串联地安装到分布式控制系统组件的阀歧管技术方案

一种控制系统具有：I/O组，该I/O组具有通信模块，该通信模块控制可操作地连接到其通信背板的多个输入/输出模块；以及阀歧管，该阀歧管具有串联连接到I/O组的背板的通信模块。具有多个输入/输出模块的I/O组被构造为连接到多个现场传感器或负荷。具有多个电磁阀的阀歧管被构造成气动地连接到多个现场设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】串联地安装到分布式控制系统组件的阀歧管
本专利技术的领域涉及一种电气总线系统，该电气总线系统具有经由分布I/O系统串联连接到分布式控制系统的电磁阀歧管。
技术介绍
工业自动化使用许多控制设备。一种有用的控制设备是电磁阀歧管，通常简称为阀歧管，其容纳多个电致动电磁阀。电磁阀控制液压或气动流的方向以用于致动其他下游现场设备，例如过程阀。这些阀歧管具有通信模块，该通信模块通常安装在电磁阀站附近，并且连接到各种现场总线网络。这些现场总线网络在自动化控制中已经司空见惯。现场总线网络提供对阀站的远程控制。典型的现场总线网络可能使用EtherNet/IPTM、FIPIOTM、Interbus-STM、ControlNetTM、DeviceNetTM或其他私有或开放的网络协议。阀歧管连接到通常由远程可编程逻辑控制器(PLC)、工业用个人计算机(IPC)和/或分布式控制系统(DCS)管控的现场总线网络。如本文所使用的，术语分布式控制系统(DCS)本质上是通用的，并且还包括PLC和IPC。具有如图1所示的并排网络结构也是常见的，即，连接到阀歧管的现场总线11相对于DCS18与另一个现场总线网络13并联。DCS18可以是商业可购得的DeltaVTMDCS。使用私有以太网连接作为示例的一组输入/输出模块(I/O组)14远程地从DCS18连接到DCS18中的以太网主单元15。I/O组可以是连接到多个现场设备的商业可购得的CHARMTMI/O组14，即传感器24，该传感器发送回用于在过程阀44或者可以包括阀的负荷处感测的各种参数的信号。I/O组14可以接收来自传感器的信号并将现场总线网络13中的信号中继到DCS18。阀歧管10连接到DCS18中的主单元12。阀歧管10气动可操作地连接到多个过程阀44。阀歧管10经由不同的网络11(例如，Profibus-DP)相对于I/O组14并联连接到DCS18。主单元12和以太网主单元15都由DCS18控制。以这种方式，阀歧管和I/O组使用它们自身相应的现场总线网络11和13以及相应的协议并排并联工作。该标准的现有技术系统使用一个协议网络来控制阀，但是使用另一个网络经由传感器来验证阀位置和其他参数。使用两个网络来协调阀门和传感器增加了不期望的复杂程度。阀和I/O控制的协调可以通过经由CHARMI/O模块连接每个阀歧管站来实现，每个模块都具有其自身的微处理器。然而，这种连接方法是昂贵的和耗费人力的，需要把独立的CHARMI/O模块与其自身的微处理器连接到歧管上每个阀站的每个电磁阀。所需要的是更迅速的布置，其中，阀歧管连接到I/O组14并且在逻辑上成为I/O组的集成部分，如同物理上是I/O组的一部分的阀一样，使得DCS可以控制阀歧管和I/O组，如同他们是一个单元一样，使用I/O组的现有背板协议并且也允许DSC解码经由用于阀和歧管系统的阀歧管通信模块可用的诊断信息。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，控制系统具有连接到的I/O组的分布式控制系统(DCS)，该I/O组具有通信模块。I/O组的多个输入输出模块可操作地连接到远程I/O组的通信模块并由其控制，以用于控制I/O组的I/O模块。也使用I/O组的相同协议将具有用于控制多个阀站的具有歧管通信模块的阀歧管可操作地连接到I/O组。优选地，I/O模块和歧管通信模块通过I/O组的背板连接到通信模块。I/O组被构造成连接到多个现场传感器和/或负荷。阀歧管被构造成气动地连接到多个现场设备。现场设备可以是过程阀，并且现场传感器可以适用于感测各种参数，例如，过程阀位置、压力流量、过程阀处或过程系统中的温度。优选地，I/O组和阀歧管被容纳在单个机柜中。优选地，阀歧管具有延伸穿过机柜的壁的气动配件。在替代实施例中，I/O组和阀歧管被容纳在分开的机柜中。用于提供通信和电力的电缆从一个机柜中的I/O组延伸到另一个机柜中的阀歧管。优选地，阀歧管具有延伸穿过另一个机柜的壁的气动配件。根据本专利技术的另一方面，一种控制系统具有通信模块，该通信模块可操作地连接到具有多个输入/输出模块的I/O组。阀歧管具有歧管通信模块，该歧管通信模块可操作地连接到多个阀站并且使用与背板相同的协议串联连接到I/O组的通信模块的背板。输入/输出模块被构造成连接到多个现场传感器和/或负荷。阀歧管被构造成气动地连接到多个现场设备。I/O组和阀歧管被容纳在单个机柜中。根据本专利技术的另一方面，控制系统具有DCS，DCS连接到具有多个输入/输出模块的I/O组，该输入/输出模块可操作地连接到由I/O组的通信模块管控的通信背板，以用于控制多个其输入/输出模块。具有用于控制多个阀站的歧管通信模块的阀歧管优选地通过气动连接可操作地连接到多个现场设备。歧管通信模块通过单个通信电缆串联连接到I/O组的通信背板。还可以为了安全而连接第二备用电缆。I/O组的输入/输出模块被构造成连接到多个现场传感器和/或负荷。优选地，在I/O组的每个输入/输出模块中具有微处理器。歧管通信模块具有微处理器，该微处理器被编程为模拟与I/O组的通信背板连接的输入/输出模块的多个微处理器。在一个实施例中，歧管通信模块具有通过电缆从I/O背板供应的电力。电缆还优选提供通信。在一个实施例中，备用电缆还提供备用电力和备用通信。根据本专利技术的另一方面，第二通信模块可以安装在与I/O组及其背板相同的网络上。阀歧管通信模块连接到第二通信模块，并被构造成模拟多个输入/输出模块微处理器并控制多个阀。附图说明现在参考附图，在附图中：图1是具有DCS的现有技术控制系统的示意图，该DCS使用两个分开的现场总线网络并联地与阀歧管和I/O组通信；图2是示出了根据本专利技术实施例的阀歧管的示意图，该阀歧管串联连接到I/O组，该I/O组进而经由通信网络连接到DCS；图3是示出了具有备用背板通信的如图2所示串联连接的I/O组和阀歧管的分开且放大的示意图；图4是示出了串联连接并且都容纳在单个机柜壳体中的I/O组和阀歧管的平面图；图5是一替代实施例，其中，阀歧管和I/O组串联连接并安装在分开邻近放置的机柜中；以及图6是一替代实施例，其中，阀歧管和I/O组安装在分开的远程机柜中，在远程机柜中，阀歧管串联连接到没有任何输入/输出卡的远程I/O组。具体实施方式现在参考图2，控制网络20具有连接到DCS18的多个工作站22。该DCS可以是来自艾默生过程管理公司的商业可购得的DELTAVTM系统。DCS18进而通过其网络13连接到一个或多个包含独立的输入/输出模块16的I/O组14。适当的I/O组可以是来自艾默生过程管理公司的商业可购得的CHARMTMI/O组。这些I/O组14可以与DCS18远程地定位。组中的许多独立的I/O模块16可以通过电缆26连接到现场传感器24，以用于接收来自现场传感器24的信息。另外，阀歧管10也可以连接到I/O组14。优选地，如图3所示，该连接通过将集成来自I/O组14的背板32的电力和通信两者的电缆30延伸到阀歧管10的通信模块34的通信配件33来实现。更具体地，电力和通信电缆30从阀歧管10的配件33延伸到连接I/O组14的背板32的列扩展器36。在电缆30发生故障的情况下，备用集成的电力和通信电缆38也被安装到配件40。在某些商业可购得的实施例中，电缆30仅提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制系统，包括：分布式控制系统，连接到I/O组；所述I/O组，能操作地具有通信模块，所述通信模块控制能操作地连接到所述通信模块的多个输入/输出模块；具有歧管通信模块的阀歧管，用于控制与所述I/O组的所述通信模块串联连接的多个阀站并使用相同的协议，并且所述阀歧管能操作地连接到多个现场设备；所述I/O组被构造成连接到多个现场传感器或负荷；并且所述阀歧管被构造成气动地连接到所述多个现场设备。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种控制系统，包括：分布式控制系统，连接到I/O组；所述I/O组，能操作地具有通信模块，所述通信模块控制能操作地连接到所述通信模块的多个输入/输出模块；具有歧管通信模块的阀歧管，用于控制与所述I/O组的所述通信模块串联连接的多个阀站并使用相同的协议，并且所述阀歧管能操作地连接到多个现场设备；所述I/O组被构造成连接到多个现场传感器或负荷；并且所述阀歧管被构造成气动地连接到所述多个现场设备。2.根据权利要求1所述的控制系统，还包括：具有多个输入/输出模块的所述I/O组以及所述阀歧管被容纳在机柜中。3.根据权利要求2所述的控制系统，还包括：所述阀歧管具有延伸穿过所述机柜的壁的气动出口。4.根据权利要求1所述的控制系统，还包括：具有多个输入/输出模块的所述I/O组以及所述阀歧管被容纳在分开的机柜中；以及用于提供通信和电力的电缆，从位于一个机柜中的所述I/O组延伸到位于另一个机柜中的所述阀歧管。5.根据权利要求4所述的控制系统，还包括：所述阀歧管具有延伸穿过所述另一个机柜的壁的气动出口。6.根据权利要求1所述的控制系统，还包括：具有多个输入/输出模块的所述I/O组以及所述阀歧管被容纳在分开的机柜中；以及用于提供通信和电力的电缆，从位于一个机柜中的所述I/O组延伸到位于另一个机柜中的所述阀歧管。7.根据权利要求1所述的控制系统，还包括：所述I/O组具有背板，所述背板能操作地连接到所述多个输入/输出模块、所述通信模块和所述歧管通信歧管。8.一种控制系统，包括：通信模块，包括具有多个输入/输出模块的I/O组；具有歧管通信模块的阀歧管，所述歧管通信模块使用与所述I/O组的通信背板相同的协议串联连接到所述通信背板以用于控制多个阀站；具有多个输入/输出模块的所述I/O组，被构造成连接到多个现场传感器或负荷；所述阀歧管被构造成气动地连接到多个现场设备；并且所述I/O组和所述阀歧管被容纳在机柜中。9.根据权利要求8所述的控制系统，还包括：所述阀歧管具有延伸穿过所述机...

【专利技术属性】
技术研发人员：恩里科·德·卡罗利斯，约翰·F·埃斯丘，格雷戈里·A·韦尔斯，
申请(专利权)人：阿斯科公司，
类型：发明
国别省市：美国,US