CN104199439A - 工业控制系统外部故障的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业控制系统故障自检领域，特别涉及一种工业控制系统外部故障的检测方法，从软件入手来判断工业控制系统外部设备故障，该方法对动力设备采集的状态信息进行处理，依据条件对相关的硬件设备的联锁进行处理，并对采集状态信息及联锁信息增加必要的逻辑判断，在工业控制计算机上进行呈现，通知工作人员故障存在的原因；在PLC逻辑判断模块的稳定性、易读性及完整性进行改进，通过逻辑条件对设备状态信息进行判断，并将判断结果在工业控制计算机进行实时显示，告知工作人员系统故障的信息，有效保证了系统运行的稳定性，而且复杂度较低，易于实现。

Description

工业控制系统外部故障的检测方法

技术领域

本发明涉及工业控制系统故障自检领域，特别涉及一种工业控制系统外部故障的检测方法。 

背景技术

目前，随着社会主义工业的不断发展，工业控制的发展正阔步前进。新知识、新工艺、新设备在工业控制领域的应用，带来了工业控制领域的巨大变革，也对工业控制的水准提出了更高的要求。对于一个完整的工业控制系统，当前的数据采集与监控系统从美学、易读、人性化上提出了新的要求；当前的逻辑控制部分，也就是PLC或DCS逻辑控制部分从稳定性、易读、完整性上提出了新的要求。这既是科技进步带来的工业控制领域的发展要求，也是工业控制不断发展进步的具体体现。

传统的工业控制系统，逻辑控制模块主要对硬件设备采集的相关信息进行处理、依据条件对相关设备间的联锁进行处理；数据采集与监控系统主要显示逻辑控制模块处理过的相关数据信息。传统的工业控制系统，缺少针对外部信号处理后存在综合故障或问题的预判功能。而这往往需要运营工程师或设备维护人员花费大量的精力去判断、处理，从而使设备恢复正常运行。 

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种更加稳定、容易操作的工业控制系统外部故障的检测方法，通过设定的逻辑判断模块对采集到的相关数据信息进行处理，并将处理结果在数据采集与监控模块实时显示，告知工作人员系统故障的信息，有效保证了系统运行的稳定性。

按照本发明所提供的设计方案，一种工业控制系统外部故障的检测方法，工业控制系统包含：PLC控制单元、低压设备信号检测单元、设备线路、工业控制计算机及其网络通信单元，工业控制计算机上安装有PLC编程软件、SCADA监控软件，其检测方法实现过程包含如下步骤：

步骤1、PLC控制单元采集低压设备信号检测单元检测的状态数据信息，并对所采集的状态数据信息进行转换处理；

步骤2、PLC编程软件使用经过转换处理的状态数据信息进行逻辑判断，并将逻辑判断结果作为该软件系统是否发出远程控制指令对动力设备进行驱动的条件；

步骤3、设备远程控制指令发出后，PLC控制单元实时监控动力设备的状态数据信息，并判断远程控制指令的执行情况，若判断结果为远程控制指令未得到有效执行，则触发低压设备进行保护动作，取消动力设备驱动信号，并对未执行原因进行预判，将预判结果进行存储；

步骤4、工业控制计算机将PLC控制单元存储的状态信息借助SCADA软件平台进行显示，工作人员根据SCADA显示的状态信息有针对性的对动力设备的故障进行处理。

上述的检测方法，所述步骤1中的状态数据信息包含电源信号、就地/远控信号、动力设备故障信号、动力设备运行信号、动力设备停止信号。

上述的检测方法，所述步骤2中的逻辑判断包括判断操作人员的远程控制指令是否发出及远程控制指令发出后的动力设备执行情况。优选的，若判断出操作人员的远程控制指令没有发出，则判定工业控制计算机的PLC编程软件存在阻止远程控制命令发出的原因；若远程控制指令发出没有得到有效执行，则判定低压控制模块存在故障或通讯电缆存在断线。

上述的检测方法，所述步骤4中远程控制指令包含远程启动指令、远程停止指令、手动切换指令。

本发明工业控制系统外部故障的检测方法的有益效果：

本发明提供一种从软件入手来判断工业控制系统外部设备故障的检测方法，该方法对动力设备采集的状态信息进行处理，依据条件对相关的硬件设备的联锁进行处理，并对采集状态信息及联锁信息增加必要的逻辑判断，在工业控制计算机上进行呈现，通知工作人员故障存在的原因。在PLC逻辑判断模块的稳定性、易读性及完整性进行改进，通过逻辑条件对设备状态信息进行判断，并将判断结果在工业控制计算机进行实时显示，告知工作人员系统故障的信息，有效保证了系统运行的稳定性，而且复杂度较低，易于实现。

附图说明：

图1为现有技术中通用的逻辑判断控制模块的原理控制流程图；

图2为本发明的逻辑判断模块的原理控制流程图。

具体实施方式：

下面结合附图和技术方案对本发明作进一步详细的说明，并通过优选的实施例详细说明本发明的实施方式，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例一，参见图1~2，一种工业控制系统外部故障的检测方法，工业控制系统包含：PLC控制单元、低压设备信号检测单元、设备线路、工业控制计算机及其网络通信单元，工业控制计算机上安装有PLC编程软件、SCADA监控软件，其检测方法实现过程包含如下步骤：

步骤1、PLC控制单元采集低压设备信号检测单元检测的状态数据信息，并对所采集的状态数据信息进行转换处理；

步骤2、PLC编程软件使用经过转换处理的状态数据信息进行逻辑判断，并将逻辑判断结果作为该软件系统是否发出远程控制指令对动力设备进行驱动的条件；

步骤3、设备远程控制指令发出后，PLC控制单元实时监控动力设备的状态数据信息，并判断远程控制指令的执行情况，若判断结果为远程控制指令未得到有效执行，则触发低压设备进行保护动作，取消动力设备驱动信号，并对未执行原因进行预判，将预判结果进行存储。

步骤4、工业控制计算机将PLC控制单元存储的状态信息借助SCADA软件平台进行显示，工作人员根据SCADA显示的状态信息有针对性的对动力设备的故障进行处理。

上述的检测方法，所述步骤1中的动力设备状态数据信息包含电源信号、就地/远控信号、动力设备故障信号、动力设备运行信号、动力设备停止信号。

上述的检测方法，所述步骤2中的逻辑判断包括判断操作人员的远程控制指令是否发出及远程控制指令发出后的动力设备执行情况。优选的，若判断出操作人员的远程控制指令没有发出，则判定工业控制计算机的PLC编程软件存在阻止远程控制命令发出的原因；若远程控制指令发出没有得到有效执行，则判定低压控制模块存在故障或通讯电缆存在断线。

上述的检测方法，所述步骤4中远程控制指令包含远程启动指令、远程停止指令、手动切换指令。

传统的工业控制系统，LOGIC部分主要对硬件设备采集的相关信息进行处理、依据条件对相关设备间的联锁进行处理；SCADA部分主要显示LOGIC部分处理过的相关信息。本控制方法提供了一种从软件入手判断故障的方法。要求除了在LOGIC对硬件设备采集的状态信息进行处理、依据条件对相关设备间的联锁进行处理外，对这些处理过的信息、设备间的联锁增加必要的逻辑判断，并且在SCADA系统上进行呈现，告诉相关人员故障存在的原因。PLC或DCS系统结合工业SCADA系统实现控制及联锁的基本要求，但是没有对实现的过程中可能出现的外部问题进行逻辑判断。本发明PLC或DCS系统结合工业SCADA系统除实现控制及联锁的基本要求，也实现了对命令执行情况的过程判断，并触发保护动作。

附图1是传统的逻辑控制方法，附图2是改进后的本发明逻辑控制方法。在两种控制方法中都包含的信息有，Power电源信号、Remote_Local就地/远控信号、Fault故障信号、Running运行信号、Stopping停止信号是步骤二中提到的动力设备状态数据信息；Start远程启动指令、Stop远程停止指令、Auto_Man手自动切换指令是步骤五中提到的操作人员发送的远程控制指令；Start_Com设备启动信号、Stop_Com设备停止信号是步骤四中提到的动力设备驱动信号。在PLC或DCS的PLC控制模块、低压控制模块、通讯电缆都不存在故障的情况下，操作人员通过SCADA软件发送Start远程启动指令后，PLC控制模块发送Start_Com设备启动指令，设备将进入Running运行状态；而当设备运行时，操作人员通过SCADA软件发送Stop远程停止指令后，PLC控制模块发送Stop_Com设备停止指令，设备将进入Stopping运行状态。但是当设备出现：1、同时存在运行信号、停止信号；2、既没有运行信号，也没有停止信号；3、发出启动指令，而没有运行信号；4、发出停止指令，而没有停止信号的四种情况时，操作维护人员就不能从现有信息判断故障存在的原因了。

针对存在的问题，在附图2中，增加了一个故障判断位Loop_Fault，只要系统出现以上四种情况的信息，SCADA系统上将显示Loop_Fault故障，操作维护人员可以很快知道问题的出处，快速处理，本发明也可以将其他故障信息融合进来，以模拟量数值的形式存储，针对不同的故障显示不同的数值。

本发明在逻辑判断模块的稳定性、易读性及完整性进行改进，通过预定条件设定有逻辑判断模块，并将处理结果在数据采集与监控模块实时显示，告知工作人员系统故障的信息，有效保证了系统运行的稳定性，而且复杂度较低，易于实现。 

Claims (5)

1.一种工业控制系统外部故障的检测方法，工业控制系统包含：PLC控制单元、低压设备信号检测单元、设备线路、工业控制计算机及其网络通信单元，工业控制计算机上安装有PLC编程软件、SCADA监控软件，其检测方法包含如下步骤：

步骤1、PLC控制单元采集低压设备信号检测单元检测的状态数据信息，并对所采集的状态数据信息进行转换处理；

步骤2、PLC编程软件使用经过转换处理的状态数据信息进行逻辑判断，并将逻辑判断结果作为该软件系统是否发出远程控制指令对动力设备进行驱动的条件；

步骤3、设备远程控制指令发出后，PLC控制单元实时监控动力设备的状态数据信息，并判断远程控制指令的执行情况，若判断结果为远程控制指令未得到有效执行，则触发低压设备进行保护动作，取消动力设备驱动信号，并对未执行原因进行预判，将预判结果进行存储；

步骤4、工业控制计算机将PLC控制单元存储的状态信息借助SCADA软件平台进行显示，工作人员根据SCADA显示的状态信息对动力设备的故障进行处理。

2.根据权利要求1所述的工业控制系统外部故障的检测方法，其特征在于：所述步骤1中的状态数据信息包含电源信号、就地/远控信号、动力设备故障信号、动力设备运行信号、动力设备停止信号。

3.根据权利要求1所述的工业控制系统外部故障的检测方法，其特征在于：所述步骤2中的逻辑判断包括判断操作人员的远程控制指令是否发出及远程控制指令发出后的动力设备执行情况。

4.根据权利要去3所述的工业控制系统外部故障的检测方法，其特征在于：步骤2中的逻辑判断具体实现包含如下内容：若判断出操作人员的远程控制指令没有发出，则判定工业控制计算机的软件系统存在阻止远程控制命令发出的原因；若远程控制指令发出没有得到有效执行，则判定低压控制模块存在故障或通讯电缆存在断线。

5.根据权利要求1所述的工业控制系统外部故障的检测方法，其特征在于：所述步骤4中远程控制指令包含远程启动指令、远程停止指令、手动切换指令。