CN102044308B - 一种用于核电厂dcs实时数据的采集方法及系统 - Google Patents

一种用于核电厂dcs实时数据的采集方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于核电厂DCS实时数据的采集方法及系统,该方法包括:读取步骤S1,读取配置点文件中的在线配置点,并对所述在线配置点需要的数据进行分类;判断步骤S2,判断所述在线配置点是否有变化,若有变化,修改所述配置点文件中的在线配置点的属性,并在所述配置点文件中增加版本标识;请求步骤S3,向核电厂DCS发送请求,并将修改后的在线配置点的信息发送至核电厂DCS;采集步骤S4,依据所述在线配置点需要的数据的类别,分别采集与所述在线配置点相关联的DCS数据。本发明从整个核电厂DCS的设计角度考虑其功能,能向第三方系统大规模提供数据,实现在线配置功能。

Description

一种用于核电厂DCS实时数据的采集方法及系统
技术领域
本发明涉及核电技术领域,更具体地说,涉及一种用于核电厂DCS实时数据的采集方法及系统。
背景技术
随着数字化技术的发展,火电厂已不再局限于只在控制室进行电厂机组运行状态的监视,还可将火电厂分布式控制系统(Distributed ControlSystem,简称为DCS)的数据通过信息监控系统(Supervisory InformationSystem,简称为SIS)采集出来,经处理后在办公网络系统中显示出来,以供监控人员进行分析。
同时,核电厂的DCS也在最近几年开始实施,但是,由于核电厂和火电厂的规范标准不同,火电厂DCS可向外提供的数据点大约有1-2万个,核电DCS可向外提供的数据点达到3-4万,于是,火电厂DCS不能直接移植到核电厂DCS上。另外,核电厂DCS的相关数据被采集到第三方系统时,数据量特别大,对安全性要求非常高,于是在核电厂DCS向外提供数据时,要考虑到DCS网络、计算服务器等各种因素,导致核电厂DCS向第三方系统提供数据的技术指标远远低于SIS在核电厂应用所需要的数据点量。
目前核电厂DCS的指标是1万点/秒,即,在1秒钟内将1万个数据点的刷新值传递到第三方系统。而核电SIS系统所需点量其实为2-3万,并且通常DCS向第三方系统提供数据时,只提供一个接口,如果需要修改通讯点,就必须将通讯断掉,或者通讯电缆断开的情况下,然而,在中断期间内,DCS的生产数据会丢失。
如图1所示,是现有的核电厂DCS实时数据的采集方法的流程图,具体如下:
步骤S0’:开始;
步骤S1’:第三方系统与核电厂DCS之间建立通讯连接;
步骤S2’:判断第三方系统与核电厂DCS的连接状况,若程序连接正确,进入步骤S3’,若程序连接错误,进入步骤S6’;
步骤S3’:第三方系统向核电厂DCS发出数据请求,若请求成功,进入步骤S4’,若请求失败,进入步骤S6’;
步骤S4’:第三方系统将所需要的数据值的点名字信息发送至核电厂DCS,进入步骤S5’;
步骤S5’:核电厂DCS接收到第三方系统需请求的点名后,将点名的数值信息打包,返回至第三方系统,同时进行数据的解析与存储工作,存储成功后继续发送数据请求,如果不成功,进入步骤S6;
步骤S6’:程序中断且退出。
可见,现有的核电厂DCS实时数据的采集方法,没有从整个核电厂DCS的设计角度考虑其功能,只是作为一个辅助功能,不能向第三方系统大规模提供数据,即在正常通讯技术指标下,不能满足第三方系统需要的数据点量大于核电厂DCS所能提供的数据点的情况。
于是,迫切需要一种能克服上述问题的用于核电厂DCS实时数据的采集方法及系统。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述现有的核电厂DCS不能向第三方系统大规模提供数据的缺陷,提供一种用于核电厂DCS实时数据的采集方法及系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是:构造一种用于核电厂DCS实时数据的采集方法,包括:
读取步骤S1:读取配置点文件中的在线配置点,并对所述在线配置点需要的数据进行分类;
判断步骤S2:判断所述在线配置点是否有变化,若有变化,修改所述配置点文件中的在线配置点的属性,并在所述配置点文件中增加版本标识;
请求步骤S3:向核电厂DCS发送请求,并将修改后的在线配置点的信息发送至核电厂DCS;
采集步骤S4:依据所述在线配置点需要的数据的类别,分别采集与所述在线配置点相关联的DCS数据。
上述本发明所述的采集方法,还包括:
解析及存储步骤:解析所述DCS数据,并进行存储;
储存历史数据步骤:存储一定时间段内的历史DCS数据;
中断及退出步骤:程序中断且退出。
上述本发明所述的采集方法,在所述判断步骤S2中,在判断出所述在线配置点没有变化时,直接读取与所述在线配置点相关联的DCS数据。
上述本发明所述的采集方法,在所述判断步骤S2中,修改所述配置点文件中的在线配置点的属性的操作为:
直接修改所述配置点文件;
或者,通过用户界面修改所述在线配置点的优先级、增加或删除所述在线配置点。
上述本发明所述的采集方法,在所述储存历史数据步骤中,存储从第一次程序中断至下一次所述读取步骤S1启动之间这一时间段内的历史DCS数据。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是:构造一种用于核电厂DCS实时数据的采集系统,包括:
读取单元:读取配置点文件中的在线配置点,并对所述在线配置点需要的数据进行分类;
判断单元:判断所述在线配置点是否有变化,若有变化,修改所述配置点文件中的在线配置点的属性,并在所述配置点文件中增加版本标识;
请求单元:向核电厂DCS发送请求,并将修改后的在线配置点的信息发送至核电厂DCS;
采集单元:依据所述在线配置点的类别,分别采集与所述在线配置点相关联的DCS数据。
上述本发明所述的采集系统,还包括:
解析及存储单元:解析所述DCS数据,并进行存储;
储存历史数据单元:存储一定时间段内的历史DCS数据;
中断及退出单元:程序中断且退出。
上述本发明所述的采集系统,在所述判断单元中,在判断出所述在线配置点没有变化时,直接读取与所述在线配置点相关联的DCS数据。
上述本发明所述的采集系统,在所述判断单元中,修改所述配置点文件中的在线配置点的属性的操作为:
直接修改所述配置点文件;
或者,通过用户界面修改所述在线配置点的优先级、增加或删除所述在线配置点。
上述本发明所述的采集系统,在所述储存历史数据单元中,存储从第一次程序中断至下一次所述读取单元启动之间这一时间段内的历史DCS数据。
实施本发明的用于核电厂DCS实时数据的采集方法及系统,具有以下有益效果:从整个核电厂DCS的设计角度考虑其功能,能向第三方系统大规模提供数据,即在正常通讯技术指标下,能满足第三方系统需要的数据点量大于核电厂DCS所能提供的数据点的情况。
另外,在通讯不中断的情况下,可通过修改第三方系统向核电厂DCS获取数据点的数量,实现在线配置功能;
另外,可获得历史数据,即在通讯中断情况下,可以利用历史数据弥补通讯中断期间的数据丢失问题,且实现了不同频率数据点的采集。
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是现有的核电厂DCS实时数据的采集方法的流程图;
图2是本发明中用于核电厂DCS实时数据的采集方法一优选实施例的流程图;
图3是本发明中用于核电厂DCS实时数据的采集系统一优选实施例的方框图。
具体实施方式
如图2所示,是本发明中用于核电厂DCS实时数据的采集方法一优选实施例的流程图。本实施例中,优选地,软件运行平台采用为windows操作系统,
运行计算机最低配置为pentiem2233MHz、128MB RAM和1.5GB可用硬盘空间。
本用于核电厂DCS实时数据的采集方法可直接使用在第三方系统上,控制第三方系统进行数据采集,该采集方法包括:
开始步骤S0;
读取步骤S1:读取配置点文件中的在线配置点,并对所述在线配置点需要的数据进行分类;
上述读取步骤S1的具体实施过程如下所述:
启动时首先读取在线配置点,读取在线配置点是为了知道哪些数据点需要获取数据。如果核电厂DCS最大提供数据能力为1万点/秒,也就是说1秒钟内可以处理1万点。由于DCS数据分为模拟量与逻辑量,模拟量是一个变化比较频繁的数字,在核电厂中用来表示液位、流量等数据,例如12.3425,而逻辑量只有0/1变化,在核电厂中用来表示阀门的开/关,泵的启/停。从数据的分类,我们可以了解到逻辑量在核电厂中变化的频率是很小的,因为任何设备都不可能频繁启/停或开/关。当需要获取的数据大于1万点,如2万点时,可将数据分解为1秒5000点,2秒5000点,5秒10000点,我们通过计算可得到5000点/1秒+5000点/2秒+10000点/5秒=9500点/秒,通过上述对DCS数据的分类,2万数据点在5秒内可至少可以获得一次。可见,通过科学的分类,将DCS数据分为模拟量与逻辑量,并结合对实时数据的应用需求,在需要获取的数据量大于DCS数据的提供能力时,可以通过上述方法获取更多数据。
判断步骤S2:判断所述在线配置点是否有变化(如步骤S21所示),若有变化,修改所述配置点文件中的在线配置点的属性,并在所述配置点文件中增加版本标识(如步骤S22所示);
上述判断步骤S2的具体实施过程如下所述:判断在线配置点是否有变化,在默认情况下,程序第一次启动认为数据是有变化的,在程序运行过程中这里可以进行数据的修改,数据存在配置点文件中,并在配置点文件中增加版本标识,每次修改数据时均需修改版本标识。程序根据上一次的版本标识,与这一次的版本标识比较,当两者一致时数据点没有被修改,不一致时重新读取所请求的数据。此处,修改所述配置点文件中的在线配置点的属性,主要是修改数据的优先级(1、2、5秒)和增加、删除在线配置点。
请求步骤S3:向核电厂DCS发送请求,并将修改后的在线配置点的信息发送至核电厂DCS;
上述请求步骤S3的具体实施过程如下所述:要向核电厂DCS获取数据,就必须将哪些点要获取数据告诉核电厂DCS,所以在这里发送需要获得数据的点信息到核电厂DCS。如果在线配置点没有被修改,那就不需要发送数据点请求,默认按照上一次的请求的数据点直接读取数据。当在线配置点被修改后,就需要发送数据请求,告诉核电厂DCS请求数据发生了变化,按照最新的数据请求点返回数据。
采集步骤S4:依据所述在线配置点需要的数据的类别,分别采集与所述在线配置点相关联的DCS数据;
上述采集步骤S4的具体实施过程如下所述:接收所请求的数据点,依据上述读取步骤S1中所述在线配置点需要的数据的类别,采集与所述在线配置点相关联的DCS数据。
解析及存储步骤S5:解析所述DCS数据,并进行存储;
上述解析及存储步骤S5的具体实施过程如下所述:将接收来的数据进行解析,按照被存入的数据库或文件格式进行处理。
储存历史数据步骤S6:存储一定时间段内的历史DCS数据;
上述储存历史数据步骤S6的具体实施过程如下所述:通过FTP功能或其它通讯程序,获得上一次程序中断及退出步骤S7至这一次程序开始启动期间的历史数据。在这里需要判断上一次程序的中断时间,这个时间可以根据机器上已有历史文件的日期来判断,也可以根据程序中断时自动写入的中断时间判断。
中断及退出步骤S7:程序中断且退出。
上述中断及退出步骤S7的具体实施过程如下所述:
进一步地,在所述判断步骤S2中,在判断出所述在线配置点没有变化时,直接读取与所述在线配置点相关联的DCS数据。
进一步地,在所述判断步骤S2中,修改所述配置点文件中的在线配置点的属性的操作包括以下两种情况:
第一种,直接修改所述配置点文件;
第二种,通过用户界面修改所述在线配置点的优先级、增加或删除所述在线配置点。
进一步地,在所述储存历史数据步骤S6中,存储从第一次程序中断至下一次所述读取步骤S1启动之间这一时间段内的历史DCS数据。
进一步地,在所述采集步骤S4中,采集频率可为1秒/次、2秒/次、3秒/次或其它。
进一步,在储存历史数据步骤S6中,将获得的历史数据进行解析,这里的历史数据是核电厂DCS的所有历史数据,其包括了所请求的所有数据点,且将数据的采集周期分为了1秒、2秒、5秒。储存历史数据步骤S6中的历史数据是原始DCS数据,数据存储周期与核电厂DCS是一致的。优选地,历史数据的获取是10分钟一次。
解析及存储步骤S5、储存历史数据步骤S6中数据解析与存储之后的数据,都存入了同一数据库或文件中,可实时相互补充存储的数据,将解析及存储步骤S5中按2秒/次、5秒/次存储的数据都弥补为1秒/次。
第一,从整个核电厂DCS的设计角度考虑其功能,能向第三方系统大规模提供数据,即在正常通讯技术指标下,将数据点分为了1秒/次、2秒/次、5秒/次或其它不同区间数据点,能满足第三方系统需要的数据点量大于核电厂DCS所能提供的数据点的情况;
第二,在通讯不中断的情况下,可通过修改第三方系统向核电厂DCS获取数据点的数量,在程序中数据点有更新时可重新发送新的数据点请求,实现在线配置功能;
第三,可获得历史数据,即在通讯中断情况下,储存历史数据步骤S6可以获得自上次程序中断到这次程序启动期间的DCS历史数据,可以利用历史数据弥补通讯中断期间的数据丢失问题;。
第四,实现了不同频率数据点的采集,数据采集频率由1秒/次,增加为1秒/次、2秒/次、5秒/次或其它多种。
如图3所示,是本发明中用于核电厂DCS实时数据的采集系统一优选实施例的方框图。本用于核电厂DCS实时数据的采集系统可直接集成在第三方系统中,也可单独设置,用于控制第三方系统进行数据采集,其包括:
读取单元1:读取配置点文件中的在线配置点,并对所述在线配置点需要的数据进行分类;上述读取单元1执行图2中读取步骤S1的操作,此处不在赘述;
判断单元2:判断所述在线配置点是否有变化,若有变化,修改所述配置点文件中的在线配置点的属性,并在所述配置点文件中增加版本标识;上述判断单元2执行图2中判断步骤S2的操作,此处不在赘述;
请求单元3:向核电厂DCS发送请求,并将修改后的在线配置点的信息发送至核电厂DCS;上述请求单元3执行图2中请求步骤S3的操作,此处不在赘述;
采集单元4:依据所述在线配置点需要的数据的类别,分别采集与所述在线配置点相关联的DCS数据;上述采集单元4执行图2中采集步骤S4的操作,此处不在赘述;
解析及存储单元5:解析所述DCS数据,并进行存储;上述解析及存储单元5执行图2中解析及存储步骤S5的操作,此处不在赘述;
储存历史数据单元6:存储一定时间段内的历史DCS数据;上述储存历史数据单元6执行图2中储存历史数据步骤S6的操作,此处不在赘述;
中断及退出单元77:程序中断且退出。上述中断及退出单元77执行图2中中断及退出步骤S7的操作,此处不在赘述;
进一步地,在所述判断单元2中,在判断出所述在线配置点没有变化时,直接读取与所述在线配置点相关联的DCS数据。
进一步地,在所述判断单元2中,修改所述配置点文件中的在线配置点的属性的操作包括以下两种情况:
第一种,直接修改所述配置点文件;
第二种,通过用户界面修改所述在线配置点的优先级、增加或删除所述在线配置点。
进一步地,在所述储存历史数据单元6中,存储从第一次程序中断至下一次所述读取单元1启动之间这一时间段内的历史DCS数据。
进一步地,在所述采集单元4中,采集频率可为1秒/次、2秒/次或5秒/次或其它多种。
综上所述,本发明的用于核电厂DCS实时数据的采集方法及系统,第一,从整个核电厂DCS的设计角度考虑其功能,能向第三方系统大规模提供数据,即在正常通讯技术指标下,能满足第三方系统需要的数据点量大于核电厂DCS所能提供的数据点的情况;第二,在通讯不中断的情况下,可通过修改第三方系统向核电厂DCS获取数据点的数量,实现在线配置功能;第三,可获得历史数据,即在通讯中断情况下,可以利用历史数据弥补通讯中断期间的数据丢失问题;第四,实现了不同频率数据点的采集。
以上所述仅为本发明的实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于核电厂DCS实时数据的采集方法,其特征在于,包括:
读取步骤S1:读取配置点文件中的在线配置点,并对所述在线配置点需要的数据进行分类,将数据分为模拟量与逻辑量,模拟量的变化频率大于逻辑量的变化频率;
判断步骤S2:判断所述在线配置点是否有变化,若有变化,修改所述配置点文件中的在线配置点的属性,并在所述配置点文件中增加版本标识,跳至请求步骤S3,在判断出所述在线配置点没有变化时,跳至采集步骤S4,直接读取上一次与所述在线配置点相关联的DCS数据;
请求步骤S3:向核电厂DCS发送请求,并将修改后的在线配置点的信息发送至核电厂DCS;
采集步骤S4:依据所述在线配置点需要的数据的类别,分别采集与所述在线配置点相关联的DCS数据,采集频率可为1秒/次、2秒/次、3秒/次或其它多种。
2.根据权利要求1所述的采集方法,其特征在于,还包括:
解析及存储步骤:解析所述DCS数据,并进行存储;
储存历史数据步骤:存储一定时间段内的历史DCS数据;
中断及退出步骤:程序中断且退出。
3.根据权利要求1所述的采集方法,其特征在于,在所述判断步骤S2中,修改所述配置点文件中的在线配置点的属性的操作为:
直接修改所述配置点文件;
或者,通过用户界面修改所述在线配置点的优先级、增加或删除所述在线配置点。
4.根据权利要求2所述的采集方法,其特征在于,在所述储存历史数据步骤中,存储从第一次程序中断至下一次所述读取步骤S1启动之间这一时间段内的历史DCS数据。
5.一种用于核电厂DCS实时数据的采集系统,其特征在于,包括:
读取单元:读取配置点文件中的在线配置点,并对所述在线配置点需要的数据进行分类,将数据分为模拟量与逻辑量,模拟量的变化频率大于逻辑量的变化频率;
判断单元:判断所述在线配置点是否有变化,若有变化,修改所述配置点文件中的在线配置点的属性,并在所述配置点文件中增加版本标识,跳至请求单元,在判断出所述在线配置点没有变化时,跳至采集单元,直接读取上一次与所述在线配置点相关联的DCS数据;
请求单元:向核电厂DCS发送请求,并将修改后的在线配置点的信息发送至核电厂DCS;
采集单元:依据所述在线配置点的类别,分别采集与所述在线配置点相关联的DCS数据,采集频率可为1秒/次、2秒/次、3秒/次或其它多种。
6.根据权利要求5所述的采集系统,其特征在于,还包括:
解析及存储单元:解析所述DCS数据,并进行存储;
储存历史数据单元:存储一定时间段内的历史DCS数据;
中断及退出单元:程序中断且退出。
7.根据权利要求5所述的采集系统,其特征在于,在所述判断单元中,修改所述配置点文件中的在线配置点的属性的操作为:
直接修改所述配置点文件;
或者,通过用户界面修改所述在线配置点的优先级、增加或删除所述在线配置点。
8.根据权利要求6所述的采集系统,其特征在于,在所述储存历史数据单元中,存储从第一次程序中断至下一次所述读取单元启动之间这一时间段内的历史DCS数据。
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