信号总线控制系统技术方案

一种信号总线控制系统，是将一条或数条信号总线（１）与一条或数条动力总线（２）平行铺设，装有计算机（６）和显示元件（７）的控制柜（８）和配电柜（４）挂接在信号总线和动力总线上，生产过程（９）的各状态信号通过就近配置的本机柜（５）并接在信号总线和动力总线上，信号总线通过具有调制或解调功能的ＺＩＯ接口电路板（３）传递系统中各种信号，不同的信号以不同频率的已调波信号形式占据信号总线上相应的频率位置，并采用频分多路复用技术，使众多的信号在信号总线上同时并排地传送。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种自动控制系统技术，特别是采用信号总线传递系统中各种信号的技术。现有的控制系统大多是以基带信号的方式传递信号，每一个信号占用一路导线，众多的电缆导线并排铺设，对于一个大系统，控制点很多，需传送的信号可达成百上千，甚至还要多，由于导线的利用率低，使得系统的硬件电路十分庞大，在设计、安装、调试和维修等方面都有许多不便之处，系统的制造成本和使用成本都很高。采用计算机分级控制或分布控制的方法，将一个大系统划分为若干个子系统，每一个子系统由一台相对小型化的计算机控制，再加上位机联网，这种方法可使控制系统的软件得到很大程度的简化，但是系统的硬件电路依然很庞大，而且各计算机的性能不能得到充分发挥。本专利技术的任务是提供一种利用信号总线传递信号的控制系统，计算机通过信号总线从生产过程中采集数据，处理后再由信号总线将控制指令送入生产过程。本专利技术是以如下方式完成的在信号的发送端，采用具有调制功能的专用电路板，使不同的信号对不同频率的载波进行调制，或调幅、或调频、或调相，已调波送入信号总线;在信号的接收端，采用具有解调功能的专用电路板，将具有特定频率的已调信号从信号总线中取出并恢复，称这些具有调制或解调功能的专用电路板为ZIO接口板，以区别通常使用的计算机的各种I/O接口板由于可使已调信号的带宽远小于信号总线所具有的带宽，采用频分多路复用技术，使每个信号占据信号总线中一个特定的频率位置，各信号在信号总线中互不重叠，互不干扰地并排传送。信号总线控制系统由信号总线、动力总线、控制柜、配电柜、本机开关柜、ZIO接口电路板等部分组成。一条或数条信号总线与一条或数条动力总线平行铺设，系统中所有控制器件，如计算机、手动开关等均集中装入一个或数个控制柜中，显示元件可装入控制柜中，也可装入一个单独的柜中。配电柜提供系统中各种元件所需电力。生产过程中各种执行元件和检测元件均通过各自就近配置的本机开关柜或本机开关盒，并联在信号总线和动力总线上，从动力总线上获得动力，并与信号总线交换信息，信号总线通过具有调制或解调功能的ZIO接口电路板传递系统中各种信号。这种两线三柜式系统布局方法使系统的全部控制功能由控制柜、配电柜、本机开关柜分别承担，每一个柜都十分简单，尤其是本机开关柜，如控制一台电动机的启停，本机开关柜中仅需装入相应的ZIO接口电路板、中间继电控制器件及安全保护器件等;而且可根据不同的使用场合，不同的功率负载使本机开关标准化、系列化、以便于使用。控制柜十分轻巧简单，可置于系统的任何地点，也可远离现场。配电柜可置于系统的任何地点，而且可采用分散配电的方式，即由总配电柜向二级配电柜配电，再从二级配电柜向生产过程送电。本机开关柜置于工作现场，以尽量减少和缩短生产过程中各种元件与各自所配的本机开关柜之间的电缆导线，因为这些电缆导线往往具有较大的线径。这样便取消了通常的控制系统中由配电柜、主控制柜、中间控制柜所组成的庞大而复杂的控制柜组，并减少了许多中间继电环节，平行铺设的信号总线和动力总线取代了从控制柜组到工作现场之间大量的电缆导线和线路辅助器材，系统简单明了，易于设计、安装、制造成本大大减少，而且系统具有很强的灵活性，易于更改，如当系统需要扩展时，只需将新增元件所配置的本机开关柜接入最近的信号总线和最近的动力总线即可，而不必重新铺设电缆导线。附附图说明图1是本专利技术的系统布置图。附图2是本专利技术的D/f接口板电路框图。附图3是本专利技术的f/D接口板电路框图。附图4是本专利技术的A/f接口板电路框图。附图5是本专利技术的f/A接口板电路框图。本专利技术的实施例结合附图进行详细说明。参见附图1所述，由信号总线1、动力总线2、ZIO接口电路板3、配电柜4、本机柜5、计算机6、显示元件7、控制柜8等构成的信号总线控制系统，是将一条或数条信号总线1与一条或数条动力总线2平行铺设，信号总线1通过具有调制或解调功能的ZIO接口电路板3传递系统中各种信号，ZIO接口电路板3有串行PZIO和并行SZIO两大类。不同的信号以不同频率的已调波信号形式占据信号总线上相应的频率位置，并采用频分多路复用技术，使众多的信号在信号总线1上同时并排地传送。系统中所有控制器件，如计算机6、手动开关、显示元件7等均集中装入一个或数个控制柜8中，控制柜8与配电柜4挂接在动力总线2和信号总线1上。配电柜通过动力总线向系统提供不同等级的动力，控制柜从信号总线上进行数据采集，控制指令也通过信号总线送往现场。生产过程9中的各种执行器件、检测元件等均通过各自就近配置的本机柜5并接在信号总线1和动力总线2上，从动力总线上获得动力，并与信号总线交换信息。根据系统的控制功能，可将系统划分成若干个具有明确控制功能、相对独立的数据群，由一台计算机处理一个或若干个数据群，一台或若干台计算机组成计算机集，完成对系统全部数据群的直接数字控制。计算机集内的计算机可以是相互独立的，也可由主、从之分，或由CRT完成对计算机集的集中监控，并与上位机联网。计算机集可装在一个控制柜中，也可分散地置于若干个控制柜中，由数据总线或是信号总线联网。在群集系统中，数据总线提供计算机集内各计算机之间的数据通讯，信号总线提供计算机集与外部生产过程之间的信息交换。群集系统属于计算机分级控制的一种，与其它的分级控制如集散系统相比具有很大的灵活性。数据群的建立完全是由系统自身的特点所决定，以软件的形成固定，计算机集内各计算机的任务也是由软件决定，建立和调整都十分方便，只需规定各计算机所执行的控制程序和配备适当的ZIO接口电路板即可。根据所选用计算机的功能和数据群的特点，使两者合理地组合，达到最优设计，可充分发挥每台计算机的作用，用最少的计算机，最低的制造成本，达到最佳控制效果。建立了数据群和计算机集之后，各计算机便通过各自的ZIO接口电路板从信号总线上进行数据采集，控制指令也通过ZIO接口电路由信号总线送往生产过程，ZIO接口电路负责信号的正确接收与发送，也就是说负责数据群与计算机集的正确建立。生产过程中各本机开关柜中的ZIO接口电路板将控制指令信号从信号总线中取出，或将检测信号送入信号总线传送。信号在信号总线中是以特定频率已调波的形式出现，ZIO接口电路板具有频率特性，能将信号总线上众多不同频率的信号中符合其频率特性的信号选出，或将信号以特定频率的已调波的形式送入信号总线。因此ZIO接口电路板是以区分频率的方式区分信号。信号有两种形式，数字量信号和模拟量信号，数字量信号又有串行信号和并行信号两种情况，串行信号多用于数字通讯，并行信号多用于计算机与外部过程的开关量信号传递。由于数字量信号只有高电平和低电平两种状态，即只有“1”码和“0”码，因此可用某一具有单一特定频率的等幅正弦波信号的有无来传送一个并行的数字量信号。即当信号总线中出现某一频率的信号时，表示该信号此刻为1码，反之为O码。模拟量信号由于在任何一时刻取值时有无限个可能值，有时还可能是双极性的，因此不能仅用上述方法传送，而应采用振幅调制、频率调制或相位调制的方法传送模拟量信号，也可将模拟量信号转换成串行数字量信号后再调制载波，然后送入信号总线传送。振幅调制电路简单，易于实现，且对于大多数场合来说具有足够的精度和抗干扰能力，尤其适用于缓慢变化的非周期信号。用等幅正弦波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由信号总线（１）、动力总线（２）、ＺＩＯ接口电路板（３）、配电柜（４）、本机柜（５）、计算机（６）、显示器（７）、控制柜（８）等构成的信号总线控制系统，其特征在于：一条或数条信号总线（１）与一条或数条动力总线（２）平行铺设，信号总线（１）通过具有调制或解调功能的ＺＩＯ接口电路板（３）传递系统中各种信号，ＺＩＯ接口电路板（３）有串行ＰＺＩＯ和并行ＳＺＩＯ两大类，不同的信号以不同频率的已调波信号形式占据信号总线上相应的频率位置，并采用频分多路复用技术，使众多的信号在信号总线（１）上同时并排地传送；系统中所有控制器件，如计算机（６）、手动开关、显示元件（７）等均集中装入一个或数个控制柜（８）中，控制柜（８）与配电柜（４）挂接在动力总线（２）和信号总线（１）上；配电柜通过动力总线向系统提供不同等级的动力，控制柜从信号总线上进行数据采集，控制指令也通过信号总线送往现场；生产过程（９）中的各种执行器件、检测元件等均通过各自就近配置的本机柜（５）并接在信号总线（１）和动力总线（２）上，从动力总线上获得动力，并与信号总线交换信息。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卓卫民，
申请(专利权)人：卓卫民，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]