CN101847453B - 一种核电站生产过程回放的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种核电站生产过程回放的方法和系统，方法包括采集核电站生产系统的实时数据；对采集到的实时数据进行过滤、压缩和存储；接收回放请求，启动客户端，连接、加载历史数据库信息，加载主页面；获取请求画面在请求时间段内的历史数据；将获取的历史数据与请求画面同步；显示与数据同步的画面至用户。还涉及一种核电站生产过程回放的系统，包括数据采集单元、数据处理和存储单元、控制回放面板、启动加载单元、客户端、请求处理单元、同步处理单元、缓存单元。本发明可以随意调用任何时间段内的画面回放，可准确快速的分析故障，增加了机组安全运行的可靠系数，减少了事故分析和处理的人力成本、时间成本。

Description

一种核电站生产过程回放的方法和系统

技术领域

本发明涉及核电站数据存储和查看技术，更具体地说，涉及一种核电站生产过程回放的方法和系统。

背景技术

核电站的生产运行过程复杂，问题定位困难，而且往往一个简单的参数越限或者误操作，就会对机组产生一系列的影响从而造成机组事故。为了从事故现象中找出原因，准确定位故障点，目前的做法是对大量与之相关的数据进行分析，然而要分析的数据都必须从DCS(分布式控制系统DistributedControl System)上获取，必然增加了DCS的负担，不利于机组的安全运行。其次，DCS上的数据不能长久保存，保存一定时间后历史数据将消失，无法进行永久的档案保存，也不利于故障的分析和处理。而且传统的分析方法一般需要热工人员配合运行人员从大量运行数据中提取各个有意义的变量，通过打印和查看历史曲线和参数的方式进行分析比较，不仅占用人力、耗费时间、故障定位困难，而且因为事件过程无法复现，无法对其他生产和运行人员起到直观的培训和指导作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的占用人力、耗费时间、故障定位困难、不便于培训和指导生产人员的缺陷，提供一种核电站生产过程回放的方法和系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电站生产过程回放的方法，包括：

数据采集步骤：采集核电站生产系统的实时数据；

数据处理步骤：对采集到的实时数据进行过滤、压缩和存储；

接收请求步骤：接收回放请求，启动客户端，连接、加载历史数据库，加载主页面；所述回放请求包括请求时间段、请求画面；

请求处理步骤：获取请求画面在请求时间段内的历史数据；

同步处理步骤：将获取的历史数据与请求画面同步；

显示回放步骤：显示与数据同步的画面至用户。

在本发明所述的核电站生产过程回放的方法，还包括：

播放速率调整步骤：接收播放速率调整请求，并根据此请求对与数据同步的播放画面进行相应的速率调整。所述速率调整包括：正常播放、加速播放、暂停播放、停止播放、以及重新定位播放进度。

在本发明所述的核电站生产过程回放的方法，还包括：

请求新建画面窗体步骤：接收新建画面窗体的请求，加载主页面并自动启用当前播放画面的参数，进入请求处理步骤，当前播放画面和新建画面同步显示，所述参数包括请求时间段、当前的播放时间、播放速率。

在本发明所述的核电站生产过程回放的方法，还包括：

请求切换画面步骤：接收切换画面请求，再进入请求处理步骤，并保持先前播放画面的参数不变；所述参数包括切换时播放画面的请求时间段、播放时间、播放速率。

在本发明所述的核电站生产过程回放的方法，所述正常播放以1秒为单位，所述加速播放为多倍速播放；所述暂停播放可由其他速率调整请求解除，以继续播放画面或停止播放画面。

在本发明所述的核电站生产过程回放的方法，还包括：

数据缓存步骤：将获取的请求画面的请求时间段内的历史数据进行存储，再进入同步处理步骤。

在本发明所述的核电站生产过程回放的系统，包括：

数据采集单元，用于采集核电站生产系统的实时数据；

数据处理和存储单元：用于将数据采集单元采集到的实时数据进行过滤、压缩并存储至历史数据库；

控制回放面板，用于接收用户的回放请求，所述回放请求包括：请求时间段、请求画面；

启动加载单元，用于启动客户端，连接、加载历史数据库，加载主页面；

请求处理单元，用于从历史数据库中获取请求画面在请求时间段内的历史数据；

同步处理单元，用于将获取的历史数据与请求画面同步；

客户端，用于连接历史数据库，并显示与数据同步的请求画面。

在本发明所述的核电站生产过程回放的系统，控制回放面板，还用于接收新建画面窗体请求；

请求处理单元，还用于根据新建画面窗体的请求，加载主页面并自动启用当前播放画面的参数，从历史数据库中获取新建画面的历史数据；所述参数包括请求时间段、当前的播放时间、播放速率；

同步处理单元，还用于将获取的历史数据与新建画面同步，当前播放画面和新建画面同步显示。

在本发明所述的核电站生产过程回放的系统，控制回放面板，还用于接收播放速率调整请求；

同步处理单元，还用于根据播放速率调整请求对与数据同步的播放画面进行相应的速率调整；所述速率调整包括：正常播放、加速播放、暂停播放、停止播放、以及重新定位播放进度。

在本发明所述的核电站生产过程回放的系统，还包括缓存单元，该缓存单元用于存储从历史数据库中获取的请求画面在请求时间段内的历史数据，便于同步处理单元从缓存单元中循环获取历史数据并与画面同步；

控制回放面板，还用于接收切换画面请求；

请求处理单元，还用于根据切换画面请求，保持先前播放画面的参数不变，从历史数据库中获取切换画面的数据；所述参数包括切换时播放画面的请求时间段、播放时间、播放速率；

同步处理单元，还用于将获取的历史数据与切换画面同步。

实施本发明的一种核电站生产过程回放的方法和系统，具有以下有益效果：通过与DCS完全一致的监视画面，重现机组历史生产工况(包括所有相关的数据，例如参数、状态等)，用户可以方便的切换画面同时保持参数的同步一致；还可以同时新建多个画面，观看不同画面的数据变化。在历史数据库保存的历史数据中，可以随意调用任何时间段内的画面回放，彻底改变了以往分析事故和处理缺陷仅通过查看和打印历史曲线和参数的方式，而且更加直观和全面的展现了机组工况，提高了分析处理能力和反应速度。同时可以结合以往出现的特定工况来准确快速的分析故障，避免非计划停运，增加了机组安全运行的可靠系数，提高了设备运行的可靠性，减少了事故分析和处理的人力成本、时间成本。另外还可以利用本发明的技术方案针对运行人员进行事故培训和指导，提高运行人员的技术水平，使得缺陷被及早发现的可能性大大提高。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是依据本发明优选实施例的核电站生产过程回放方法的流程图；

图2是依据本发明优选实施例的核电站生产过程回放系统的结构示意图。

图3是依据本发明优选实施例的生产数据实时采集和数据处理步骤示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明通过实时的采集生产过程数据，并对采集的数据进行处理后存储在历史数据库中。历史数据库中存放有各个画面在过去所有时间点的历史数据，用户有回放需求时，选择需要查看回放的画面(即请求画面，本发明中将每个画面都设有一个特定的编号，用户只需选择其对应的编号即可)，选定需要查看的时间段(即请求时间段，时间单位为“秒”)，从历史数据库中调用该请求画面在该请求时间段的的历史数据，并将此数据与请求画面同步显示给用户。用户可以方便的切换画面，可以随意调用任何时间段内的画面回放，从而更加直观和全面的展现机组工况，同时可以结合以往出现的特定工况来准确快速的分析故障，还可以针对运行人员进行事故培训和指导，使得缺陷被及早发现的可能性大大提高。下面将对本发明的优选实施例进行详细阐述。

图1是依据本发明优选实施例的核电站生产过程回放方法的流程图。本发明的核电站生产过程回放方法涉及实时生产数据的获取、保存、图形组态、数据回放等，将核电厂历史数据通过画面的方式显示并回放，按以下步骤处理(其中步骤S1～S3是生产数据实时采集和数据处理步骤，在图3中详细示出)：

S1：由数据采集设备(如接口计算机)负责采集核电站生产系统的实时数据；

S2：将采集的实时数据进行过滤、压缩；

S3：将经过处理的数据存储至历史数据库202。

步骤S1中也可以将采集到的数据存储至实时数据库201，步骤S2定时对实时数据库201中的数据进行过滤、压缩，再进入步骤S3。

当用户有回放需求时，则进入步骤101，这里的回放请求包括请求时间段、请求画面；

随后进入步骤102、103、104：启动客户端，连接加载数据库(这里指历史数据库)，加载主页面(即请求画面窗口)；

随后进入步骤105：向历史数据库获取请求画面中所有点的请求时间段的历史数据；

然后进入步骤106：将从历史数据库获取的历史数据存储在缓存单元(可以是客户端的本地缓存)中；

再进入步骤107、108：从缓存单元中循环获取历史数据，并将获取的数据与请求画面同步；

最后进入步骤109，将与数据同步的画面显示给用户。用户通过控制面板实现画面和时间段的选择，客户端与历史数据库连接，使得能够从历史数据库中获取请求画面的历史数据，最后将请求画面与历史数据同步显示，供用户分析和定位问题。还可以通过操作控制面板实现画面的切换或新建。

在本发明的核电站生产过程回放方法中，用户在观看和分析画面的过程中，还可以进行多种操作。下面一一进行描述。

1)用户可以请求切换画面。在这种情况下，先进入步骤301，接收用户的切换画面的请求；然后再进入步骤105，向历史数据库获取请求切换画面中所有点的请求时间段的历史数据。在切换画面播放过程中，保持切换前播放画面的参数不变，参数包括切换前播放画面的请求时间段、当前的播放时间、播放速率等。

例如：若请求切换画面B时，当前正在播放A画面(请求画面)在2009年7月10日的14点05分30秒(播放时间)的画面显示，而A画面的请求时间段是14:00-16:00，播放速率处于正常状态(例如以1秒为单位)，那么切换画面B将从2009年7月10日的14点05分30秒开始播放，播放速率和播放时间段将与A画面一致。

2)用户可以请求新建画面窗体(即再开一个画面显示窗口)。在这种情况下，先进入步骤401，接收新建画面窗体的请求，然后进入步骤104，再加载另外一个主页面，并自动启用当前播放画面的参数，再进入步骤105，当前播放画面和新建画面同步显示，所述参数包括请求时间段、当前的播放时间、播放速率。

例如：若请求新建画面D时，当前正在播放C画面(请求画面)在2009年7月10日的10点05分30秒(播放时间)的画面显示，而C画面的请求时间段是10:00-12:00，播放速率处于正常状态(例如1秒为单位)，那么现在新建画面D将从2009年7月10日的10点05分30秒开始播放，播放速率和播放时间段将与A画面一致。

3)用户可以请求调整播放速率，调整有多种情况，例如加速播放、暂停播放、停止播放、正常播放、重新定位播放进度等。先进入步骤501，接收播放速率调整请求，若是加速播放、正常播放、重新定位播放进度的请求，则分别进入步骤5011、5012、5013，对与数据同步的播放画面进行相应的速率调整。若是暂停播放请求，则进入步骤5014，暂停播放与历史数据同步的画面。若是停止播放请求、则进入步骤5015，停止播放与历史数据同步的画面。

例如：若请求2倍速加速播放画面E时(这里的加速还可以为4倍速、8倍速等等)，当前的播放速率处于正常状态(如1秒为单位)，那么播放画面E加速调整后的播放速率以2秒为单位。若请求重新定位播放进度时，用户可以定位至任何感兴趣的时间点。

图2是依据本发明优选实施例的核电站生产过程回放系统的结构示意图。包括数据采集单元100、数据处理和存储单元200、控制回放面板300、启动加载单元400、客户端500、请求处理单元600、同步处理单元700、缓存单元800。数据采集单元100采集核电站生产系统的实时数据，由数据处理和存储单元200将此实时数据进行过滤、压缩并存储至历史数据库202；数据处理和存储单元200也可以先将采集到的数据存储在实时数据库201，并定时对实时数据库201中的数据进行过滤、压缩，再存储至历史数据库202。

当用户有回放需求时，操作控制回放面板300，选择请求时间段和请求画面；控制回放面板300接收到请求后，由启动加载单元400启动客户端500，连接、加载历史数据库信息202，并加载主页面；再由请求处理单元600根据请求画面和请求时间段从历史数据库202中获取请求画面在请求时间段内的历史数据，再由缓存单元800存储获取的历史数据，再由同步处理单元700将从缓存单元800中循环获取历史数据并与请求画面同步；最后由客户端500向用户显示与数据同步的请求画面。

控制回放面板300具有7种指令供用户选择，包括新建画面窗体、选择回放时间、用户可拖拽时间控制条、播放、加速、暂停、停止。

在本发明优选实施例中，用户还可以通过控制回放面板300请求新建画面窗体，请求处理单元600根据新建画面窗体的请求，加载主页面并自动默认与前一次过程回放相同的回放时间，即自动启用当前播放画面的参数，并从历史数据库202中获取所请求的新建画面的历史数据；这里所说的参数包括请求时间段、当前的播放时间、播放速率。由缓存单元800存储获取的历史数据，再由同步处理单元700从缓存单元800中循环获取历史数据并与新建画面同步，最后由客户端500向用户显示与数据同步的新建画面。当前播放画面和新建画面可同时由一个回放指令控制并同步显示，新建画面不影响当前播放画面，二者独立显示。

在本发明优选实施例中，用户还可以通过控制回放面板300接收请求调整播放速率；同步处理单元700根据播放速率调整请求对与数据同步的播放画面进行相应的速率调整；这里的速率调整包括：正常播放、加速播放、暂停播放、停止播放、以及重新定位播放进度。加速功能可使播放速率分别至2倍速、4倍速及8倍速等等。用户可以拖动时间进度条选择自己想要观看的时间位置。当用户暂停或停止生产过程的回放时，历史数据均要暂停并保持与画面的同步。

在本发明优选实施例中，当用户已经在一幅画面上使用控制回放功能的情况下，用户还可以通过控制回放面板300请求切换画面，请求处理单元600根据切换画面请求，保持先前播放画面的参数不变，从历史数据库202中获取切换画面的数据；这里的参数包括切换时播放画面的请求时间段、播放时间、播放速率。由缓存单元800存储获取的历史数据，再由同步处理单元700从缓存单元800中循环获取历史数据并与切换画面同步，最后由客户端500向用户显示与数据同步的切换画面。切换画面开始播放的时间点始于之前播放画面的时间点。例如，若需要播放切换画面A，而正在播放的画面B当前播放的时间点是12点10分30秒，则切换画面A从12点10分30秒开始播放，播放时间段和播放速率不改变，与被切换的画面B的参数一致。

本发明提出的核电站生产过程回放的方法和系统，具有以下有益效果：通过与DCS完全一致的监视画面，重现机组历史生产工况(包括所有相关的数据，例如参数、状态等)，用户可以方便的切换画面同时保持参数的同步一致，在历史数据库保存的历史数据中，可以随意调用任何时间段内的画面回放，彻底改变了以往分析事故和处理缺陷仅通过查看和打印历史曲线和参数的方式，而且更加直观和全面的展现了机组工况，提高了分析处理能力和反应速度，同时可以结合以往出现的特定工况来准确快速的分析故障，避免非计划停运，增加了机组安全运行的可靠系数，提高了设备运行的可靠性，减少了事故分析和处理的人力成本、时间成本。另外还可以利用本发明的技术方案针对运行人员进行事故培训和指导，提高运行人员的技术水平，使得缺陷被及早发现的可能性大大提高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种核电站生产过程回放的方法，其特征在于，包括：

数据采集步骤：采集核电站生产系统的实时数据；

数据处理步骤：对采集到的所述实时数据进行过滤、压缩并存储至历史数据库（202）；

接收请求步骤：接收回放请求，启动客户端（500），连接、加载所述历史数据库（202），加载主页面；所述回放请求包括请求时间段、请求画面；所述请求画面为与DCS完全一致的监视画面；

请求处理步骤：向所述历史数据库（202）获取所述请求画面中所有点在请求时间段内的历史数据；

数据缓存步骤：将获取的所述请求画面在请求时间段内的所述历史数据进行存储；

同步处理步骤：将获取的所述历史数据与所述请求画面同步；

显示回放步骤：显示与所述历史数据同步的所述请求画面至用户。

2.根据权利要求1所述的一种核电站生产过程回放的方法，其特征在于，还包括：

播放速率调整步骤：接收播放速率调整请求，并根据此请求对与数据同步的播放画面进行相应的速率调整，所述速率调整包括正常播放、加速播放、暂停播放、停止播放、以及重新定位播放进度。

3.根据权利要求1所述的一种核电站生产过程回放的方法，其特征在于，还包括：

请求新建画面窗体步骤：接收新建画面窗体的请求，加载主页面并自动启用当前播放画面的参数，进入请求处理步骤，当前播放画面和新建画面同步显示，所述参数包括请求时间段、当前的播放时间、播放速率。

4.根据权利要求1所述的一种核电站生产过程回放的方法，其特征在于，还包括：

请求切换画面步骤：接收切换画面请求，再进入请求处理步骤，并保持先前播放画面的参数不变；所述参数包括切换时播放画面的请求时间段、播放时间、播放速率。

5.根据权利要求2所述的一种核电站生产过程回放的方法，其特征在于，所述正常播放以1秒为单位，所述加速播放为多倍速播放；所述暂停播放可由其他速率调整请求解除，以继续播放画面或停止播放画面。

6.一种核电站生产过程回放的系统，其特征在于，包括：

数据采集单元（100），用于采集核电站生产系统的实时数据；

数据处理和存储单元（200），用于将所述数据采集单元（100）采集到的所述实时数据进行过滤、压缩并存储至历史数据库（202）；

控制回放面板（300），用于接收用户的回放请求，所述回放请求包括请求时间段、请求画面；所述请求画面为与DCS完全一致的监视画面；

启动加载单元（400），用于启动客户端（500），连接、加载所述历史数据库（202），加载主页面；

请求处理单元（600），用于从所述历史数据库（202）中获取所述请求画面在请求时间段内的所述历史数据；

同步处理单元（700），用于将获取的所述历史数据与所述请求画面同步；

缓存单元（800），用于存储从所述历史数据库（202）中获取的所述请求画面在请求时间段内的所述历史数据，便于所述同步处理单元（700）从所述缓存单元（800）中循环获取所述历史数据并与所述请求画面同步；

所述客户端（500），用于连接所述历史数据库（202），并显示与所述历史数据同步的所述请求画面。

7.根据权利要求6所述的一种核电站生产过程回放的系统，其特征在于，

所述控制回放面板（300），还用于接收新建画面窗体请求；

所述请求处理单元（600），还用于根据所述新建画面窗体请求，加载主页面并自动启用当前播放画面的参数，从所述历史数据库（202）中获取新建画面的历史数据；所述参数包括请求时间段、当前的播放时间、播放速率；

所述同步处理单元（700），还用于将获取的所述历史数据与新建画面同步，当前播放画面和新建画面同步显示。

8.根据权利要求6所述的一种核电站生产过程回放的系统，其特征在于，

所述控制回放面板（300），还用于接收播放速率调整请求；

所述同步处理单元（700），还用于根据所述播放速率调整请求对与数据同步的播放画面进行相应的速率调整；所述速率调整包括正常播放、加速播放、暂停播放、停止播放、以及重新定位播放进度。

9.根据权利要求6所述的一种核电站生产过程回放的系统，其特征在于，所述控制回放面板（300），还用于接收切换画面请求；

所述请求处理单元（600），还用于根据所述切换画面请求，保持先前播放画面的参数不变，从所述历史数据库（202）中获取切换画面的历史数据；所述参数包括切换时播放画面的请求时间段、播放时间、播放速率；

所述同步处理单元（700），还用于将获取的所述历史数据与切换画面同步。

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