工业生产过程会根据不同的流程以及工艺选用不同规格类型的传感器,而不同传感器根据设计工艺以及原理会将不同的非电量转化为电量,最终以模拟或数字信号的形式传送给主控制器。传统的过程控制设备DCS、PLC的设计思路均是将分散的传感器信号先远程传输,再分类,最后根据不同的信号类型设计出对应的信号采集模块(下文中称为IO模块)。该类型IO模块的模式和所采集的数据类型不尽相同,且种类繁多。另由于该类型IO模块非控制的终端产品,且各个厂家考虑到设计和商业成本,不同IO模块虽然采集或控制同一种信号,但对上通讯均采用内部总线,这就使得这类型IO模块虽然控制或者采集同一类型信号,但是模块间不能通用,也无法兼容。随着国外和国内DCS系统的开放,以及现场总线FCS的发展,不同厂家为方便用户,也推出了自己的通讯协议转化模块,对外也支持标准协议。即使FCS能够解决DCS系统开放性问题,传统DCS长线传输和集中控制的问题仍然存在,部分老旧化工厂在系统更新或设备升级中均面临较大的成本和技术挑战;传统DCS设计的集中控制在一定程度上既是其优点也成为了限制其发展的客观因素。针对该问题,在一些小的应用场景,远程控制柜应运而生。远程控制柜很好的在成本、开放性和灵活性上找到了平衡,但由于远程传输和通讯协议的转化问题,使得远程控制柜在实时性和控制规模上很难满足大型化工现场的需求。本设计着眼于传统DCS的集中控制,以实际应用和客户需求为背景,设计出一款集AI(模拟量输入)、AO(模拟量输出)、DI(数字量输入)、DO(数字量输出)、PI(脉冲输入)、TC(热电偶输入)、RTD(热电阻输入)于一体的过程控制智能IO。该智能IO在通讯上继承FCS的开放性和远程控制柜的灵活性,物理层采用以太网总线,兼容光通讯,并且能够直接和DCS主控通讯。在彻底解决DCS布线维护问题的同时,保持系统的开放性、和灵活性,且控制实时性方面优于普通IO模块。