一种分散控制系统的扩展输入输出装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种分散控制系统的扩展输入输出装置和方法。涉及计算机应用领域；解决了现有被控对象设备类型不同引进的软件稳定性差和版本维护成本高的问题。该装置包括协议层和传输层，所述协议层向DPU控制器提供多种应用层接口，所述协议层通过统一接口调用所述传输层通讯；所述协议层将所述多种应用层接口对应的不同设备的数据进行相应的协议转换后，经由所述统一接口调用所述传输层传输；所述协议层通过所述统一接口接收所述传输层的数据，经协议转换为不同协议类型的数据，并经由相应的应用层接口传输至所述DPU控制器。本发明专利技术提供的技术方案适用于DCS，实现了通用的控制器与被控对象之间的连接方式。

【技术实现步骤摘要】
一种分散控制系统的扩展输入输出装置和方法
本专利技术涉及计算机应用领域，尤其涉及一种分散控制系统的扩展输入输出装置和方法。
技术介绍
扩展输入输出层（EIO）是全新定义的控制器与被控对象、第三方设备等外围设备的信息交互方式，是分散控制信息（DCS）底层面向控制设备的智能控制系统，采用全双工的交换式以太网，为实时信息和非实时信息提供透明传输通道。EIO向上兼容控制器和虚拟控制器，向下兼容基于传统IO卡件的本地I/O，基于EIO协议的网络I/O、通过协议转换器接入的其它标准现场总线装置。实现对本地I/O、网络I/O、现场总线设备的集中控制，为不同类型I/O接入提供统一的软件接口。EIO技术的引入，颠覆了传统DCS的过程控制站体系结构，系统开放性获得极大提高。在以往技术方案中，软件没有实现总的架构和统一的接口，每接入一种新类型的I/O或者新类型设备，需要开发人员现写接口程序，这样的接口程序不具有通用性和可复用性，不利于软件的稳定运行和版本的维护，不符合软件的基本设计原则。
技术实现思路
本专利技术提供了一种分散控制系统的扩展输入输出装置和方法，解决了现有被控对象设备类型不同引进的软件稳定性差和版本维护成本高的问题。一种分散控制系统的扩展输入输出装置，包括：包括协议层和传输层，所述协议层向DPU控制器提供多种应用层接口，所述协议层通过统一接口调用所述传输层通讯；所述协议层将所述多种应用层接口对应的不同设备的数据进行相应的协议转换后，经由所述统一接口调用所述传输层传输；所述协议层通过所述统一接口接收所述传输层的数据，经协议转换为不同协议类型的数据，并经由相应的应用层接口传输至所述DPU控制器。优选的，所述协议层包括：扩展输入输出（EIO）子层（EioLayer）、设备子层（Device）和协议（Protocol）子层；所述EIO子层包括对应用层的各种接口；所述设备子层包括全部设备；所述协议子层包括与所述设备子层各设备对应的协议模块，协议模块对不同设备对应的数据进行编码和解码。优选的，所述传输层包括：传输子层和驱动子层；所述传输子层为所述协议层调用所述传输层提供统一接口；所述驱动子层为底层传输通道提供驱动，供所述传输子层调用。优选的，该装置还包括：缓冲区；所述缓冲区独立于远程智能节点的缓冲区。本专利技术还提供了一种分散控制系统的扩展输入输出实现方法，包括：EIO的协议层将多种应用层接口对应的不同设备的数据进行相应的协议转换后，经由与EIO的传输层之间的统一接口调用所述传输层传输；所述EIO的协议层通过所述统一接口接收所述传输层的数据，经协议转换为不同协议类型的数据，并经由相应的应用层接口传输至DPU控制器。优选的，EIO的协议层将多种应用层接口对应的不同设备的数据进行相应的协议转换后，经由与EIO的传输层之间的统一接口调用所述传输层传输包括：EIO的协议层接受所述DPU按照扫描周期周期性输出的数据；所述协议层使用所述数据相应的协议调用所述统一接口，向所述传输层发送数据；所述传输层根据所述数据相应的协议，将所述数据发送到第三方设备或现场总线智能节点。优选的，所述协议层包括EIO子层、设备子层和协议子层，所述协议层使用所述数据相应的协议调用所述统一接口，向所述传输层发送数据包括：所述EIO子层的接口接收DPU输出的数据之后，根据预置的算法，将所述数据定位到所述设备子层中相应的设备，将所述数据写入该设备的缓冲区；当输出周期到达时，所述设备根据当前使用的协议，通过所述协议子层调用所述传输层的统一接口，向所述传输层发送数据。优选的，所述传输层包括传输子层和驱动子层，所述传输层根据所述数据相应的协议，将所述数据发送到第三方设备或现场总线智能节点包括：传输子层根据所述子层提供的参数，选择所述驱动子层中对应的驱动；所述传输子层调用所述驱动的通讯函数，将所述数据发送到第三方设备或者现场总线智能节点。优选的，所述EIO的协议层通过所述统一接口接收所述传输层的数据，经协议转换为不同协议类型的数据，并经由相应的应用层接口传输至DPU控制器包括：所述协议层根据预置执行周期，周期性的调用所述传输层从第三方设备或现场总线智能节点获取数据；所述协议层接收所述DPU控制器的调用，将获取的数据返回给所述DPU控制器。优选的，所述协议层根据预置执行周期，周期性的调用所述传输层从第三方设备或现场总线智能节点获取数据包括：所述设备子层中的设备，根据配置的协议类型，通过所述协议子层调用所述传输子层的通讯接口；所述传输子层根据所述协议子层提供的参数配置，从所述驱动子层中选择相应的驱动，调用该驱动提供的发送和接口函数，从第三方设备或现场总线智能节点获取数据；将所述数据缓存至所述设备的缓冲区中。优选的，所述协议层接收所述DPU控制器的调用，将获取的数据返回给所述DPU控制器包括：所述EIO子层接受所述DPU控制器的调用，定位到对应的设备子层设备；所述设备子层从所述设备的缓冲区中读取数据，并通过所述EIO子层返回给所述DPU控制器。本专利技术提供了一种分散控制系统的扩展输入输出装置和方法，包括协议层和传输层，所述协议层向DPU控制器提供多种应用层接口，所述协议层通过统一接口调用所述传输层通讯，所述协议层将所述多种应用层接口对应的不同设备的数据进行相应的协议转换后，经由所述统一接口调用所述传输层传输，所述协议层通过所述统一接口接收所述传输层的数据，经协议转换为不同协议类型的数据，并经由相应的应用层接口传输至所述DPU控制器。实现了通用的控制器与被控对象之间的连接方式，解决了现有被控对象设备类型不同引进的软件稳定性差和版本维护成本高的问题。附图说明图1为本专利技术的实施例一提供的一种分散控制系统的扩展输入输出装置的结构示意图；图2为本专利技术的实施例二提供的一种DCS系统的结构示意图。具体实施方式在以往技术方案中，软件没有实现总的架构和统一的接口，每接入一种新类型的I/O或者新类型设备，需要开发人员现写接口程序，这样的接口程序不具有通用性和可复用性，不利于软件的稳定运行和版本的维护，不符合软件的基本设计原则。为了解决上述问题，本专利技术的实施例提供了一种分散控制系统的扩展输入输出装置和方法。EIO网上接入的控制设备一侧主要是控制器、现场的智能节点、第三方设备等。可用于控制策略分布式计算，EIO网络有一种静态组态和三种动态执行方式。这三种动态执行方式包括：全DPU扫描SAMA图；DPU以主从式分布扫描SAMA图；DPU只组态、跟踪控制策略的执行状态，EIO智能节点自主分布式执行SAMA图。EIO实现了三大功能：实现接口站功能，通过EIO实现DPU与多种第三方设备通讯，同时还支持仿真功能；支持Profibus等现场总线的接入方式，协议转换；实现分布式计算在底层各节点内部完成，DPU只负责上层的工作。下文中将结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。首先结合附图，对本专利技术的实施例一进行说明。本专利技术实施例提供了一种分散控制系统的扩展输入输出装置，其逻辑结构如图1所示，采用分层设计，把整个EIO分成协议层和传输层。EIO内部实现多种数据传输方案，对外提供统一的接口，可实现DPU控制器根据不同的应用需求选择EIO对应的接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分散控制系统的扩展输入输出装置，其特征在于，包括协议层和传输层，所述协议层向分散处理单元（DPU）控制器提供多种应用层接口，所述协议层通过统一接口调用所述传输层通讯；所述协议层将所述多种应用层接口对应的不同设备的数据进行相应的协议转换后，经由所述统一接口调用所述传输层传输；所述协议层通过所述统一接口接收所述传输层的数据，经协议转换为不同协议类型的数据，并经由相应的应用层接口传输至所述DPU控制器。

【技术特征摘要】
1.一种分散控制系统的扩展输入输出装置，其特征在于，包括协议层和传输层，所述协议层向分散处理单元(DPU)控制器提供多种应用层接口，所述协议层通过统一接口调用所述传输层通讯；所述协议层将所述多种应用层接口对应的不同设备的数据进行相应的协议转换后，经由所述统一接口调用所述传输层传输；所述协议层通过所述统一接口接收所述传输层的数据，经协议转换为不同协议类型的数据，并经由相应的应用层接口传输至所述DPU控制器。2.根据权利要求1所述的分散控制系统的扩展输入输出装置，其特征在于，所述协议层包括：扩展输入输出(EIO)子层(EioLayer)、设备子层(Device)和协议(Protocol)子层；所述EIO子层包括对应用层的各种接口；所述设备子层包括全部设备；所述协议子层包括与所述设备子层各设备对应的协议模块，协议模块对不同设备对应的数据进行编码和解码。3.根据权利要求1所述的分散控制系统的扩展输入输出装置，其特征在于，所述传输层包括：传输子层和驱动子层；所述传输子层为所述协议层调用所述传输层提供统一接口；所述驱动子层为底层传输通道提供驱动，供所述传输子层调用。4.根据权利要求3所述的分散控制系统的扩展输入输出装置，其特征在于，该装置还包括：缓冲区；所述缓冲区独立于远程智能节点的缓冲区。5.一种分散控制系统的扩展输入输出实现方法，其特征在于，包括：EIO的协议层将多种应用层接口对应的不同设备的数据进行相应的协议转换后，经由与EIO的传输层之间的统一接口调用所述传输层传输；所述EIO的协议层通过所述统一接口接收所述传输层的数据，经协议转换为不同协议类型的数据，并经由相应的应用层接口传输至DPU控制器。6.根据权利要求5所述的分散控制系统的扩展输入输出实现方法，其特征在于，EIO的协议层将多种应用层接口对应的不同设备的数据进行相应的协议转换后，经由与EIO的传输层之间的统一接口调用所述传输层传输包括：EIO的协议层接受所述DPU按照扫描周期周期性输出的数据；所述协议层使用所述数据相应的协议调用所述统一接口，向所述传输层发送数据；所述传输层根据所述数据相应的协议，将所述数据发送到第三方设备或现场总线智能节点。7.根据权利要求6所述的分散控制系...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春燕，潘钢，夏明，吕大军，周海东，张智，王朝辉，李杰，
申请(专利权)人：国家电网公司，北京国电智深控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11