CN106550038A - 一种数字化控制系统的数据组态诊断系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字化控制系统的组态诊断系统和方法，系统包括用于上传所述数字化控制系统的组态文件的用户终端；以及与所述用户终端连接，用于上传、存储以及分析所述组态文件的服务终端，并将所述组态文件的分析过程以及结果反馈回所述用户终端。方法包括组态文件上传、组态文件导入、组态文件分析以及分析反馈。本发明可对DCS系统组态进行组态分析和组态检查，具体使用统计、比较、归类、对比等方法分析DCS组态，通过图表等直观的方式呈现用户，并帮助用户及时发现DCS组态错误和组态缺失，尽早发现和消除隐患，使DCS设备，尤其是核电站DCS设备尽早进入高可用率状态。

Description

一种数字化控制系统的数据组态诊断系统和方法

技术领域

本发明涉及信息技术管理领域，具体涉及一种数字化控制系统数据组态分析系统和方法，尤其涉及一种核电站数字化控制系统的数据组态分析系统和方法。

背景技术

核电站数字化控制系统(即Digital Control System，以下简称DCS)是一种用于核电站全厂监视、控制、调节的数字化控制系统。核电站DCS系统为实现其功能，需要在内部组态大量的数据点。据统计，单台核电机组的DCS设备数据点数量约4万点，而每个数据点又有十几个点项，因而总点项可达几十万项。

在如此大的组态量下，很容易出现DCS数据组态(即DCS系统内部对数据的组织方式)错误。此外，DCS设备的数据组态在核电站调试阶段，还会进行几百次数据组态修改，更增加了出现DCS数据组态错误的几率。

目前对于DCS数据组态正确性的检验，往往是通过DCS设备出厂前的逻辑功能检查以及现场设备调试阶段的工艺调试检查发现的。由于工厂逻辑测试和现场功能性调试是着眼于验证整理逻辑功能，不能完全覆盖对所有数据组态的验证，难以发现全部的DCS数据组态错误，因而DCS数据组态错误往往被带入机组商运阶段，增添运行风险。

因此，有必要提供一种能对DCS数据组态文件，尤其是核电站DCS数据组态文件进行分析的系统和方法，便于相关人员在实际工程项目中对DCS系统数据进行组态检查和数据分析，帮助用户及时发现DCS数据组态错误和组态缺失，为尽早发现和消除隐患，使核电站DCS设备尽早进入高可用率状态。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于B/S架构的DCS数据组态分析的系统和方法，可用于核电站DCS数据组态分析，便于相关人员在实际工程项目中对DCS系统数据进行组态检查和数据分析，帮助用户及时发现DCS数据组态错误和组态缺失，为尽早发现和消除隐患，使DCS设备尽早进入高可用率状态。

本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：

一方面，提供一种数字化控制系统的组态诊断系统，用于对所述数字化控制系统的组态进行诊断，包括：

至少一个用户终端，用于将数字化控制系统的一个或多个组态文件发送给服务终端；

服务终端，其与所述用户终端连接，用于从所述用户终端获取并存储所述数字化控制系统的组态文件，并根据用户请求对所述组态文件进行分析，将所述文件的分析过程以及结果反馈回所述用户终端。

优选的，所述服务终端包括：

用户接口模块，其与所述用户终端连接，用于获取用户通过所述用户终端上传的所述数字化控制系统的组态文件；以及将所述数据组态文件的分析过程以及结果反馈回所述用户终端；

网页模板模块，其与所述用户接口模块连接，并被所述用户接口模块调用，用于向所述用户接口模块提供至少一个网页模板，所述用户接口模块加载所述网页模板，生成可供用户访问和浏览的动态网页，并将所述动态网页发布到所述用户终端的浏览器，供用户操作和浏览；

以及数据库，所述数据库分别与所述用户接口模块和功能模块连接；

所述功能模块与所述用户接口模块连接，用于导入用户通过所述用户终端上传给所述用户接口模块的所述数字化控制系统组态文件，并对用户上传的组态文件进行解析，且将解析后的组态以数据格式存储到数据库中；所述数据库用于接收所述功能模块发送的解析后的组态数据并存储；所述用户接口模块根据输入的用户请求控制所述功能模块对所述数据库中的以数据格式存储的组态进行分析和检查。

优选的，所述服务终端为运行Microsoft Windows Server操作系统的服务器计算机，且所述操作系统中安装有Web服务软件，所述Web服务软件一端与所述用户接口模块连接，另一端通过通过互联网与所述用户终端连接；所述用户终端发送的用户请求通过所述Web服务软件发送给所述用户接口模块；所述用户接口模块通过所述Web服务软件向所述用户终端发布所述动态网页,并接受所述用户通过所述动态网页输入的用户请求。

优选的，所述数据库还用于存储用户会话信息，所述用户会话信息包括：用户注册信息、用户创建的项目信息。

优选的，所述用户接口模块根据所述数据库中存储的用户会话信息加载所述网页模板模块中的不同网页模板，向所述网页模板中增加不同的动态内容生成动态网页，并将所述动态网页发布到所述用户终端的浏览器；所述用户可登陆所述动态网页，并输入用户请求。

优选的，所述网页模板采用HTML和网页脚本语言编写而成，其包括用于与所述用户动态交互的静态文字、静态图像和网页脚本部分；且所述网页模块包括：用户登录页面、主界面页面、项目创建和选择页面、文件上传页面、组态分析功能导航页面以及组态检查功能导航页面。

优选的，所述功能模块包括：

组态文件导入模块，其与所述数据库连接，用于导入用户通过所述用户终端上传给所述用户接口模块的所述组态文件，且所述用户接口模块根据所述动态网页中输入的用户请求调用所述组态文件导入模块对所述组态文件进行解析，并发送解析后的组态数据至所述数据库进行存储；

至少一个组态分析模块，其与所述数据库连接，所述用户接口模块根据所述动态网页中输入的用户请求调用所述组态分析模块从所述数据库中读取以数据格式存储的组态数据，并对其进行分析；

至少一个组态检查模块，其与所述数据库连接，所述用户接口模块根据所述动态网页中输入的用户请求调用所述组态检查模块从所述数据库中读取以数据格式存储的组态数据，并对其进行检查；

以及用户会话管理模块，其连接所述数据库；所述用户接口模块在所述用户登陆后，通过所述用户会话管理模块读取所述数据库中存储的用户会话信息以及组态数据信息，提示所述用户创建新的应用项目，或者为所述用户提供已创建的应用项目。

优选的，所述动态网页包括：

用户登录界面，供不同的用户角色进行登录；

项目创建和选择界面，其与所述用户会话管理模块连接，用于在用户登陆后提示所述用户创建新的应用项目，或者为所述用户提供已创建的应用项目；

主界面，用于展示以创建或新创建的应用项目，并引导用户对项目进行操作；

数据文件上传界面，其与所述组态文件导入模块连接，用户登陆后可通过所述数据文件上传界面输入上传请求，将所述组态文件上传给所述用户接口模块，并由所述用户接口模块把用户上传的组态文件发送给组态文件导入模块；

组态分析界面，用户登陆后可向所述组态分析界面输入分析请求，通过所述用户接口模块调用所述组态分析模块对所述组态文件进行分析，并在所述组态分析界面中向所述用户展示所述组态分析模块对所述组态文件进行分析的过程以及结果；

以及组态检查界面，用户登陆后可通过所述组态检查界面输入检查请求，通过所述用户接口模块调用所述组态检查模块对所述组态文件进行检查，并在所述组态检查界面中向所述用户展示所述组态检查模块对所述组态文件进行检查的过程以及结果。

优选的，所述用户接口模块还用于将所述组态分析模块和/或组态检查模块、以及组态文件导入模块执行相应的功能的过程以及结果保存为日志文件。

优选的，所述Web服务软件为IIS信息服务软件。

优选的，所述用户接口模块功能由php脚本实现；所述功能模块功能由python脚本实现；所述数据库采用MySQL软件；所述网页模板中的网页脚本语言为JavaScript；所述IIS信息服务软件被配置为支持在CGI模式下运行php脚本和python脚本。

优选的，所述组态分析模块包括以下模块中的一种或几种：

组态总体情况分析模块，用于对所有数据点的数量、分布以及属性给予总体数据面的统计，并生成分析报告；

各控制站数据分析模块，用于对所有控制站的所有数据点按照点类型进行归类统计，并生成分析报告表格；

各系统数据点分析模块，用于选定工艺系统，并分析所述工艺系统内所有数据点在各站的分布情况，并生成分析报告；

平台点数量裕量分析模块，用于根据所述数字化控制系统平台对各类点的容量限制要求，对数据库内的点进行分析，查看其是否超容或是否还有足够裕量，并生成分析报告；

各站硬IO裕量分析模块，用于对用户选定的控制站的硬接线IO点进行统计，根据各类点的备用点数量，分析出各类点的硬件裕量，并生成分析报告。

优选的，所述组态检查模块包括以下模块中的一种或几种：

仪控报警切除检查模块，用于检查所有数据点仪控报警属性是否正确设置，对不符合项给出修改建议；

输出格式OF检查模块，用于检查所有模拟量输入点的输出格式是否与其量程匹配，对不符合项给出修改建议；

报警点组态正确性检查模块，用于对各类报警点的报警限值、报警判断、报警描述的正确性和一致性进行检查，对不符合项给出修改建议；

历史库收集周期合理性检查模块，用于根据不同点类型，对其组态中的历史库收集周期进行检查，对不符合点给出修改建议；

站间硬IO点匹配性检查模块，用于检查不同控制站间的硬接线点的双侧一致性，检查是否存在设计缺陷；

通讯点组态正确性模块，用于检查所述数字化控制系统与第三方系统的通讯点组态是否正确，包括通讯点和comtag点一致性检查，以及comtag点配置合规性检查；

1E-NC通讯点组态检查模块，用于结合用户上传的网关配置文件，检查通讯数据点配置正确性；

XU网关组态检查模块，用于结合用户上传的网关配置文件，检查通讯数据点配置正确性；

点信息完整性检查模块，用于检查全部数据点的信息完整性，包括对描述、置位说明、区域号的完整性进行检查，同时检查其长度、内容的合规性；

通讯点地址连续性检查模块，用于对所述数字化控制系统与第三方通讯站的通讯地址连续性进行分析，对不连续点给出提示；

非标字符检查模块，用于检查数据库中是否存在非工程标准的字符。

另一方面，还提供一种数字化控制系统的组态诊断方法，用于对所述数字化控制系统的组态进行诊断，包括如下步骤：

S1、组态文件上传：通过用户终端将所述数字化控制系统的组态文件上传到服务终端的用户接口模块；

S2、组态文件导入：通过组态文件导入模块对通过用户终端上传的组态文件进行解析，并将解析后的组态数据存入数据库中；

S3、组态文件分析：根据用户请求对所述数据库中存储的组态数据进行分析和检查；

S4、分析反馈：将对所述组态数据进行分析和检查的过程以及结果反馈回所述用户终端。

优选的，步骤S1中，所述服务终端包括：

用户接口模块，其与所述用户终端连接，用于获取用户通过所述用户终端上传的所述数字化控制系统的组态文件；以及将所述数据组态文件的分析过程以及结果反馈回所述用户终端；

网页模板模块，其与所述用户接口模块连接，并被所述用户接口模块调用，用于向所述用户接口模块提供至少一个网页模板，所述用户接口模块加载所述网页模板，生成可供用户访问和浏览的动态网页，并将所述动态网页发布到所述用户终端的浏览器，供用户操作和浏览；

以及数据库，所述数据库分别与所述用户接口模块和功能模块连接；

所述功能模块与所述用户接口模块连接，用于导入用户通过所述用户终端上传给所述用户接口模块的所述数字化控制系统组态文件，并对用户上传的组态文件进行解析，且将解析后的组态以数据格式存储到数据库中；所述数据库用于接收所述功能模块发送的解析后的组态数据并存储；所述用户接口模块根据输入的用户请求控制所述功能模块对所述数据库中的以数据格式存储的组态进行分析和检查。

优选的，所述服务终端为运行Microsoft Windows Server操作系统的服务器计算机，且所述操作系统中安装有Web服务软件，所述Web服务软件一端与所述用户接口模块连接，另一端通过通过互联网与所述用户终端连接；所述用户终端发送的用户请求通过所述Web服务软件发送给所述用户接口模块；所述用户接口模块通过所述Web服务软件向所述用户终端发布所述动态网页,并接受所述用户通过所述动态网页输入的用户请求。

优选的，步骤S2中，所述数据库还用于存储用户会话信息，所述用户会话信息包括：用户注册信息、登录密码验证以及加载已创建项目。

优选的，所述用户接口模块根据所述数据库中存储的用户会话信息加载所述网页模板模块中的不同网页模板，向所述网页模板中增加不同的动态内容生成动态网页，并将所述动态网页发布到所述用户终端的浏览器；所述用户可登陆所述动态网页，并输入用户请求。

优选的，所述网页模板采用HTML和网页脚本语言编写而成，其包括用于与所述用户动态交互的静态文字、静态图像和网页脚本部分；且所述网页模块包括：用户登录页面、主界面页面、项目创建和选择页面、文件上传页面、组态分析功能导航页面以及组态检查功能导航页面。

优选的，所述功能模块包括：

组态文件导入模块，其与所述数据库连接，用于导入用户通过所述用户终端上传给所述用户接口模块的所述组态文件，且所述用户接口模块根据所述动态网页中输入的用户请求调用所述组态文件导入模块对所述组态文件进行解析，并发送解析后的组态数据至所述数据库进行存储；

至少一个组态分析模块，其与所述数据库连接，所述用户接口模块根据所述动态网页中输入的用户请求调用所述组态分析模块从所述数据库中读取以数据格式存储的组态数据，并对其进行分析；

至少一个组态检查模块，其与所述数据库连接，所述用户接口模块根据所述动态网页中输入的用户请求调用所述组态检查模块从所述数据库中读取以数据格式存储的组态数据，并对其进行检查；

以及用户会话管理模块，其连接所述数据库；所述用户接口模块在所述用户登陆后，通过所述用户会话管理模块读取所述数据库中存储的用户会话信息以及组态数据信息,提示所述用户创建新的应用项目，或者为所述用户提供已创建的应用项目。

优选的，所述动态网页包括：

用户登录界面，供不同的用户角色进行登录；

项目创建和选择界面，其与所述用户会话管理模块连接，用于在用户登陆后提示所述用户创建新的应用项目，或者为所述用户提供已创建的应用项目；

主界面，用于展示以创建或新创建的应用项目，并引导用户对项目进行操作；

数据文件上传界面，其与所述组态文件导入模块连接，用户登陆后可通过所述数据文件上传界面输入上传请求，将所述组态文件上传给所述用户接口模块，并由所述用户接口模块把用户上传的组态文件发送给组态文件导入模块；

组态分析界面，用户登陆后可向所述组态分析界面输入分析请求，通过所述用户接口模块调用所述组态分析模块对所述组态文件进行分析，并在所述组态分析界面中向所述用户展示所述组态分析模块对所述组态文件进行分析的过程以及结果；

以及组态检查界面，用户登陆后可通过所述组态检查界面输入检查请求，通过所述用户接口模块调用所述组态检查模块对所述组态文件进行检查，并在所述组态检查界面中向所述用户展示所述组态检查模块对所述组态文件进行检查的过程以及结果。

优选的，所述用户接口模块还用于将所述组态分析模块和/或组态检查模块、以及组态文件导入模块执行相应的功能的过程以及结果保存为日志文件,将其发送给所述用户终端。

优选的，所述Web服务软件为IIS信息服务软件。

优选的，所述用户接口模块功能由php脚本实现；所述功能模块功能由python脚本实现；所述数据库采用MySQL软件；所述网页模板中的网页脚本语言为JavaScript；所述IIS信息服务软件被配置为支持在CGI模式下运行php脚本和python脚本。

优选的，所述组态分析模块包括以下模块中的一种或几种：

组态总体情况分析模块，用于对所有数据点的数量、分布以及属性给予总体数据面的统计，并生成分析报告；

各控制站数据分析模块，用于对所有控制站的所有数据点按照点类型进行归类统计，并生成分析报告表格；

各系统数据点分析模块，用于选定工艺系统，并分析所述工艺系统内所有数据点在各站的分布情况，并生成分析报告；

平台点数量裕量分析模块，用于根据所述数字化控制系统平台对各类点的容量限制要求，对数据库内的点进行分析，查看其是否超容或是否还有足够裕量，并生成分析报告；

各站硬IO裕量分析模块，用于对用户选定的控制站的硬接线IO点进行统计，根据各类点的备用点数量，分析出各类点的硬件裕量，并生成分析报告。

优选的，所述组态检查模块包括以下模块中的一种或几种：

仪控报警切除检查模块，用于检查所有数据点仪控报警属性是否正确设置，对不符合项给出修改建议；

输出格式OF检查模块，用于检查所有模拟量输入点的输出格式是否与其量程匹配，对不符合项给出修改建议；

报警点组态正确性检查模块，用于对各类报警点的报警限值、报警判断、报警描述的正确性和一致性进行检查，对不符合项给出修改建议；

历史库收集周期合理性检查模块，用于根据不同点类型，对其组态中的历史库收集周期进行检查，对不符合点给出修改建议；

站间硬IO点匹配性检查模块，用于检查不同控制站间的硬接线点的双侧一致性，检查是否存在设计缺陷；

通讯点组态正确性模块，用于检查所述数字化控制系统与第三方系统的通讯点组态是否正确，包括通讯点和comtag点一致性检查，以及comtag点配置合规性检查；

1E-NC通讯点组态检查模块，用于结合用户上传的网关配置文件，检查通讯数据点配置正确性；

XU网关组态检查模块，用于结合用户上传的网关配置文件，检查通讯数据点配置正确性；

点信息完整性检查模块，用于检查全部数据点的信息完整性，包括对描述、置位说明、区域号的完整性进行检查，同时检查其长度、内容的合规性；

通讯点地址连续性检查模块，用于对所述数字化控制系统与第三方通讯站的通讯地址连续性进行分析，对不连续点给出提示；

非标字符检查模块，用于检查数据库中是否存在非工程标准的字符。

本发明的技术方案具有如下技术效果：

本发明所涉及的系统和方法可供有实际应用需求的DCS数据组态设计人员、DCS数据组态现场改造人员、现场仪控调试人员、项目业主在实际工程项目中对DCS系统数据进行组态检查和数据分析。具体使用统计、比较、归类、对比等方法分析DCS组态，通过图表等直观的方式呈现用户，并帮助用户及时发现DCS组态错误和组态缺失，尽早发现和消除隐患，使DCS设备，尤其是核电站DCS设备尽早进入高可用率状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一中的数字化控制系统的数据组态诊断系统的结构示意图；

图2是本发明实施例一中的网页模板的结构示意图；

图3是本发明实施例一中的功能模块的结构示意图以及用户接口模块、功能模块以及数据库之间的连接关系图；

图4是本发明实施例一中的用户接口模块的结构示意图；

图5是本发明实施例二中的数字化控制系统的数据组态诊断方法的步骤流程图。

具体实施方式

本发明针对现有技术中存在的，实际工程，尤其是是核电站DCS中数据点多，组态量大，DCS数据组态容易发生错误，现有的工厂逻辑测试和现场功能性调试是着眼于验证整理逻辑功能，不能完全覆盖对所有数据组态的验证，难以发现全部的DCS数据组态错误等问题，提供了一种可供有实际应用需求的DCS数据组态设计人员、DCS数据组态现场改造人员、现场仪控调试人员以及项目业主在实际工程项目中对DCS系统数据进行组态检查和数据分析的DCS组态诊断系统和方法。具体使用统计、比较、归类、对比等方法分析DCS组态，通过图表等直观的方式呈现用户，并帮助用户及时发现DCS组态错误和组态缺失，为尽早发现和消除隐患、使DCS设备，尤其是核电站DCS设备尽早进入高可用率状态提供有力的帮助。其核心思想是：除了产生数据组态文件的DCS系统以及用户使用的用户终端外，还设置有与所述用户终端连接的服务终端，用于上传并存储所述数字化控制系统产生的数据组态文件，并根据用户需求对所述数据组态文件进行分析，将所述数据组态文件反馈回所述用户终端，供用户查看和调用，实现人机动态交互。

实施例一：

图1示出了一种数字化控制系统的数据组态诊断系统的结构示意图，其用于对所述数字化控制系统产生的数据组态文件进行诊断；其包括：

至少一个用户终端1，用户终端2，用户终端3...用户终端N，用于将数字化控制系统的一个或多个组态文件发送给服务终端；

服务终端，其与所述用户终端连接，用于从所述用户终端获取并存储所述数字化控制系统的组态文件，并根据用户请求对所述组态文件进行分析，将所述文件的分析过程以及结果反馈回所述用户终端。

所述用户终端与服务终端之间可根据客户的需求采用不同的接口，并通过互联网进行连接。

进一步的，所述服务终端为运行Microsoft Windows Server操作系统的服务器计算机，且所述操作系统中安装有Web服务软件，优选的，所述Web服务软件可以为IIS信息服务软件，且所述服务终端中包括：

用户接口模块，其与所述用户终端连接，用于获取用户通过所述用户终端上传的所述数字化控制系统的组态文件；以及将所述数据组态文件的分析过程以及结果反馈回所述用户终端，且所述主控制模块功能由php脚本实现；

网页模板模块，其与所述用户接口模块连接，并被所述用户接口模块调用，用于向所述用户接口模块提供至少一个网页模板，所述用户接口模块加载所述网页模板，生成可供用户访问和浏览的动态网页，并将所述动态网页发布到所述用户终端的浏览器，供用户操作和浏览；

以及数据库，所述数据库分别与所述主控制模块和功能模块连接；所述功能模块用于导入用户通过所述用户终端上传给所述用户接口模块的所述数字化控制系统产生的组态文件，并对用户上传的组态文件进行解析，且将解析后的组态以数据格式存储到数据库中，所述功能模块功能由python脚本实现，所述IIS信息服务软件被配置为支持在CGI模式下运行python脚本；所述数据库用于接收所述功能模块发送的解析后的组态数据并存储；所述用户接口模块根据输入的用户请求控制所述功能模块对所述数据库中的以数据格式存储的组态进行分析和检查，且所述数据库采用MySQL软件。需要说明的是，由于DCS内部的组态文件是文件格式，因此需要先被本系统主控制模块解析(或称“识别”)后存入数据库。后续进行“分析和检查”的时候就可以直接从数据库读取数据了，而不用再从组态文件中读取。该种设计是考虑到在进行分析和检查时，数据库能实现更快和更强的数据存储。

此外，所述的“分析”是进行数据统计、比较、归类，并将结果以图表方式展示的功能；而“检查”是进行查错，即检查DCS组态中的错误的过程。

需要注意的是，所述数据库还用于存储用户会话信息，所述用户会话信息包括：用户注册信息、用户创建的项目信息。因此，所述用户接口模块可根据所述数据库中存储的用户会话信息加载所述网页模板模块中的不同网页模板，向所述网页模板中增加不同的动态内容生成动态网页，并将所述动态网页发布到所述用户终端的浏览器；所述用户可登陆所述动态网页，并输入用户请求。

其中，所述网页模板采用HTML和网页脚本语言编写而成，其包括用于与所述用户动态交互的静态文字、静态图像和网页脚本部分；且如图2所示，所述网页模块包括：用户登录页面、主界面页面、项目创建和选择页面、文件上传页面、组态分析功能导航页面以及组态检查功能导航页面。

进一步的，如图3所示，所述功能模块包括：

组态文件导入模块，其与所述数据库连接，用于导入用户通过所述用户终端上传给所述用户接口模块的所述组态文件，且所述用户接口模块根据所述动态网页中输入的用户请求调用所述组态文件导入模块对所述组态文件进行解析，并发送解析后的组态数据至所述数据库进行存储；

至少一个组态分析模块，其与所述数据库连接，所述用户接口模块根据所述动态网页中输入的用户请求调用所述组态分析模块从所述数据库中读取以数据格式存储的组态数据，并对其进行分析；

至少一个组态检查模块，其与所述数据库连接，所述用户接口模块根据所述动态网页中输入的用户请求调用所述组态检查模块从所述数据库中读取以数据格式存储的组态数据，并对其进行检查；

以及用户会话管理模块，其连接所述数据库；所述用户接口模块在所述用户登陆后，通过所述用户会话管理模块读取所述数据库中存储的用户会话信息以及组态数据信息，提示所述用户创建新的应用项目，或者为所述用户提供已创建的应用项目。

功能模块与数据库有双向数据交互，即，(1)DCS数据组态导入功能把用户通过主控制模块上传的DCS数据组态文件中的数据进行解析和存入数据库；(2)组态分析功能、组态检查功能从数据库获取DCS数据组态进行分析。

本实施例中的系统把从DCS设备中导出的DCS数据组态文件上传到本系统，并导入到本系统数据库中的目的是：提高数据库系统的快速访问速度，增强索引功能，能够使承担组态分析功能和组态检查功能的功能模块更快运行和实现更强的功能。

进一步的，所述动态网页包括：

用户登录界面，供不同的用户角色进行登录；

项目创建和选择界面，其与所述用户会话管理模块连接，用于在用户登陆后提示所述用户创建新的应用项目，或者为所述用户提供已创建的应用项目；

主界面，用于展示以创建或新创建的应用项目，并引导用户对项目进行操作；

数据文件上传界面，其与所述组态文件导入模块连接，用户登陆后可通过所述数据文件上传界面输入上传请求，将所述组态文件上传给所述用户接口模块，并由所述用户接口模块把用户上传的组态文件发送给组态文件导入模块；

组态分析界面，用户登陆后可向所述组态分析界面输入分析请求，通过所述用户接口模块调用所述组态分析模块对所述组态文件进行分析，并在所述组态分析界面中向所述用户展示所述组态分析模块对所述组态文件进行分析的过程以及结果；

以及组态检查界面，用户登陆后可通过所述组态检查界面输入检查请求，通过所述用户接口模块调用所述组态检查模块对所述组态文件进行检查，并在所述组态检查界面中向所述用户展示所述组态检查模块对所述组态文件进行检查的过程以及结果。

为进一步增强人机之间的互动效果，如图4所示，所述用户接口模块中包括功能模块调用模块；用户登陆后可通过所述功能模块调用模块调出所述动态网页中的组态检查界面和/或组态分析界面，用户通过组态检查界面和/或组态分析界面向所述用户接口模块发出调用组态分析模块和/或组态检查模块、以及组态文件导入模块的请求，通过所述用户接口模块的功能模块调用模块实现对所述组态分析模块和/或组态检查模块、以及组态文件导入模块的调用；并在所述组态检查界面和/或组态分析界面中向所述用户展示所述组态分析模块和/或组态检查模块对所述组态文件进行分析和检查的过程以及结果，且将所述组态分析模块和/或组态检查模块、以及组态文件导入模块执行相应的功能的过程以及结果保存为日志文件。

而当用户通过向所述组态检查界面和/或组态分析界面中输入指令来调用所述组态分析模块和/或组态检查模块、以及组态文件导入模块执行相应的功能，所述动态网页通过Ajax异步请求调用对应的所述组态分析模块和/或组态检查模块、以及组态文件导入模块。且所述日志文件的地址作为Ajax异步请求的返回值被发回至所述用户终端的浏览器，所述用户终端的浏览器中包含JavaScript脚本，所述JavaScript脚本用于接收并解码所述日志文件，并将解码出的内容以网页元素呈现给所述用户。

用户的典型操作过程如下：

用户使用浏览器访问本系统服务器的网络地址，并通过本系统主控制模块提供的人机接口功能发送给用户浏览器的动态网页进行登录。用户登陆后可使用主控制模块提供的文件上传功能将DCS数据组态文件上传到本系统。文件上传成功后，本系统将自动调用DCS数据组态导入功能模块将文件中的数据按一定格式存储到数据库中。之后，用户即可调用本系统中的不同组态分析功能模块和组态检查功能模块对数据库中保存的DCS数据组态进行各项分析，分析结果将呈现在用户浏览器网页上。

目前基于上述描述具体实现的一种可行和典型的系统包含了5个组态分析模块和11个组态检查模块，覆盖了常见的DCS数据组态检查需求。

所述5个组态分析模块和11个组态检查模块名称和功能分别见表1和表2：

表1：

表2：

需要说明的是，上述5个组态分析模块和11个组态检查模块仅为列举，并非穷举，本领域中的其他组态分析模块和组态检查模块均属于本领域的保护范围。

实施例二：

图5是本发明实施例二中的数字化控制系统的数据组态诊断方法的步骤流程图。

具体包括如下步骤：

S1、组态文件上传：通过用户终端将所述数字化控制系统的组态文件上传到服务终端的用户接口模块；

S2、组态文件导入：通过组态文件导入模块对通过用户终端上传的组态文件进行解析，并将解析后的组态数据存入数据库中；

S3、组态文件分析：根据用户请求对所述数据库中存储的组态文件进行分析；

S4、分析反馈：将所述组态文件的分析过程以及结果反馈回所述用户终端。

其中，所述数字化控制系统、用户终端以及服务终端的结构、功能以及相互连接关系均与实施例一相同，在此不再赘述。

需要说明的是，上述系统和方法可运用于核电站DCS以及其他类型的DCS数据组态分析。

综上所述，本发明提供了一种采用IIS建立服务器端Web服务、用HTML设计前端网页、用php脚本实现动态功能、用python脚本实现数据分析功能，用MySQL建立数据库的DCS数据组态分析系统和方法，可供有实际应用需求的DCS数据组态设计人员、DCS数据组态现场改造人员、现场仪控调试人员以及项目业主在实际工程项目中对DCS系统数据进行组态检查和数据分析。具体使用统计、比较、归类、对比等方法分析DCS组态，通过图表等直观的方式呈现用户，并帮助用户及时发现DCS组态错误和组态缺失，为尽早发现和消除隐患、使DCS设备，尤其是核电站DCS设备尽早进入高可用率状态提供有力的帮助。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (26)

1.一种数字化控制系统的组态诊断系统，用于对所述数字化控制系统的组态进行诊断，其特征在于，包括：

至少一个用户终端，用于将数字化控制系统的一个或多个组态文件发送给服务终端；

服务终端，其与所述用户终端连接，用于从所述用户终端获取并存储所述数字化控制系统的组态文件，并根据用户请求对所述组态文件进行分析，将所述文件的分析过程以及结果反馈回所述用户终端。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述服务终端包括：

用户接口模块，其与所述用户终端连接，用于获取用户通过所述用户终端上传的所述数字化控制系统的组态文件；以及将所述数据组态文件的分析过程以及结果反馈回所述用户终端；

网页模板模块，其与所述用户接口模块连接，并被所述用户接口模块调用，用于向所述用户接口模块提供至少一个网页模板，所述用户接口模块加载所述网页模板，生成可供用户访问和浏览的动态网页，并将所述动态网页发布到所述用户终端的浏览器，供用户操作和浏览；

以及数据库，所述数据库分别与所述用户接口模块和功能模块连接；

所述功能模块与所述用户接口模块连接，用于导入用户通过所述用户终端上传给所述用户接口模块的所述数字化控制系统组态文件，并对用户上传的组态文件进行解析，且将解析后的组态以数据格式存储到数据库中；所述数据库用于接收所述功能模块发送的解析后的组态数据并存储；所述用户接口模块根据输入的用户请求控制所述功能模块对所述数据库中的以数据格式存储的组态进行分析和检查。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述服务终端为运行Microsoft WindowsServer操作系统的服务器计算机，且所述操作系统中安装有Web服务软件，所述Web服务软件一端与所述用户接口模块连接，另一端通过通过互联网与所述用户终端连接；所述用户终端发送的用户请求通过所述Web服务软件发送给所述用户接口模块；所述用户接口模块通过所述Web服务软件向所述用户终端发布所述动态网页,并接受所述用户通过所述动态网页输入的用户请求。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述数据库还用于存储用户会话信息，所述用户会话信息包括：用户注册信息、用户创建的项目信息。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述用户接口模块根据所述数据库中存储的用户会话信息加载所述网页模板模块中的不同网页模板，向所述网页模板中增加不同的动态内容生成动态网页，并将所述动态网页发布到所述用户终端的浏览器；所述用户可登陆所述动态网页，并输入用户请求。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述网页模板采用HTML和网页脚本语言编写而成，其包括用于与所述用户动态交互的静态文字、静态图像和网页脚本部分；且所述网页模块包括：用户登录页面、主界面页面、项目创建和选择页面、文件上传页面、组态分析功能导航页面以及组态检查功能导航页面。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述功能模块包括：

组态文件导入模块，其与所述数据库连接，用于导入用户通过所述用户终端上传给所述用户接口模块的所述组态文件，且所述用户接口模块根据所述动态网页中输入的用户请求调用所述组态文件导入模块对所述组态文件进行解析，并发送解析后的组态数据至所述数据库进行存储；

至少一个组态分析模块，其与所述数据库连接，所述用户接口模块根据所述动态网页中输入的用户请求调用所述组态分析模块从所述数据库中读取以数据格式存储的组态数据，并对其进行分析；

至少一个组态检查模块，其与所述数据库连接，所述用户接口模块根据所述动态网页中输入的用户请求调用所述组态检查模块从所述数据库中读取以数据格式存储的组态数据，并对其进行检查；

以及用户会话管理模块，其连接所述数据库；所述用户接口模块在所述用户登陆后，通过所述用户会话管理模块读取所述数据库中存储的用户会话信息以及组态数据信息，提示所述用户创建新的应用项目，或者为所述用户提供已创建的应用项目。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述动态网页包括：

用户登录界面，供不同的用户角色进行登录；

项目创建和选择界面，其与所述用户会话管理模块连接，用于在用户登陆后提示所述用户创建新的应用项目，或者为所述用户提供已创建的应用项目；

主界面，用于展示以创建或新创建的应用项目，并引导用户对项目进行操作；

数据文件上传界面，其与所述组态文件导入模块连接，用户登陆后可通过所述数据文件上传界面输入上传请求，将所述组态文件上传给所述用户接口模块，并由所述用户接口模块把用户上传的组态文件发送给组态文件导入模块；

组态分析界面，用户登陆后可向所述组态分析界面输入分析请求，通过所述用户接口模块调用所述组态分析模块对所述组态文件进行分析，并在所述组态分析界面中向所述用户展示所述组态分析模块对所述组态文件进行分析的过程以及结果；

以及组态检查界面，用户登陆后可通过所述组态检查界面输入检查请求，通过所述用户接口模块调用所述组态检查模块对所述组态文件进行检查，并在所述组态检查界面中向所述用户展示所述组态检查模块对所述组态文件进行检查的过程以及结果。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述用户接口模块还用于将所述组态分析模块和/或组态检查模块、以及组态文件导入模块执行相应的功能的过程以及结果保存为日志文件。

10.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述Web服务软件为IIS信息服务软件。

11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述用户接口模块功能由php脚本实现；所述功能模块功能由python脚本实现；所述数据库采用MySQL软件；所述网页模板中的网页脚本语言为JavaScript；所述IIS信息服务软件被配置为支持在CGI模式下运行php脚本和python脚本。

12.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述组态分析模块包括以下模块中的一种或几种：

组态总体情况分析模块，用于对所有数据点的数量、分布以及属性给予总体数据面的统计，并生成分析报告；

各控制站数据分析模块，用于对所有控制站的所有数据点按照点类型进行归类统计，并生成分析报告表格；

各系统数据点分析模块，用于选定工艺系统，并分析所述工艺系统内所有数据点在各站的分布情况，并生成分析报告；

平台点数量裕量分析模块，用于根据所述数字化控制系统平台对各类点的容量限制要求，对数据库内的点进行分析，查看其是否超容或是否还有足够裕量，并生成分析报告；

各站硬IO裕量分析模块，用于对用户选定的控制站的硬接线IO点进行统计，根据各类点的备用点数量，分析出各类点的硬件裕量，并生成分析报告。

13.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述组态检查模块包括以下模块中的一种或几种：

仪控报警切除检查模块，用于检查所有数据点仪控报警属性是否正确设置，对不符合项给出修改建议；

输出格式OF检查模块，用于检查所有模拟量输入点的输出格式是否与其量程匹配，对不符合项给出修改建议；

报警点组态正确性检查模块，用于对各类报警点的报警限值、报警判断、报警描述的正确性和一致性进行检查，对不符合项给出修改建议；

历史库收集周期合理性检查模块，用于根据不同点类型，对其组态中的历史库收集周期进行检查，对不符合点给出修改建议；

站间硬IO点匹配性检查模块，用于检查不同控制站间的硬接线点的双侧一致性，检查是否存在设计缺陷；

通讯点组态正确性模块，用于检查所述数字化控制系统与第三方系统的通讯点组态是否正确，包括通讯点和comtag点一致性检查，以及comtag点配置合规性检查；

1E-NC通讯点组态检查模块，用于结合用户上传的网关配置文件，检查通讯数据点配置正确性；

XU网关组态检查模块，用于结合用户上传的网关配置文件，检查通讯数据点配置正确性；

点信息完整性检查模块，用于检查全部数据点的信息完整性，包括对描述、置位说明、区域号的完整性进行检查，同时检查其长度、内容的合规性；

通讯点地址连续性检查模块，用于对所述数字化控制系统与第三方通讯站的通讯地址连续性进行分析，对不连续点给出提示；

非标字符检查模块，用于检查数据库中是否存在非工程标准的字符。

14.一种数字化控制系统的组态诊断方法，用于对所述数字化控制系统的组态进行诊断，其特征在于，包括如下步骤：

S1、组态文件上传：通过用户终端将所述数字化控制系统的组态文件上传到服务终端的用户接口模块；

S2、组态文件导入：通过组态文件导入模块对通过用户终端上传的组态文件进行解析，并将解析后的组态数据存入数据库中；

S3、组态文件分析：根据用户请求对所述数据库中存储的组态数据进行分析和检查；

S4、分析反馈：将对所述组态数据进行分析和检查的过程以及结果反馈回所述用户终端。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述服务终端包括：

用户接口模块，其与所述用户终端连接，用于获取用户通过所述用户终端上传的所述数字化控制系统的组态文件；以及将所述数据组态文件的分析过程以及结果反馈回所述用户终端；

网页模板模块，其与所述用户接口模块连接，并被所述用户接口模块调用，用于向所述用户接口模块提供至少一个网页模板，所述用户接口模块加载所述网页模板，生成可供用户访问和浏览的动态网页，并将所述动态网页发布到所述用户终端的浏览器，供用户操作和浏览；

以及数据库，所述数据库分别与所述用户接口模块和功能模块连接；

所述功能模块与所述用户接口模块连接，用于导入用户通过所述用户终端上传给所述用户接口模块的所述数字化控制系统组态文件，并对用户上传的组态文件进行解析，且将解析后的组态以数据格式存储到数据库中；所述数据库用于接收所述功能模块发送的解析后的组态数据并存储；所述用户接口模块根据输入的用户请求控制所述功能模块对所述数据库中的以数据格式存储的组态进行分析和检查。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述服务终端为运行Microsoft WindowsServer操作系统的服务器计算机，且所述操作系统中安装有Web服务软件，所述Web服务软件一端与所述用户接口模块连接，另一端通过通过互联网与所述用户终端连接；所述用户终端发送的用户请求通过所述Web服务软件发送给所述用户接口模块；所述用户接口模块通过所述Web服务软件向所述用户终端发布所述动态网页,并接受所述用户通过所述动态网页输入的用户请求。

17.如权利要求16所述的系统，其特征在于，步骤S2中，所述数据库还用于存储用户会话信息，所述用户会话信息包括：用户注册信息、登录密码验证以及加载已创建项目。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述用户接口模块根据所述数据库中存储的用户会话信息加载所述网页模板模块中的不同网页模板，向所述网页模板中增加不同的动态内容生成动态网页，并将所述动态网页发布到所述用户终端的浏览器；所述用户可登陆所述动态网页，并输入用户请求。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述网页模板采用HTML和网页脚本语言编写而成，其包括用于与所述用户动态交互的静态文字、静态图像和网页脚本部分；且所述网页模块包括：用户登录页面、主界面页面、项目创建和选择页面、文件上传页面、组态分析功能导航页面以及组态检查功能导航页面。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述功能模块包括：

组态文件导入模块，其与所述数据库连接，用于导入用户通过所述用户终端上传给所述用户接口模块的所述组态文件，且所述用户接口模块根据所述动态网页中输入的用户请求调用所述组态文件导入模块对所述组态文件进行解析，并发送解析后的组态数据至所述数据库进行存储；

至少一个组态分析模块，其与所述数据库连接，所述用户接口模块根据所述动态网页中输入的用户请求调用所述组态分析模块从所述数据库中读取以数据格式存储的组态数据，并对其进行分析；

至少一个组态检查模块，其与所述数据库连接，所述用户接口模块根据所述动态网页中输入的用户请求调用所述组态检查模块从所述数据库中读取以数据格式存储的组态数据，并对其进行检查；

以及用户会话管理模块，其连接所述数据库；所述用户接口模块在所述用户登陆后，通过所述用户会话管理模块读取所述数据库中存储的用户会话信息以及组态数据信息,提示所述用户创建新的应用项目，或者为所述用户提供已创建的应用项目。

21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述动态网页包括：

用户登录界面，供不同的用户角色进行登录；

项目创建和选择界面，其与所述用户会话管理模块连接，用于在用户登陆后提示所述用户创建新的应用项目，或者为所述用户提供已创建的应用项目；

主界面，用于展示以创建或新创建的应用项目，并引导用户对项目进行操作；

数据文件上传界面，其与所述组态文件导入模块连接，用户登陆后可通过所述数据文件上传界面输入上传请求，将所述组态文件上传给所述用户接口模块，并由所述用户接口模块把用户上传的组态文件发送给组态文件导入模块；

组态分析界面，用户登陆后可向所述组态分析界面输入分析请求，通过所述用户接口模块调用所述组态分析模块对所述组态文件进行分析，并在所述组态分析界面中向所述用户展示所述组态分析模块对所述组态文件进行分析的过程以及结果；

以及组态检查界面，用户登陆后可通过所述组态检查界面输入检查请求，通过所述用户接口模块调用所述组态检查模块对所述组态文件进行检查，并在所述组态检查界面中向所述用户展示所述组态检查模块对所述组态文件进行检查的过程以及结果。

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述用户接口模块还用于将所述组态分析模块和/或组态检查模块、以及组态文件导入模块执行相应的功能的过程以及结果保存为日志文件,将其发送给所述用户终端。

23.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述Web服务软件为IIS信息服务软件。

24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述用户接口模块功能由php脚本实现；所述功能模块功能由python脚本实现；所述数据库采用MySQL软件；所述网页模板中的网页脚本语言为JavaScript；所述IIS信息服务软件被配置为支持在CGI模式下运行php脚本和python脚本。

25.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述组态分析模块包括以下模块中的一种或几种：

组态总体情况分析模块，用于对所有数据点的数量、分布以及属性给予总体数据面的统计，并生成分析报告；

各控制站数据分析模块，用于对所有控制站的所有数据点按照点类型进行归类统计，并生成分析报告表格；

各系统数据点分析模块，用于选定工艺系统，并分析所述工艺系统内所有数据点在各站的分布情况，并生成分析报告；

平台点数量裕量分析模块，用于根据所述数字化控制系统平台对各类点的容量限制要求，对数据库内的点进行分析，查看其是否超容或是否还有足够裕量，并生成分析报告；

各站硬IO裕量分析模块，用于对用户选定的控制站的硬接线IO点进行统计，根据各类点的备用点数量，分析出各类点的硬件裕量，并生成分析报告。

26.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述组态检查模块包括以下模块中的一种或几种：

仪控报警切除检查模块，用于检查所有数据点仪控报警属性是否正确设置，对不符合项给出修改建议；

输出格式OF检查模块，用于检查所有模拟量输入点的输出格式是否与其量程匹配，对不符合项给出修改建议；

报警点组态正确性检查模块，用于对各类报警点的报警限值、报警判断、报警描述的正确性和一致性进行检查，对不符合项给出修改建议；

历史库收集周期合理性检查模块，用于根据不同点类型，对其组态中的历史库收集周期进行检查，对不符合点给出修改建议；

站间硬IO点匹配性检查模块，用于检查不同控制站间的硬接线点的双侧一致性，检查是否存在设计缺陷；

通讯点组态正确性模块，用于检查所述数字化控制系统与第三方系统的通讯点组态是否正确，包括通讯点和comtag点一致性检查，以及comtag点配置合规性检查；

1E-NC通讯点组态检查模块，用于结合用户上传的网关配置文件，检查通讯数据点配置正确性；

XU网关组态检查模块，用于结合用户上传的网关配置文件，检查通讯数据点配置正确性；

点信息完整性检查模块，用于检查全部数据点的信息完整性，包括对描述、置位说明、区域号的完整性进行检查，同时检查其长度、内容的合规性；

通讯点地址连续性检查模块，用于对所述数字化控制系统与第三方通讯站的通讯地址连续性进行分析，对不连续点给出提示；

非标字符检查模块，用于检查数据库中是否存在非工程标准的字符。