用于对工业控制系统的模块类型进行合并的方法技术方案

描述了一种可编程的分立输入模块。在一个或多个实现中，可编程的分立输入模块包括被配置以基于输入信号而生成脉冲宽度调制信号的脉冲宽度调制模块，以及被配置以生成经解调的脉冲宽度信号的脉冲宽度解调模块。隔离器被配置以隔离脉冲宽度调制模块和脉冲宽度解调模块，并且基于脉冲宽度调制信号生成经隔离的经调制的脉冲宽度信号，以用于使脉冲宽度解调模块生成经解调的脉冲宽度信号。可编程分立输入模块还包括用于将经解调的脉冲宽度信号与相应的可编程参考进行比较的第一比较器和第二比较器，以及被配置以对由第一比较器或第二比较器输出的比较信号进行滤波，从而生成分立输入信号的数字滤波器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
工业控制系统(ICS)包含在多种工业环境及重要的基础设施中使用的几种类型的工业和过程控制系统。示例工业控制系统(ICS)包括但不限于：监测控制和数据采集(SCADA)系统、分布式控制系统(DCS)、以及使用例如可编程逻辑控制器(PLC)等的其它控制设备。使用从工业或基础设施环境中的远程站中所收集的信息，可以将自动化的和/或操作员驱动的监测命令传输至远程站控制设备。这些控制设备可以控制各种本地操作，例如，打开和/或关闭阀门和断路器、操作螺线管、从传感器系统中收集数据、以及针对报警条件而监视本地环境。
技术实现思路
描述了一种可编程的分立输入模块。在一个或多个实施例中，可编程分立输入模块包括被配置以基于输入信号而生成脉冲宽度调制信号的脉冲宽度调制模块，以及被配置以生成经解调的脉冲宽度信号的脉冲宽度解调模块。隔离器被配置以隔离脉冲宽度调制模块和脉冲宽度解调模块。隔离器基于脉冲宽度调制信号来生成经隔离的经调制的脉冲宽度信号，该经隔离的经调制的脉冲宽度信号被提供至脉冲宽度解调模块以生成经解调的脉冲宽度信号。第一比较器和第二比较器将经解调的脉冲宽度信号与相应的可编程参考进行比较。数字滤波器对由第一比较器或第二比较器输出的比较信号进行滤波以生成分立输入信号。提供了该
技术实现思路
以用简化形式介绍在下文的具体实施方式中进一步描述的一组选择的概念。本
技术实现思路
不旨在确定所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用作确定所要求保护的主题的范围的辅助。附图说明参照附图描述了具体实施方式。具体实施方式和图中的不同的实例中相同的附图标记的使用可以指示相似或相同的项。图1是根据本公开的示例实现的示出了工业控制系统的框图。图2是根据本公开的示例实现的示出了可编程分立输出模块的框图。图3A和3B是根据本公开的具体实现的示出了在图2中所示出的可编程分立输出模块的电路图。图4是根据本公开的示例实现的示出了可编程分立输入模块的框图。图5是根据本公开的具体实现的示出了在图4中所示出的可编程分立输入模块的电路图。图6是根据本公开的示例实现的示出了计算设备的框图，其中，计算设备可以实现为现场可编程门阵列设备、专用集成电路设备等。图7是根据本公开的示例实现的示出了针对是否发生了过流事件的示例方法的流程图。图8是根据本公开的示例实现的示出了用于生成分立输入信号的示例方法的流程图。具体实施方式概述工业控制系统/过程控制系统通常包括输入/输出模块，输入/输出模块被配置以与输入装置接合，或者经由电源底板向过程中或现场中的输出装置发送指令。例如，输入/输出模块可以用于与过程传感器接合，以用于测量与工业过程相关联的特性。在另一个实例中，输入/输出模块可以用于与电机接合，以用于控制电机的运行。所以，各种输入/输出模块可以需要与系统的各种输入/输出装置接合。例如，与输入/输出模块接合的各种装置可以在不同的电压等级或电压类型下运行。因此，特定的装置可以需要专用的输入/输出模块。例如，针对在二十四伏特(24V)电压下运行的第一装置(例如，传感器)可以需要专用输入/输出模块，并且针对在二百四十伏特(240V)电压下运行的第二装置(例如，电机)需要另一个专用输入/输出模块。由此，公开了可编程分立输出模块。在一个或多个实现中，可编程分立输出模块包括电流感测电路，其用于生成指示电流值的电流感测信号。例如，电流感测电路可以包括与阻抗元件并联连接的差分放大器。差分放大器被配置以生成表示跨阻抗元件的电压降的输出信号(例如，电流感测信号)，其指示通过电流感测电路的电流。可编程分立输出模块还包括比较器，其被配置以将电流感测信号与过流参考进行比较，并且生成指示是否发生了过流事件的比较信号。微控制器电连接至比较器，并被配置以基于一个或多个可编程参数来控制(例如，行为上控制)开关元件。可编程参数可以基于被配置以与可编程分立输出模块和/或模块内的电流条件接合的负载来支配开关元件的运行。在实施例中，可编程分立输出模块包括用于向可编程分立输出模块提供电流隔离的一个或多个隔离器。可以以硬件、软件、固件或其组合等实现可编程分立输出模块内的组件中的一个或多个。在一些实现中，可编程分立输出模块被配置以与工业控制系统组件接合，这些组件包括但不一定限于在二十四伏特(24V)、四十八伏特(48V)、一百二十伏特(120V)或二百四十伏特(240V)的开关电压下运行的模块。这些组件还可以利用交流(AC)电压或直流(DC)电压运行。因此，模块可以提供通常与多个独立模块相关联的功能(例如，用一个(1)输出模块替代大约八个(8)输出模块的功能)，并且提供AC/DC响应而基本上不包括时间。还描述了可编程分立输入模块。在一个或多个实现中，可编程分立输入模块包括被配置以基于输入信号而生成脉冲宽度调制信号的脉冲宽度调制模块，以及被配置以生成经解调的脉冲宽度信号的脉冲宽度解调模块。隔离器被配置以隔离脉冲宽度调制模块和脉冲宽度解调模块，并且基于脉冲宽度调制信号生成经隔离的经调制的脉冲宽度信号，以供脉冲宽度解调模块生成经解调的脉冲宽度信号。可编程分立输入模块还包括用于将经解的调脉冲宽度信号与相应的可编程参考进行比较的第一比较器和第二比较器。数字滤波器被配置以对由第一比较器或第二比较器输出的比较信号进行滤波，从而生成分立输入信号。该可编程分立输入模块可利用现有的组件以允许用户选择可编程参考或设置点，以及可编程迟滞，其与其它可编程分立输出模块相比可以降低运行成本。可以以硬件、软件、固件或其组合等实现可编程分立输出模块内的组件中的一个或多个。在一些实施例中，可编程分立输入模块被配置以与工业控制系统控制组件接合，这些组件包括但不一定局限于可以在二十四伏特(24V)、四十八伏特(48V)、一百二十伏特(120V)或二百四十伏特(240V)的开关电压下运行的组件。这些组件也可以利用交流(AC)电压或直流(DC)电压运行。因此，可编程分立输入模块可以提供通常与多个独立的可编程分立模块相关联的功能(例如，用一个(1)卡替代大约十六个(16)卡的功能)，并且提供AC/DC响应而基本上不包括时间。示例工业控制系统/过程控制系统图1示出了用于控制或操作一个或多个工业控制系统组件(如传感器、电机等)的工业控制系统/过程控制系统100。在实施例中，工业控制系统/过程控制系统100包括计算设备102，计算设备102包括处理器104和存储器106。处理器104为计算设备102提供处理功...

【技术保护点】
一种可编程分立输入模块，包括：脉冲宽度调制模块，其被配置以基于输入信号而生成脉冲宽度调制信号；脉冲宽度解调模块，其被配置以生成经解调的脉冲宽度信号；隔离器，其被配置以至少大体上将所述脉冲宽度调制模块和所述脉冲宽度解调模块进行隔离，所述隔离器被配置以基于所述脉冲宽度调制信号而生成经隔离的经调制的脉冲宽度信号，以供所述脉冲宽度解调模块生成所述经解调的脉冲宽度信号；第一比较器，其通信地耦合至所述脉冲宽度解调模块，所述第一比较器被配置以将所述经解调的脉冲宽度信号与第一可编程参考进行比较，所述第一比较器被配置以基于比较而输出第一比较器输出信号；第二比较器，其通信地耦合至所述脉冲宽度解调模块，所述第二比较器被配置以将所述经解调的脉冲宽度信号与第二可编程参考进行比较，所述第二比较器被配置以基于比较而输出第二比较器输出信号；数字滤波器，其通信地耦合至所述第一比较器和所述第二比较器，所述数字滤波器被配置以对所述第一比较器输出信号或所述第二比较器输出信号中的至少一个进行数字滤波，以生成分立输入信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种可编程分立输入模块，包括：
脉冲宽度调制模块，其被配置以基于输入信号而生成脉冲宽度调制信号；
脉冲宽度解调模块，其被配置以生成经解调的脉冲宽度信号；
隔离器，其被配置以至少大体上将所述脉冲宽度调制模块和所述脉冲宽度解调模块进
行隔离，所述隔离器被配置以基于所述脉冲宽度调制信号而生成经隔离的经调制的脉冲宽
度信号，以供所述脉冲宽度解调模块生成所述经解调的脉冲宽度信号；
第一比较器，其通信地耦合至所述脉冲宽度解调模块，所述第一比较器被配置以将所
述经解调的脉冲宽度信号与第一可编程参考进行比较，所述第一比较器被配置以基于比较
而输出第一比较器输出信号；
第二比较器，其通信地耦合至所述脉冲宽度解调模块，所述第二比较器被配置以将所
述经解调的脉冲宽度信号与第二可编程参考进行比较，所述第二比较器被配置以基于比较
而输出第二比较器输出信号；
数字滤波器，其通信地耦合至所述第一比较器和所述第二比较器，所述数字滤波器被
配置以对所述第一比较器输出信号或所述第二比较器输出信号中的至少一个进行数字滤
波，以生成分立输入信号。
2.根据权利要求1所述的可编程分立输入模块，其中，所述数字滤波器包括微控制器，
所述微控制器包括与存储器耦合的处理器，所述存储器具有实施能够由所述处理器执行以
使得所述处理器提供数字滤波功能的程序的有形的计算机可读介质。
3.根据权利要求1所述的可编程分立输入模块，其中，所述数字滤波器包括被配置以提
供数字滤波功能的现场可编程门阵列。
4.根据权利要求1所述的可编程分立输入模块，其中，所述数字滤波器包括被配置以提
供数字滤波功能的分立电路。
5.根据权利要求1所述的可编程分立输入模块，其中，所述脉冲宽度调制模块包括与存
储器耦合的处理器，所述存储器具有实施能够由所述处理器执行以使得所述处理器提供脉
冲宽度调制功能的程序的有形的计算机可读介质。
6.根据权利要求1所述的可编程分立输入模块，其中，所述脉冲宽度调制模块包括被配
置以提供脉冲宽度调制功能的现场可编程门阵列。
7.根据权利要求1所述的可编程分立输入模块，其中，所述脉冲宽度调制模块包括被配
置以提供脉冲宽度调制功能的专用集成电路。
8.根据权利要求1所述的可编程分立输入模块，其中，所述第一比较器或所述第二比较
器中的至少一个包括数字比较器。
9.根据权利要求1所述的可编程分立输入模块，其中，所述第一比较器或所述第二比较
器中的至少一个还包括与存储器耦合的处理器，所述存储器具有实施能够由所述处理器执
行以使得所述处理器提供比较功能的程序的有形的计算机可读介质。
10.根据权利要求1所述的可编程分立输入模块，其中，所述第一可编程参考或所述第
二可编程参考中的至少一个包括用户可选择的可编程参考，所述用户可选择的可编程参考
被配置以由用户来编程以选择与所述第一可编程参考或所述第二可编程参考中的所述至
少一个相关联的设置点。
11.根据权利要求1所述的可编程分立输入模块，其中，所述隔离器包括被配置以基于
所述脉冲宽度调制信号而发出在有限的波长谱内的电磁辐射的光学发射器，以及被配置以
检测在有限的波长谱内的所述电磁辐射的光学传感器，所述光学传感器被配置以对其响应
而生成隔离器信号。
12.根据权利要求1所述的可编程分立输入模块，还包括具有输入端子和输出端子的电
压转换器，所述输出端子通信地耦合至所述脉冲宽度调制模块，所述电压转换器被配置以
将在所述输入端子处的模拟电压信号转换成在所述输出端子处的直流信号，所述直流信号
包括所述输入信号。
13.根据权利要求12所述的可编程分立输入模块，其中，所述电压转换器包括桥式整流
器。
14.一种可编程分立输入模块，包括：
电压转换器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·G·卡尔文，A·罗亚凯尔斯，
申请(专利权)人：基岩自动化平台公司，
类型：发明
国别省市：美国;US