CN106774220A - 一种火电厂分布式控制系统在线运行状态监测平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种火电厂分布式控制系统在线运行状态监测平台,分布式控制系统包括DCS控制设备、交换机和工作站计算机,DCS控制设备内设有控制器,控制器通过交换机连接工作站计算机,监测平台包括监控服务器,监控服务器通过OPC服务器连接至交换机,监控服务器设有监测系统,包括:DCS控制设备监测模块:对DCS控制设备状态进行监测;交换机状态监测模块:对交换机状态进行监测;控制器和工作站计算机监测模块:对DCS控制设备有控制器及工作站计算机状态进行监测;逻辑判断模块:对各监测模块的监测结果进行逻辑处理;显示和报警模块:根据逻辑处理结果进行显示并进行故障报警。与现有技术相比,本发明能够实现全面监测,及时做出维修处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种监测平台,尤其是涉及一种火电厂分布式控制系统在线运行状态监测平台。
背景技术
火电厂的自动化发展是电力产业自动化发展的重要组成部分。自动控制设备是火电厂自动化生产的基础,包括传感器、变送器、通讯设备、工业计算机等,具有数量众多、种类繁杂、失效率高等特点。因此对发电厂内的自动控制设备的监控至关重要,但是目前尚无集成监测发电厂控制设备运行状态的系统。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种火电厂分布式控制系统在线运行状态监测平台。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种火电厂分布式控制系统在线运行状态监测平台,所述的分布式控制系统包括DCS控制设备、交换机和工作站计算机,所述的DCS控制设备内设有控制器,所述的控制器通过所述的交换机连接工作站计算机,该监测平台包括OPC服务器和监控服务器,所述的监控服务器通过OPC服务器连接至交换机,所述的监控服务器设有监测系统,所述的监测系统包括:
DCS控制设备监测模块:用于对DCS控制设备状态进行监测;
交换机状态监测模块:用于对交换机状态进行监测;
控制器和工作站计算机监测模块:用于对DCS控制设备所有控制器以及所有工作站计算机状态进行监测;
逻辑判断模块:该模块用于对上述监测模块的监测结果进行逻辑处理;
显示和报警模块:该模块用于根据逻辑判断模块的处理结果进行显示并进行故障报警。
所述的DCS控制设备状态包括DCS控制设备机柜内温度、DCS控制设备机柜中电源状态信息、DCS控制设备机柜内I/O卡件状态信息和现场总要信息点状态信息,所述的现场总要信息点为分布在火电厂工作现场并与所述的I/O卡件连接的传感器。
所述的交换机状态包括交换机CPU使用率、内存使用率、网络掉线及发生的时间、交换机通讯信息量。
控制器和工作站计算机状态包括控制器和工作站计算机的CPU负载和内存负载。
所述的监测系统内还设有历史数据存储模块和历史数据查看模块,历史数据存储模块连接逻辑判断模块,并对逻辑处理后的数据进行存储,历史数据查看模块连接历史数据存储模块,历史数据查看模块获取历史数据存储模块中数据并进行展示。
该系统还包括逻辑知识库和逻辑配置模块,所述的逻辑知识库连接逻辑配置模块,所述的逻辑配置模块连接逻辑判断模块,所述的逻辑配置模块用于用户自主配置逻辑判断模块的判断逻辑。
该监测平台还包括外置声光报警器,所述的外置声光报警器连接所述的显示和报警模块。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
(1)本发明集成了多种状态监测,包括DCS控制设备状态、交换机状态、控制器和工作站计算机状态,实现了全面监测,可以全方位指导维修人员了解整个火电厂分布式控制系统的运行状态,满足精细化检修的需求,提高火电厂分布式控制系统的运行可靠性;
(2)本发明设置历史数据存储模块和历史数据查看模块,提供了历史数据回看功能,满足后期根据火电厂分布式控制系统历史运行状态进行分析,进而进行对系统进行完善;
(3)本发明设置外置声光报警器,在发生故障时可以及时通知维修人员进行处理。
附图说明
图1为本发明监测系统的结构框图;
图2为本发明火电厂分布式控制系统在线运行状态监测平台的具体结构框图;
图3为本发明基于OPC协议的数据获取流程图;
图4为本发明基于SNMP协议读取控制设备的状态信息的流程图;
图5为本发明基于RPC协议的状态信息读取的流程图。
图中,1为DCS控制设备监测模块,2为交换机状态监测模块,3为控制器和工作站计算机监测模块,4为实时数据库模块,5为逻辑判断模块,6为显示和报警模块,7为历史数据存储模块,8为历史数据查看模块,9为逻辑知识库,10为逻辑配置模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示,一种火电厂分布式控制系统在线运行状态监测平台,分布式控制系统包括DCS控制设备、交换机和工作站计算机,DCS控制设备内设有控制器,控制器通过交换机连接工作站计算机,该监测平台包括OPC服务器和监控服务器,监控服务器通过OPC服务器连接至交换机,监控服务器设有监测系统,监测系统包括:
DCS控制设备监测模块1:用于对DCS控制设备状态进行监测;
交换机状态监测模块2:用于对交换机状态进行监测;
控制器和工作站计算机监测模块3:用于对DCS控制设备所有控制器以及所有工作站计算机状态进行监测;
逻辑判断模块5:该模块用于对上述监测模块的监测结果进行逻辑处理,其中数据检测模块监测的数据首先存放在实时数据库模块4中,从而逻辑判断模块5从实时数据库模块4中进行数据调用;
显示和报警模块6:该模块用于根据逻辑判断模块5的处理结果进行显示并进行故障报警。
监测系统内还设有历史数据存储模块7和历史数据查看模块8,历史数据存储模块7连接逻辑判断模块5,并对逻辑处理后的数据进行存储,历史数据查看模块8连接历史数据存储模块7,历史数据查看模块8获取历史数据存储模块7中数据并进行展示。
该系统还包括逻辑知识库9和逻辑配置模块10,逻辑知识库9连接逻辑配置模块10,逻辑配置模块10连接逻辑判断模块5,逻辑配置模块10用于用户自主配置逻辑判断模块5的判断逻辑。
通过以上系统数据的计算和处理,形成控制设备在线运行状态监测画面,作为人机互动接口,主要包括:控制设备可靠性监测系统主画面,交换机流量信息画面、卡件状态画面、重要点及电源信息监测画面、报警状态画面以及离线状态画面。这些画面的局部定位和综合可以全方位指导维修人员控制设备的运行状态,以便根据画面信息指示及时维护控制设备。
该监测平台还包括外置声光报警器,外置声光报警器连接显示和报警模块6。
具体地,如图2所示,DCS控制设备状态包括DCS控制设备机柜内温度、DCS控制设备机柜中电源状态信息、DCS控制设备机柜内I/O卡件状态信息和现场总要信息点状态信息,现场总要信息点为分布在火电厂工作现场并与I/O卡件连接的传感器。交换机状态包括交换机CPU使用率、内存使用率、网络掉线及发生的时间、交换机通讯信息量。控制器和工作站计算机状态包括控制器和工作站计算机的CPU负载和内存负载。
(1)DCS控制设备机柜内温度:对于DCS控制设备机柜K1内温度的采集,首先,通过温度传感器K2采集生成模拟电信号,在经过温度数据采集卡K3将模拟信号转换成数字信号,温度采集卡生成的数字信号经现场总线网络发送到DCS控制设备内的控制器K4,控制器K4将此信息经交换机K7发送至OPC服务器K8,进而发送至监控服务器K9。
(2)DCS控制设备机柜中电源状态信息:对于控制柜供电电源模块K5的状态监测,首先,开关型数据采集卡K6连接电源模块K5的状态采集接口,根据电源的状态接口的输出,封装成状态字,状态字包含直流电源、交流电源等状态详细信息,开关型采集卡K6将装状态字经现场总线网络提交给分布式控制器K4,控制器K4将此信息经交换机K7发送至OPC服务器K8,进而发送至监控服务器K9。
(3)DCS控制设备机柜内I/O卡件状态信息:对于开关型采集卡K6本身的状态,每块I/O卡与同柜内分布式控制器K4相连,按固定时间间隔0.5秒向控制器发送状态字,包含地址、类型、运行状态、故障、报警等信息,控制器K4将此信息经交换机K7发送至OPC服务器K8,进而发送至监控服务器K9。
(4)现场总要信息点状态信息:I/O卡件与生产现场传感器相连,获得实时信息,控制器按固定时间间隔0.5秒从I/O卡键读取信息,控制器K4将此信息经交换机K7发送至OPC服务器K8,进而发送至监控服务器K9。
(5)对于交换机K7状态的监测,服务器K8通过以太网与交换机相连,通过SNMP协议获得交换机状态,包括CPU、内存、网络吞吐量等信息。
(6)控制器K4和工作站计算机K11的状态监控是通过控制器内部的守护进程采集的,OPC服务器K8经过交换机K7与各分布式控制器物理相连,再通过PRC协议从控制器K4获得控制器的CPU负载、内存负载等信息。
对上述数据进行监测后传输至控服务器K9,监控服务器K9进行一系列处理后显示至屏幕K10,同时记录至数据库。
本平台针对不同的网络型设备采用了三种状态信息驱动:OPC、SNMP和RPC。
图3是基于OPC技术的数据获取流程,本发明所遵循的OPC标准是以微软公司的OLE技术为基础的,采用在控制设备侧配置OPC服务器,在状态可靠性监测系统侧配置OPC客户端,采用OPC技术建立起可靠性监测系统对控制设备实时数据库的数据采集机制,并将设备可靠性状态分析中所需的控制设备中的信息作为可靠性监测系统的实时数据库存储和调用。这种数据传输和数据获取方式具有高效性、可靠性的性能特点。
图4是基于SNMP协议的控制设备状态获取流程。简单网络管理协议(SNMP)是基于TCP/IP协议族的网络管理标准,能够支持网络管理系统,用以监测连接到网络上的设备是否有任何引起管理上关注的情况。本次系统采用该协议将控制设备系统设备中交换机、操作员站、工程师站以及过程站分别作为被管理的系统。通过各自的代理者的软件元件可以读取OID参数,通过OID状态信号可以获取交换机、操作员站、工程师站以及过程站的CUP负载、内存占用率等信息,而这些信号成为分析控制器运行状态、控制设备卡件运行状态、操作员站运行状态、工程师站运行状态和交换机运行状态等的依据。
图5是基于RPC协议的状态信息读取流程。RPC(Remote Procedure CallProtocol)——远程过程调用协议,它是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务,而不需要了解底层网络技术的协议。本系统中采用可靠性检测系统调用过程站、操作员站和工程师站的守护进程,可靠性监测系统通过访问控制设备中状态自检进程,获得设备内部状态信息。
本发明对基于设备可靠性的控制设备线运行状态进行研究,基于信息处理技术,设计了一套控制设备在线运行状态监测系统,该系统基于第三方通讯协议,对相关于网络型控制设备可靠性的控制设备的运行状态进行在线监视,主要功能包括记录机柜内温度、控制器的异常状态信息、控制负荷率、内存负荷率、报警、故障、离线及状态发生的时间;记录控制系统各卡件异常状态信息、报警、故障、离线及状态发生的时间;记录控制系统的两路电源系统切换、报警、掉电及状态发生的时间;记录控制系统网络系统状态变化,对网络交换机端口信息、交换机CPU使用率、内存使用率及网络掉线及发生的时间;对交换机的交换或通讯信息量进行监视,并根据系统重要程度进行分级,自动生成各种报警、故障信息报表,并统计记录各设备报警、故障发生的次数,对重要报警通过声光报警。
Claims (7)
1.一种火电厂分布式控制系统在线运行状态监测平台,所述的分布式控制系统包括DCS控制设备、交换机和工作站计算机,所述的DCS控制设备内设有控制器,所述的控制器通过所述的交换机连接工作站计算机,其特征在于,该监测平台包括OPC服务器和监控服务器,所述的监控服务器通过OPC服务器连接至交换机,所述的监控服务器设有监测系统,所述的监测系统包括:
DCS控制设备监测模块:用于对DCS控制设备状态进行监测;
交换机状态监测模块:用于对交换机状态进行监测;
控制器和工作站计算机监测模块:用于对DCS控制设备所有控制器以及所有工作站计算机状态进行监测;
逻辑判断模块:该模块用于对上述监测模块的监测结果进行逻辑处理;
显示和报警模块:该模块用于根据逻辑判断模块的处理结果进行显示并进行故障报警。
2.根据权利要求1所述的一种火电厂分布式控制系统在线运行状态监测平台,其特征在于,所述的DCS控制设备状态包括DCS控制设备机柜内温度、DCS控制设备机柜中电源状态信息、DCS控制设备机柜内I/O卡件状态信息和现场总要信息点状态信息,所述的现场总要信息点为分布在火电厂工作现场并与所述的I/O卡件连接的传感器。
3.根据权利要求1所述的一种火电厂分布式控制系统在线运行状态监测平台,其特征在于,所述的交换机状态包括交换机CPU使用率、内存使用率、网络掉线及发生的时间、交换机通讯信息量。
4.根据权利要求1所述的一种火电厂分布式控制系统在线运行状态监测平台,其特征在于,控制器和工作站计算机状态包括控制器和工作站计算机的CPU负载和内存负载。
5.根据权利要求1所述的一种火电厂分布式控制系统在线运行状态监测平台,其特征在于,所述的监测系统内还设有历史数据存储模块和历史数据查看模块,历史数据存储模块连接逻辑判断模块,并对逻辑处理后的数据进行存储,历史数据查看模块连接历史数据存储模块,历史数据查看模块获取历史数据存储模块中数据并进行展示。
6.根据权利要求1所述的一种火电厂分布式控制系统在线运行状态监测平台,其特征在于,该系统还包括逻辑知识库和逻辑配置模块,所述的逻辑知识库连接逻辑配置模块,所述的逻辑配置模块连接逻辑判断模块,所述的逻辑配置模块用于用户自主配置逻辑判断模块的判断逻辑。
7.根据权利要求1所述的一种火电厂分布式控制系统在线运行状态监测平台,其特征在于,该监测平台还包括外置声光报警器,所述的外置声光报警器连接所述的显示和报警模块。
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