CN101477342A - 一种面向采集设备类型的分区间数据采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种面向采集设备类型的分区间数据采集方法，具体的说是一种自动化实时监控系统中涉及采集现场不同设备类型的数据的方法；其通过一个越界检查组件，检测各个设备通讯组件访问实时数据库的情况，确保访问不越界；通过一个状态检测组件检查各个设备通讯组件的运行情况，并实时的通知中央调度系统，中央调度系统对所述各设备通讯组件的状态转换进行调度。其优点是，各交流平台之间可以按区间实现完全的数据采集；且各区间完全区隔，不论是通讯协议不完善，还是通讯协议的实现不佳，通讯不流畅，或者设备运行不理想，都不会影响全局，最大限度实现了最大范围的监控；提高了监控系统的健壮性和用户的工作效率。

Description

一种面向采集设备类型的分区间数据采集方法

技术领域

本发明涉及一种面向采集设备类型的分区间数据采集方法，具体的说是一种自动化实时监控系统中涉及采集现场不同设备类型的数据的方法。

背景技术

自动化监控系统在国内外的发展已有几十年的历史，目前对自动化尤其是电力电气设备自动化的成为工业用户的必然选择，面对面前如此巨大的市场，国内外各大厂家为此投入了巨额的资金、技术与人才，迫切希望在此市场中占据一定的份额。自动化现场采集设备种类越来越多，这给上层监控软件，尤其是数据采集软件的开发和维护带来了很大的挑战。

在这种情况下，如何有效的对这些数据进行采集，而且确保一种类型或一个设备采集数据的异常不影响到其他设备或设备类型的采集，是摆在从事监控系统的科技技术人员面前的一个问题。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种面向采集设备类型的分区间数据采集方法。

按照本发明提供的技术方案，一种面向采集设备类型的分区间数据采集方法，通过以下步骤实现：

步骤1：为每种类型的设备提供一片独立的后台实时数据库区间。

步骤2：通过中央调度系统自动判断所有设备类型，并确定每种设备类型所属的区间的序号。

步骤3：所述中央调度系统自动在所述各个区间内分别启动一个设备通讯组件。

步骤4：所述设备通讯组件自动加载及初始化设备类型对应的设备驱动库。

步骤5：所述设备通讯组件自动调度所述设备驱动库，进行数据采集。

步骤6：所述中央调度系统监控各个区间内的设备通讯组件，一旦发现某个设备通讯组件处于异常情况时，中央调度系统将自动停止该区间的设备通讯组件的运行，报警后重新进行步骤3。

所述异常情况包括越界、停止运转、僵死、挂起、CPU超高、MEM超高。

所述某个设备通讯组件发生异常情况时，所述中央调度系统将其与其它设备通讯组件自动隔离，以确保系统的最大监控范围。

所述数据采集方法通过一个越界检查组件，检测各个设备通讯组件访问实时数据库的情况，确保访问不越界。

所述数据采集方法通过一个状态检测组件检查各个设备通讯组件的运行情况，并实时的通知中央调度系统，中央调度系统对所述各设备通讯组件的状态转换进行调度。

木发明与已有技术相比具有以下优点：各交流平台之间可以按区间实现完全的数据采集；而且各个区间完全区隔，不论是通讯协议不完善，还是通讯协议的实现不佳，通讯不流畅，或者设备运行不理想，都不会像现有技术实现的数据采集那样影响全局，最大限度实现了最大范围的监控；提高了监控系统的健壮性和用户的工作效率。

附图说明

图1为数据采集系统的结构示意图。

图2是设备通讯组件的状态转换图。

图3是设备通讯组件运行的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，中央调度系统自动发现所有设备通讯组件(设备通讯组件1，设备通讯组件2，…，设备通讯组件n)，并管理所有设备通讯组件，负责所有设备通讯组件的生命周期，包含设备通讯组件的加载、状态切换、卸载等。实时数据库作为中央调度系统以及设备通讯组件的存储介质，为每个设备通讯组件分配有特定范围的区间，通过越界检测组件和状态检测组件，每个设备通讯组件都不能访问越过本组件对应的区间，可以有效的将故障范围限制的一定的区间内。

本发明所述的方法通过以下步骤实现，

步骤1：为每种类型的设备提供一片独立的后台实时数据库区间。

步骤2：通过中央调度系统自动判断所有设备类型，并确定每种设备类型所属的区间的序号。

步骤3：所述中央调度系统自动在所述各个区间内分别启动一个设备通讯组件。

步骤4：所述设备通讯组件自动加载及初始化设备类型对应的设备驱动库。

步骤5：所述设备通讯组件自动调度所述设备驱动库，进行数据采集。

步骤6：所述中央调度系统监控各个区间内的设备通讯组件，一旦发现某个设备通讯组件处于异常情况时，中央调度系统将自动停止该区间的设备通讯组件的运行，报警后重新进行步骤3。

在步骤1中，利用后台实时数据库提供的事件驱动接口，中央调度系统为每种设备提供一片独立的实时库区间；同时初始化这些独立的实时库区间；同时还启动一个区间监控组件，区间监控组件监视各个设备通讯组件访问实时数据库的函数，尤其是内存地址越界这种异常情况，一旦发现这些超越区间的情况发生，不仅屏蔽函数的访问，而且通知中央调度系统，告知某设备通讯组件发生访问越界，中央调度系统将控制对应的设备通讯组件的状态由“正常运行状态”调整为“停止”，并随后重新初始化该设备通讯组件，重新开始运行。如果发生持续越界(1天超过3次)，中央调度系统将产生系统橙色报警，通知用户；如果发生频繁越界(1小时超过3次)，系统将产生系统红色报警，并停止该设备通讯组件的运行。

为确保实时数据库空间越界的检测，实时数据库提供的结构函数不再以显式的指针方式提供，代之以装置区间号，IED号，点类型，点号来访问。访问地址由实时数据库自身根据这些参数直接计算对应的地址，方便检测设备通讯组件快速发现越界事项。所述IED意为智能设备装置，所述点类型是指某个数据的类型，所述点号是指数据点的序号。

实时库提供的函数主要是两类，一类用于设备通讯组件访问实时数据库，这类函数没有区间限制，如果权限允许的话，设备通讯组件可以自由的在整个实时库空间类遨游，这类函数用于设备通讯组件获取自身需要的信息，如本设备通讯组件需要管理的IED数量，本设备通讯组件管理IED(智能设备装置)的类型和相关参数，以及其他设备通讯组件发送过来的命令等等；另一类用于设备通讯组件采集所管理IED的数据，主要的AI数据(即模拟量数据)、DI数据(即数字量数据)等等，这些函数是区间控制的关键，也是最容易引起越界的地方，引起越界的原因多种多样，主要包含如下几种：

1、设备通讯组件程序出错了，引起了访问紊乱。

2、与IED通讯中，受到通讯干扰，数据出现紊乱，但通过系统校验，点数超越了系统原分配的点数量。

3、IED运行出错。

在步骤2、3、4中，中央调度系统自动根据系统的要求，自动发现所有的设备通讯组件，并按照图2的设备通讯组件状态转换图启动各个组件，严格的将各个组件绑定在对应的实时数据库的区间上。

在步骤5中，各个设备通讯组件根据系统的配置，驱动系统的通讯库，通过网络或串口等，利用特定的通讯协议与IED装置通讯，首先访问实时数据库，如果有其他设备通讯组件发送给对应IED的命令，如果存在对应的命令，就先发送这些命令，并将命令返回的结果利用实时数据库的接口通知其他的设备通讯组件。没有命令时，根据相应IED设备类型的特点，按特定节奏访问IED的AI点、AO点、DI点、DO点，并将访问结果利用实时数据库的接口存储在实时数据库中，其他的设备通讯组件如人机界面(HMI)就可以通过实时数据库进行访问了。只要没有收到中央调度系统的停止运行指令，设备通讯组件就一直不停的循环运行。

图3是一个典型的访问逻辑图，对应不同类型的设备类型其访问逻辑是不一样的。就图3所示的访问逻辑而言，设备通讯组件先查看是否有命令下发，如果有，优先下发命令，如果没有，就先访问1遍DI/DO点(即数字量输入/输出点)，再访问3遍AI/AO点(即模拟量输入/输出点)，紧接着会再次访问实时库，查询是否有命令，周而复始。

在步骤6中，中央调度系统监控各个区间内的设备通讯组件，一旦发现某个设备通讯组件处于停止运转，僵死，挂起，CPU超高，MEM超高等各种异常情况时，中央调度将自动停止该区间的设备通讯组件的运行，报警后重新初始化该区间。设备通讯组件这些状态都是在图3标识的逻辑运行过程中产生的，程序处理不好会存在一些情况导致设备通讯组件进入到异常运行状态，如CPU过高、占用MEM过高、设备不切换等，中央调度系统将不断的监控这些设备通讯组件的运行情况，一旦发生异常，将按确定逻辑进行处理，确保系统缺陷范围不扩散，不越界。

本发明主要特点体现在以一个越界检查组件，高效的检测各个设备通讯组件访问实时数据库的情况，确保访问不越界。同时以一个检测设备通讯的状态检测组件，检查各个设备通讯组件的运行情况，并实时的通知中央调度系统，中央调度系统根据图2标识的状态转换图，对这些设备通讯组件进行调度。

本系统启动时，实时库必须先加载，随后运行中央调度系统，中央调度系统初始化完毕后，会自动加载越界检查组件和状态检测组件，然后自动发现系统中需要运行的设备通讯组件。每个设备通讯组件，独立的与所管辖的IED智能设备进行通讯，并将结果存储到实时数据库中。

本发明中的每一个设备通讯组件都是一个标准的组件对象，它们都可以通过中央调度系统来管理它们的生命周期；每个设备通讯组件都有一个独立ID(标识码)表示其身份。所述标识码在系统中是唯一的，一旦标识码被分配给某个组件，其它组件就不能使用，除非该组件被重新安装。标识码一旦分配就不能更改，包括组件更新时。

如图2所示，每个设备通讯组件都必须是下列状态之一：

1、未装载：

设备通讯组件尚未被转载状态，以静态的方式存在于磁盘上的状态，此时中央调度系统可以进行的操作是转载组件，并使组件进入就绪状态。

2、就绪：

设备通讯组件被中央调度系统转载完毕，并自动初始化完毕，可以被中央调度系统调度进入正常运行状态。

3、正常运行：

设备通讯组件进入启动状态，启动属性被激活，组件自主的与IED终端进行通讯，自主管理通道的打开、通讯与关闭，自主的进行协议的解码与编码。

4、异常运行：

由两个独立的组件(越界检测组件和状态检测组件)推动设备通讯组件进入异常运行状态，一旦被中央调度系统确认，将会被强制终止设备通讯组件的运行，到达停止状态。

5、停止：

在两种情况下，设备通讯组件会进入停止状态，一种是组件运行发生异常，中央调度系统收到越界检测组件和状态检测组件的通知；另一种是中央调度系统本身需要退出时，会首先将设备通讯组件状态全部停止。属于前一种情况时，中央调度组件会重新初始化设备通讯组件，确保设备通讯组件重新进入正常运行状态。

Claims (5)

1、一种面向采集设备类型的分区间数据采集方法，其特征是：所述方法通过以下步骤实现，

步骤1：为每种类型的设备提供一片独立的后台实时数据库区间；

步骤2：通过中央调度系统自动判断所有设备类型，并确定每种设备类型所属的区间的序号；

步骤3：所述中央调度系统自动在所述各个区间内分别启动一个设备通讯组件；

步骤4：所述设备通讯组件自动加载及初始化设备类型对应的设备驱动库；

步骤5：所述设备通讯组件自动调度所述设备驱动库，进行数据采集；

步骤6：所述中央调度系统监控各个区间内的设备通讯组件，一旦发现某个设备通讯组件处于异常情况时，中央调度系统将自动停止该区间的设备通讯组件的运行，报警后重新进行步骤3。

2、根据权利要求1所述的面向采集设备类型的分区间数据采集方法，其特征在于，所述异常情况包括越界、停止运转、僵死、挂起、CPU超高、MEM超高。

3、根据权利要求1所述的面向采集设备类型的分区间数据采集方法，其特征在于，所述某个设备通讯组件发生异常情况时，所述中央调度系统将其与其它设备通讯组件自动隔离，以确保系统的最大监控范围。

4、根据权利要求1所述的面向采集设备类型的分区间数据采集方法，其特征在于，所述数据采集方法通过一个越界检查组件，检测各个设备通讯组件访问实时数据库的情况，确保访问不越界。

5、根据权利要求1所述的面向采集设备类型的分区间数据采集方法，其特征在于，所述数据采集方法通过一个状态检测组件检查各个设备通讯组件的运行情况，并实时的通知中央调度系统，中央调度系统对所述各设备通讯组件的状态转换进行调度。

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