CN102866698B - 一种分布式控制系统控制器的hmi冗余通讯方法 - Google Patents

一种分布式控制系统控制器的hmi冗余通讯方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种分散控制系统中过程控制器的HMI冗余通讯方法，包括以下步骤：在分散控制系统过程同一控制站内的主控制器和辅控制器通过专用冗余控制接口连接；当主控制器HMI通讯接口出现故障时，辅控制器通过HMI接口与上位机建立连接；当上位机通过HMI进行读操作时，辅控制器把自身数据传送给上位机；当上位机通过HMI进行写操作时，辅控制器通过专用冗余控制接口对主控制器的相应数据进行操作；当主控制器通过专用冗余通讯接口将实时同步的工程文件和实时数据对辅控制器同步时，相应的写操作数据也会同时与辅控制器进行同步。本发明实现当主控制器HMI通讯接口出现故障时,保证控制器不进行切换时，HMI通讯接口也可正常通讯。

Description

一种分布式控制系统控制器的HMI冗余通讯方法
技术领域
本发明涉及电厂分布式控制系统(简称DCS)的控制器一种HMI冗余通讯的实现方法，具体适用于火电厂分布式控制系统控制器的对上冗余通讯实现。
背景技术
在火电厂分布式控制系统(简称DCS)中涉及到控制器的HMI冗余通讯,当主控制器在运行时，辅控制器处于热备状态并不断更新同步数据。当遇到主控制器无法HMI通讯而辅控制器可以进行HMI通讯时，控制器会自动将切换到辅控制器上，否则由于辅控制器不断同步更新主控制器数据，导致刚写入辅控制器的数据被主控制器同步的数据覆盖，出现HMI只能读取变量的数据，而无法执行写变量的现象。
目前国内、外现有的DCS系统的冗余基本都是通过电口或光口相互连接，每个控制器有一个或两个HMI接口，若HMI接口部分出现问题导致主控制器连接不上，DPU则会出现切换，由于冗余通讯接口的工程文件和实时数据的数据量大，切换需要占用很长的响应时间，或者出现操作的数据被同步的数据覆盖的现象，从而影响火电厂分布式控制系统的效率甚至导致响应不及时发生事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种分散控制系统中过程控制站的HMI冗余通讯实现方法，在互为冗余的控制器之间的HMI冗余通讯连接故障或不可靠时，通过此方法以达到控制器之间冗余无需切换即可进行读写操作，避免出现冗余控制器必需切换才能建立起有效通讯的问题。
为实现本发明的目的，本发明提供一种分散控制系统中过程控制器的多重冗余的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)在分散控制系统过程控制站中设置主控制器的HMI接口、辅控制器的HMI接口,同一控制站内的主控制器和辅控制器通过专用冗余控制接口连接，通过主控制器的HMI接口、辅控制器的HMI接口对上通讯，通过专用冗余控制接口进行主控制器和辅控制器之间的数据同步；
2)主控制器在HMI通讯接口部分正常时，通过主控制器HMI接口与上位机进行数据通讯；
3）当主控制器HMI通讯接口出现故障时，辅控制器通过HMI接口与上位机建立连接；
4）当上位机通过HMI通讯接口进行读操作时，辅控制器直接把自身数据传送给上位机；
5）当上位机通过HMI通讯接口进行写操作时，辅控制器通过专用冗余控制接口对主控制器的相应数据进行操作;
6）当主控制器通过专用冗余通讯接口将实时同步的工程文件和实时数据对辅控制器同步时，相应的写操作数据也同时与辅控制器进行同步；
7）上位机定期尝试与主控制器HMI通讯接口恢复通讯，若与主控制器HMI通讯接口通讯成功，则放弃与辅控制器的HMI接口通讯，否则继续定期尝试与主控制器HMI通讯接口通讯。
此发明可以提高控制器的冗余可靠性，避免在主控制器HMI接口出现故障时主、辅控制器出现切换，或由于主控制器不断的向辅控制器同步更新数据，导致刚写入辅控制器的数据被主控制器同步的数据覆盖，出现HMI只能读取变量操作而无法执行写变量操作的现象。
本发明所达到的有益效果：本发明在单个控制器的两个或一个HMI接口不变的同时，使分布式控制系统主控制器HMI通讯接口出现故障时,建立以辅主控制器的HMI接口与上位机通讯,本发明以辅控制器通过专用冗余控制接口对主控制器进行写操作，即使在主控制器HMI通讯接口出现故障时也无需切换控制器，也可以达到切换控制器同样的作用，且辅控制器只对主控制器通过专用冗余控制接口进行写操作，冗余的工程文件和实时数据的数据量大的情况下，也不会占用专用冗余控制接口过多的带宽，可实现当主控制器HMI通讯接口出现故障时,保证控制器不进行切换的同时，HMI通讯接口也可正常通讯。
附图说明
图1为DCS系统控制器的HMI冗余通讯实现方法示意图。
具体实施方式
如图1所示，为DCS系统控制器的HMI冗余通讯实现方法示意图，以一个系统主站、两对中间控制器为例，将主控制器和辅控制器用冗余通讯线相互连接，交换机1和所有主控制器的HMI接口相连，交换机2和所有辅控制器的HMI接口相连，交换机1和交换机2级联以保证操作员站可以与所有主辅控制器相互通讯。
主控制器在HMI通讯接口部分正常时，通过HMI接口与上位机进行数据通讯，需要实时同步的工程文件和实时数据通过专用冗余通讯接口更新；
当主控制器HMI通讯接口出现故障时，辅控制器通过HMI接口与上位机建立连接；
当上位机通过HMI进行读操作时，辅控制器直接把自身数据传送给上位机；
当上位机通过HMI进行写操作时，辅控制器通过专用冗余控制接口对主控制器的相应数据进行操作，
当主控制器通过专用冗余通讯接口将实时同步的工程文件和实时数据对辅控制器同步时，相应的写操作数据也会同时与辅控制器进行同步；
上位机定期尝试与主控制器HMI通讯接口恢复通讯，若与主控制器HMI通讯接口通讯成功，则放弃与辅控制器的HMI接口通讯，否则继续定期尝试与主控制器HMI通讯接口通讯。
本发明的优点是单个控制器的两个或一个HMI接口不变的同时，使分布式控制系统主控制器HMI通讯接口出现故障时,建立以辅主控制器的HMI接口与上位机通讯,本发明以辅控制器通过专用冗余控制接口对主控制器进行写操作，即使在主控制器HMI通讯接口出现故障时也无需切换控制器，也可以达到切换控制器同样的作用。
技术术语：
上位机：一般是指集中控制系统中的PC机，主要用来发出操作指令和显示结果数据。
HMI：人机接口，Human Machine Interface,系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介， 它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。
冗余控制器：指一个控制系统内的有高档微机构成的、内置操作系统的智能信息处理单元。
通信管理器：指某一个控制器与其相关联的数据采集卡件通过网络连接的中间信息交换单元。
以上仅以最佳实施例对本发明做进一步的说明,然其并非对本发明的限定,本发明的保护范围以表示在权利要求的内容为准。

Claims (1)

1. 一种分散控制系统中过程控制器的HMI冗余通讯方法，包括以下步骤：
1)在分散控制系统过程控制站中设置主控制器的HMI接口、辅控制器的HMI接口,同一控制站内的主控制器和辅控制器通过专用冗余控制接口连接，通过主控制器的HMI接口、辅控制器的HMI接口对上通讯，通过专用冗余控制接口进行主控制器和辅控制器之间的数据同步, 交换机1和所有主控制器的HMI接口相连，交换机2和所有辅控制器的HMI接口相连，交换机1和交换机2级联，交换机1与上位机连接；
2)主控制器在HMI通讯接口部分正常时，通过主控制器HMI接口与上位机进行数据通讯；
3）当主控制器HMI通讯接口出现故障时，辅控制器通过HMI接口与上位机建立连接；
4）当上位机通过HMI通讯接口进行读操作时，辅控制器直接把自身数据传送给上位机；
5）当上位机通过HMI通讯接口进行写操作时，辅控制器通过专用冗余控制接口对主控制器的相应数据进行操作;
6）当主控制器通过专用冗余通讯接口将实时同步的工程文件和实时数据对辅控制器同步时，相应的写操作数据也同时与辅控制器进行同步；
7）上位机定期尝试与主控制器HMI通讯接口恢复通讯，若与主控制器HMI通讯接口通讯成功，则放弃与辅控制器的HMI接口通讯，否则继续定期尝试与主控制器HMI通讯接口通讯。
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