利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统及方法.pdf

本发明公开了利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统包括电子通讯设备、信息收发模块、信息识别传输模块、通过基层网络连接的主控模块及存储控制程序序列的存储模块；电子通讯设备向信息收发模块发送控制指令；信息收发模块接收控制指令，将控制指令发送至所述信息识别传输模块；信息识别传输模块接收所述控制指令，对控制指令进行识别，将识别后的控制指令发送至所述主控模块；主控模块接收识别后的控制指令，根据识别的控制指令从存储模块中提取与控制指令相匹配的控制程序序列，根据控制程序序列控制受控元件工作。本发明还公开了利用电子通讯设备的分布式开环自动控制方法。本发明能够广泛应用在不同工控领域，且控制精确，工作稳定性好。

权利要求书
1.  一种利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统，其特征在于，包括：
电子通讯设备、信息收发模块、至少1个信息识别传输模块、通过基层网络连接的至少2个主控模块及存储控制程序序列的存储模块；
所述电子通讯设备与所述信息收发模块连接，所述电子通讯设备向所述信息收发模块发送控制指令；
所述信息收发模块与所述信息识别传输模块连接，所述信息收发模块接收所述控制指令，将所述控制指令发送至所述信息识别传输模块；
所述信息识别传输模块与所述主控模块连接，所述信息识别传输模块接收所述控制指令，对所述控制指令进行识别，将识别后的控制指令发送至所述主控模块；
所述主控模块与所述存储模块双向数据连接，所述主控模块接收所述识别后的控制指令，根据识别的控制指令从所述存储模块中提取与所述控制指令相匹配的控制程序序列，根据所述控制程序序列控制受控元件工作。

2.  根据权利要求1所述的利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统，其特征在于：
所述信息识别传输模块是1个，所有的所述主控模块与所述信息识别传输模块连接，所述信息识别传输模块与至少1个所述信息收发模块连接，每个所述信息收发模块与至少1个所述电子通讯设备连接。

3.  根据权利要求1所述的利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统，其特征在于：
所述信息识别传输模块和所述主控模块的个数相同，所述信息识别传输模块和所述主控模块一一对应连接，每个所述信息识别传输模块与至少1个所述信息收发模块连接，每个所述信息收发模块与至少1个所述电子通讯设备连接。

4.  根据权利要求1至3任一项所述的利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统，其特征在于，所述系统还包括：
信息验证模块，所述信息验证模块设置在所述信息收发模块和所述信息识别传输模块之间，接收来自所述信息收发模块的控制指令，对所述控制指令进行验证，以确定所述控制指令的准确性和完整性，将控制指令发送至所述信息识别传输模块。

5.  根据权利要求1至3任一项所述的利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统，其特征在于，所述系统还包括：
信息验证模块，所述信息验证模块设置在所述信息收发模块向所述信息识别传输模块单向传输数据的通道上；
所述信息识别传输模块接收所述信息收发模块发送的控制指令，将所述控制指令进行识别，将识别后的控制指令发送至所述主控模块及所述信息验证模块；
所述信息验证模块接收所述信息识别传输模块发送的控制指令，对所述控制指令进行验证，以确定所述控制指令的准确性和完整性。

6.  根据权利要求1至3任一项所述的利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统，其特征在于，所述系统还包括：
与所述受控元件并联并与每个所述主控模块连接的仿真模块，接收所述主控模块根据所述控制程序序列发出的控制指令，验证所述控制程序序列是否正确。

7.  根据权利要求1至3任一项所述的利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统，其特征在于，所述系统还包括：
与所述存储模块连接的备份模块，完成利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统的工作过程以及所述控制程序序列的备份。

8.  根据权利要求1至3任一项所述的分布式开环自动控制系统，其特征在于：
所述基层网络为通过光纤和/或双绞线连接的星型拓扑网络、环形拓扑网络或者混合拓扑网络。

9.  根据权利要求1至3任一项所述的利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统系统，其特征在于：
所述的电子通讯设备包括移动电话，掌上计算机，电子商务通或者笔记本电脑。

10.  一种利用电子通讯设备的分布式开环自动控制方法，其特征在于，包括：
对来自电子通讯设备的控制指令进行验证，以确定所述控制指令的准确性和完整性；
识别所述控制指令；
根据识别的控制指令提取与所述控制指令相匹配的控制程序序列；对所述控制程序序列进行验证，以确定所述控制程序序列的准确性；及根据所述控制程序序列控制受控元件工作。

说明书利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统及方法
技术领域
本发明涉及应用于工控领域的控制系统，特别涉及一种利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统及方法。
背景技术
在数字设备高速发展的今天，为了满足各种系统需要处理的数据量不断增大，系统控制愈趋复杂，需要系统间各个组件或者部件协同工作的能力越来越强，实时性越来越好，稳定性更强，故障率越来越低的要求，人们开发出了不同的控制系统。控制系统主要可以分为集中式控制系统和分布式控制系统。其中每个大类中也可以细分为人工控制系统与自动控制系统，开环控制系统与闭环控制系统等等，但是其中尤以分布式开环自动控制系统应用最为广泛，不仅是由于其相对于集中式控制系统更加优越的运行速度，更是由于其稳定性相比集中式控制系统更加优越。因此，在现今社会的方方面面都可以看到应用的分布式开环自动控制系统的。
例如公开号为“CN2906709”，名称为“基于现场总线的煤矿乳化液泵站分布式自动控制保护系统”的中国发明专利公开了一种基于现场总线的煤矿分布式煤矿乳化液泵站自动控制保护系统，它以设置在防爆控制箱内的可编程控制器作为主控器，变频器、压力传感器、温度传感器、液位传感器、电磁阀、触摸屏通过电缆连接总线，再通过链接器连接到可编程控制器，其特征是可编程控制器与若干个泵站相连，泵站由若干台乳化液泵构成，并采用上位工控机监控的乳化液泵站分布式自动控制保护系统，乳化液泵与变频器、调速电机相接，乳化液泵曲轴箱内设有温度传感器、压力传感器与液位传感器，乳化液泵的乳化液箱内设有液位传感器，且防爆控制箱设有触摸屏。本发明可以实现多个采煤工作面乳化液泵站的全自动监控控制，保障采煤工作面乳化液泵站的安全高效运转。
公开号为“CN101062593”，名称为“一种塑料吹塑机分布式自动控制系统”的中国发明专利申请公开了一种塑料吹塑机分布式自动控制系统，其特征在于：中心控制器分别与膜泡控制器，挤出、加热控制器，旋转、牵引控制器，内收卷控制器，外收卷控制器连接；在中心控制器与其它控制器之间连接人机介面，电脑终端；膜泡控制器与塑料吹塑机的冷却装置连接，挤出、加热控制器与塑料吹塑机的挤出机挤出量控制装置及机筒、模头温度控制器连接，旋转、牵引控制器与塑料吹塑机第一牵引，旋转牵引装置连接，内收卷控制器与塑料吹塑内收卷装置连接，外收卷控制器与塑料吹塑外收卷装置及第二牵引装置连接。本发明有效地克服了控制装置距离控制目标太远，所以信号传输易受干扰，影响控制精度的缺点，提高了对设备运行的精确度。
虽然以上的专利均公开了实际应用的分布式控制系统，但是它们均只能用于固定信息的应用，应用的领域过于狭窄，同时由于缺少“纠错单元”，使得整个分布式系统的稳定性不够。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种能广泛应用在不同工控领域内的利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统及方法。
根据本发明的一个方面，提供一种利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统，包括电子通讯设备、信息收发模块、至少1个信息识别传输模块、通过基层网络连接的至少2个主控模块及存储控制程序序列的存储模块；所述电子通讯设备与所述信息收发模块连接，所述电子通讯设备向所述信息收发模块发送控制指令；所述信息收发模块与所述信息识别传输模块连接，所述信息收发模块接收所述控制指令，将所述控制指令发送至所述信息识别传输模块；所述信息识别传输模块与所述主控模块连接，所述信息识别传输模块接收所述控制指令，对所述控制指令进行识别，将识别后的控制指令发送至所述主控模块；所述主控模块与所述存储模块双向数据连接，所述主控模块接收所述识别后的控制指令，根据识别的控制指令从所述存储模块中提取与所述控制指令相匹配的控制程序序列，根据所述控制程序序列控制受控元件工作。
所述信息识别传输模块是1个，所有的所述主控模块与所述信息识别传输模块连接，所述信息识别传输模块与至少1个所述信息收发模块连接，每个所述信息收发模块与至少1个所述电子通讯设备连接。
所述信息识别传输模块和所述主控模块的个数相同，所述信息识别传输模块和所述主控模块一一对应连接，每个所述信息识别传输模块与至少1个所述信息收发模块连接，每个所述信息收发模块与至少1个所述电子通讯设备连接。
所述系统还包括信息验证模块，所述信息验证模块设置在所述信息收发模块和所述信息识别传输模块之间，接收来自所述信息收发模块的控制指令，对所述控制指令进行验证，以确定所述控制指令的准确性和完整性，将控制指令发送至所述信息识别传输模块。
所述系统还包括信息验证模块，所述信息验证模块设置在所述信息收发模块向所述信息识别传输模块单向传输数据的通道上；所述信息识别传输模块接收所述信息收发模块发送的控制指令，将所述控制指令进行识别，将识别后的控制指令发送至所述主控模块及所述信息验证模块；
所述信息验证模块接收所述信息识别传输模块发送的控制指令，对所述控制指令进行验证，以确定所述控制指令的准确性和完整性。
所述系统还包括与所述受控元件并联并与每个所述主控模块连接的仿真模块，接收所述主控模块根据所述控制程序序列发出的控制指令，验证所述控制程序序列是否正确。
所述系统还包括与所述存储模块连接的备份模块，完成利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统的工作过程以及所述控制程序序列的备份。
所述基层网络为通过光纤和/或双绞线连接的星型拓扑网络、环形拓扑网络或者混合拓扑网络。
所述的电子通讯设备包括移动电话，掌上计算机，电子商务通或者笔记本电脑。
根据本发明的另一个方面，提供一种利用电子通讯设备的分布式开环自动控制方法，可包括：
对来自电子通讯设备的控制指令进行验证，以确定所述控制指令的准确性和完整性；
识别所述控制指令；
根据识别的控制指令提取与所述控制指令相匹配的控制程序序列；
对所述控制程序序列进行验证，以确定所述控制程序序列的准确性；及
根据所述控制程序序列控制受控元件工作。
本发明提供的利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统及方法，不仅能够广泛应用在不同工控领域，而且控制精确，工作稳定性好。
附图说明
图1是本发明第一实施例的结构框图；
图2是本发明第二实施例的结构框图；
图3是本发明第三实施例的结构框图；
图4是本发明第四实施例的结构框图；
图5是本发明第五实施例的结构框图；
图6是本发明实施例提供的利用电子通讯设备的分布式开环自动控制方法的流程示意图；
其中，1主控模块，2存储模块，3受控元件，4信息识别传输模块，5信息收发模块，6电子通讯设备，7信息验证模块，8仿真模块，9备份模块。
具体实施方式
图1是本发明利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统第一实施例的结构框图。该系统包括通过基层网络连接的多个主控模块1(具体设置个数，根据需要来确定)、与每个主控模块1分别对应双向数据连接的存储模块2、与每个主控模块1一一对应连接的受控元件3、一信息识别传输模块4、一信息收发模块5及多个电子通讯设备6(具体设置个数，根据需要来确定)。其中，多个主控模块1相互之间没有统属关系，它们可以两两之间直接连接，也可以通过其它主控模块1获得间接的连接关系。每个主控模块1分别与一存储模块2及一受控元件3连接。多个电子通讯设备6通过一信息收发模块5与信息识别传输模块4连接。信息收发模块5与电子通讯设备6有线/无线数据连通。信息识别传输模块4与所有的主控模块1连接，并向主控模块1传输控制指令以控制受控元件3。当然，本实施例中与信息识别传输模块4连接的信息收发模块5也可以是多个，每个信息收发模块5与一种电子通讯设备6对应，这样可以实现使用多种通讯设备6同时完成对本系统控制指令的发送。
本实施例提供的利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统的工作过程：首先通过电子通讯设备6向信息收发模块5发送一条能够被信息识别传输模块4唯一识别的控制指令。信息收发模块5接收该控制指令，将控制指令发送至信息识别传输模块4。信息识别传输模块4接收该控制指令，将该控制指令翻译为主控模块1能够识别的控制指令，并将翻译后的控制指令发送给主控模块1。主控模块1接收到控制指令后，通过主控模块1内存储的程序分析识别，识别后从存储模块2中提取相应的控制程序序列。主控模块1根据提取的控制程序序列控制受控元件3的工作。
本实施例可以实现单一通讯设备发送一条控制指令就完成对各种并联或者并发系统中各个部件(即受控元件)工作过程的单独控制，即使其中某个受控元件出现故障，也完全不会影响其它受控元件的工作过程，适合于具有并发的多个部件的系统的控制。
图2是本发明利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统第二实施例的结构框图。该系统包括通过基层网络连接的多个主控模块1(具体设置个数，根据需要来确定)、与每个主控模块1一一对应连接的存储模块2、与每个主控模块1一一对应连接的受控元件3、与每个主控模块1一一对应连接的信息识别传输模块4、多个信息收发模块5及多个电子通讯设备6。其中，多个主控模块1相互之间没有统属关系，它们可以两两之间直接连接，也可以通过其它主控模块1获得间接的连接关系。每个电子通讯设备6依次通过一信息收发模块5、一信息识别传输模块4与一主控模块1连接。每个主控模块1分别连接一个受控元件3及一个存储模块2。当然，本实施例中与一信息收发模块5连接的电子通讯设备6可以有多个，这样可以实现使用多种电子通讯设备6同时完成对一个信息识别传输模块4控制指令的发送。
本实施例可以实现单一电子通讯设备6发送一条控制指令完成对各种并联或者并发系统中单一部件即受控元件的工作过程的单独控制，也可以实现第一实施例中发送一条控制指令就能控制整个系统中不同部件的控制，这样即使其中某个受控元件出现故障，也完全不会影响其它受控元件的工作过程，适合于具有并发的多个部件的系统的控制。本实施例的具体工作过程与第一实施例的工作过程基本一致，不再赘述。
图3是本发明利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统第三实施例的结构框图。除包括图1所示的各个模块部件外，还包括信息验证模块7。信息验证模块7设置在信息识别传输模块4以及信息收发模块5之间，用以验证由信息收发模块5中接收到的控制指令的准确性以及完整性，这样能够保证上述信息识别传输模块4接收到的控制指令的完整以及准确，不会由其它信号对本系统的稳定性造成影响。当然，图2所示实施例中的信息收发模块5与信息识别传输模块之间也可以设置信息验证模块7，以保证上述信息识别传输模块4接收到的控制指令的完整以及准确。
图4是本发明利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统第四实施例的结构框图。本实施例则是在第三实施例的更加优选的实施方式，就是将信息验证模块7设置在信息收发模块5向信息识别传输模块4单向传输数据的通道上。这是由于在不同的系统中可能信息收发模块5与信息识别传输模块4之间具有双向连接通道，而为了节省本发明控制系统的整体反应时间，就不对该控制系统的反馈出的信号做进一步的校验了。这样在保证整个利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统的稳定性的同时，也提高了整个系统的工作效率。当然，图2所示实施例中的也可以将信息验证模块7设置在信息收发模块5向信息识别传输模块4单向传输数据的通道上。
图5是本发明利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统第四实施例的结构框图。单一的在接收控制信号的输入端防止整个系统的故障虽然能够一定程度的提高本发明分布式控制系统的整体稳定性，但是还可以进一步的设置有与主控模块1一一对应连接的仿真模块8。仿真模块8接收主控模块1的控制指令，可以先行运行一遍之后，从而产生确认信号以确定所发出的控制序列正确无误，这样就能够进一步的保证整个分布式控制系统的稳定性。为了防止意外事件的发生，本发明还采用备份模块9来完成整个分布式系统工作过程以及工作控制序列的备份。该备份模块9用于与每个上述的存储模块2连接，进行分布式系统工作过程以及工作控制序列的备份。
如图6所示，本发明实施例提供的利用电子通讯设备的分布式开环自动控制方法，可基于图1～5提供的利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统来实现包括：
步骤S1、电子通讯设备6通过有线或无线的方式向信息收发模块5发送控制指令。
步骤S2、信息收发模块5接收到控制指令后，将控制指令发送至信息验证模块7，信息验证模块7对控制指令进行验证，以确定所述控制指令的准确性和完整性。信息验证模块7对控制指令验证后，将控制指令发送至主控模块1。
步骤S3、主控模块1根据识别的控制指令从存储模块2中提取与控制指令相匹配的控制程序序列。
步骤S4、仿真模块8对控制程序序列进行验证，以确定控制程序序列的准确性。
步骤S5、主控模块1根据控制程序序列控制受控元件3工作。及
步骤S6、备份模块8对整个分布式系统工作过程以及工作控制序列进行备份。
以上实施例中的主控模块1之间的基层网络为通过光纤和/或双绞线连接的星型拓扑网络、环形拓扑网络或者混合拓扑网络。而且其它模块之间连接的介质也可以是不限于上述的光纤和/双绞线等。需要说明的是只要保证各个模块之间的数据能够畅通的传输的介质就为本发明可以在不同模块之间采用的连接介质。电子通讯设备6包括但是不限于移动电话，掌上计算机，电子商务通或者笔记本电脑，正如上述采用连接介质的种类一样，只要是能够发送电子信号的电子通讯设备均可以应用在本发明的技术方案中。主控模块1包括多个寄存器以及逻辑计算单元的中央处理单元，以及与该中央处理单元连接的数模/模数转换装置和收发装置。受控元件3是指所有工控领域内能够被采用在分布式控制系统中作为受控元件3的设备
通过本发明提供的利用电子通讯设备的分布式开环自动控制系统及方法，能够广泛应用在不同工控领域，控制精确高，工作稳定性好。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。