安装架：直接和控制器相连。用于和固定I/O模块，和控制器交换数据以及和现场执行机构或变送装置接口。 3. I/O模块： 4000V光电隔离，实施数据采集，变送，各类信号类型至频率信号转换，如：A/D, D/A， AC - DC, DC - DC，计数等。分单点和双点模块两类。 4. 通讯网络接口和通讯协议：严格的说，此接口是控制器的一部分，它依产品型号和类型的不同而不同。如：Openline采用的是Ethernet和Modbus, MicroDAC和OpenDAC采用的是Optomux和Modbus, Microlon采用的是Lonworks, DacNet采用的是DeviceNet.



由于控制器是一种计算机，因而它具备计算机所具有的一切特点，如运行嵌入式控制程序，实现算法等。在结构上采用了高可靠的工业结构设计和存储结构，去掉了计算机中不符合控制系统需要的部分，如大容量硬盘，显示等。每种控制器的型号不同，其CPU的速度，I/O处理能力，运算能力，通讯能力也不同。如：Openline使用的是AMD 586-133, 而MicroDAC使用的是NEC V25-10/16等。在操作系统方面也不尽相同，如Openline采用的是嵌入式DOS或实时多任务操作系统QNX。MicroDAC采用DAC Monitor(可运行由C,C++,Borland,Turbo C/C++, Pascal, BASIC 等编译的程序）。