CN107276812A - 一种核电站Level2层冗余设备的故障诊断装置、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明要解决的技术问题是提供一种能够实现核电站仪控系统Level2层冗余设备状态的全诊断系统和方法，尤其是对不满足单一故障的冗余网络设备交叉断线后的状态诊断方法。本发明提供一种核电站Level2层冗余设备的故障诊断装置、方法和系统，包括诊断服务端、诊断客户端；所述诊断服务端包括主机诊断服务端和从机诊断服务端，所述诊断服务端包括处理诊断客户端请求模块、转发诊断客户端请求模块、设备诊断状态更新至实时数据库模块和主从诊断服务端数据对齐模块；所述诊断客户端包括诊断本机设备状态模块。

Description

一种核电站Level2层冗余设备的故障诊断装置、系统和方法

技术领域

本发明涉及网络安全领域，特别是一种判断核电站Level2层冗余设备是否存在故障的诊断装置、系统和方法。

背景技术

核电站Level2层为机组监督控制层，包括与人机界面和过程控制接口相关的数据处理功能。业界常用的冗余设备故障诊断方法大多通过网络发包的方式进行诊断，但是如果设备诊断的主服务器已有一个网络故障，此时客户端对应的另外一个冗余网络也发生故障，则客户端与主服务器之间无法进行数据的通讯，也就无法诊断出具体的网络故障信息，对核电站维护工程师进行网络维修造成了不便。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种核电站Level2层冗余设备的故障诊断装置，包括诊断服务端、向所述诊断服务端提交信息处理请求的诊断客户端和实时数据库；所述诊断服务端包括分别接收所述诊断客户端发送的诊断数据包的主诊断服务端和从诊断服务端，所述主诊断服务端包括处理诊断客户端请求模块、主转发诊断客户端请求模块、设备状态数据内存、设备诊断状态更新至实时数据库模块、通知模块和主从诊断服务端数据对齐模块；所述从诊断服务端包括从转发诊断客户端请求模块；

所述处理诊断客户端请求模块：用于创建定时器事件，周期地接收诊断客户端发送的诊断数据包，并对所述诊断数据包进行信息处理；

所述从转发诊断客户端请求模块用于接收诊断客户端发送过来的诊断数据包，并转发给所述主转发诊断客户端请求模块；所述主转发诊断客户端请求模块周期地对所述诊断数据包进行信息处理；

所述设备状态数据区，用于存储所述处理诊断客户端请求模块和主转发诊断客户端请求模块处理后的诊断数据包；

所述设备诊断状态更新至实时数据库模块：用于根据设备状态数据区检测到的改变信息，将诊断数据包更新至实时数据库；

所述通知模块，用于通知从诊断服务端进行主从诊断服务端对齐；

所述主从诊断服务端数据对齐模块，用于根据所述通知模块的通知，周期地对从诊断服务端与主诊断服务端进行对齐；

所述诊断客户端包括冗余设备的诊断设备状态模块；所述诊断设备状态模块用于周期读取设备状态，向主从诊断服务端提交信息处理请求。

进一步地，所述处理诊断客户端请求模块设定配置次数，周期将所有被诊断点故障次数加1，当收到从所述诊断客户端发来的被诊断点的状态信息后，将被诊断点故障次数清0，周期检查被诊断点的故障次数，如果超过配置的次数，则将该被诊断点置为故障。

进一步地，一种核电站Level2层冗余设备的故障诊断系统，包括运行着权利要求1所述的诊断服务端的主实时服务器和从实时服务器，以及运行着权利要求1所述诊断客户端的实时服务器、操作员站和其他Level2层设备，所述诊断服务端、诊断客户端分别连接管理网A网和管理网B网。

进一步地，所述主从实时服务器上的诊断服务端与管理网A网和管理网B网各有两个通道，所述主从实时服务器上的诊断服务端可分别从管理网A网和管理网B网的两个通道接收信息。

进一步地，所述从实时服务器上的诊断服务端有一个从管理网A网接收信息的通道和一个给管理网A网发送信息的通道，所述从实时服务器上的诊断服务端有一个从管理网B网接收信息的通道和一个给管理网B网发送信息的通道。

进一步地，涉及一种核电站Level2层冗余设备的故障诊断方法，包括以下步骤：

步骤一、诊断客户端周期性读取被诊断点状态信息，并生成诊断数据包；

步骤二、诊断客户端分别向主从诊断服务端提交对诊断数据包；

步骤三、主诊断服务端收到诊断客户端发送的诊断数据包后，对所述诊断数据包进行信息处理，并将处理的信息存储到设备状态数据区；

步骤四、从诊断服务端收到诊断客户端发送的诊断数据包后，转发给主诊断服务端；主诊断服务端收到从诊断服务端发送的诊断数据包后，周期地对所述诊断数据包进行信息处理，并将处理的信息存储到设备状态数据区；

步骤五、主诊断服务端在设备状态数据区检测到设备状态的改变信息，将该信息存储到实时数据库；

步骤六、主诊断服务端通知从诊断服务端进行主从诊断服务端数据对齐，并对该命令进行处理。

进一步地，所述诊断服务端读取配置文件信息，配置文件为每一个Level2节点配置3个硬件设备点和一个节点状态，分别为：主机设备、管理网A网设备、管理网B网设备、节点状态，如果某一个Level2节点连接管理网A和B的设备点同时故障，则认为该Level2主机设备点故障。

进一步地，所述诊断客户端周期向诊断服务端发送诊断数据包，主机上的诊断服务端周期将被诊断LEVEL2节点的3个设备和节点状态故障数加1。

进一步地，主诊断服务端收到诊断客户端的诊断数据包后将该节点的3个设备故障数清零，同时更新该节点对应的管理网卡设备点、主机设备点、节点状态以及CPU负荷、内存负荷和网络负荷。

进一步地，所述主诊断服务端一旦收到某个已故障设备发送过来的诊断包，立即将该设备点对应的管理网设备点、主机设备点的故障恢复信息更新至实时数据库，所述主诊断服务端将最新的节点状态写入实时数据库，同时进行主从对齐。

本发明所描述的网络故障诊断方法，由于设置了从诊断服务端，其也接收客户端发送的数据包，并诊断转发给主服务端，因此在上述故障发生时，可以通过设备诊断的从服务器转发客户端发出的诊断包，这样设备诊断的主服务器就可以获取客户端信息进行网络故障的诊断。针对核电站数字化仪控系统的Level2层，通过对Level2的冗余主机节点信息和冗余网络信息进行诊断，达到了解核电站控制系统Level2层设备状态的目的。

附图说明

图1为本发明诊断服务端设计原理图

图2为本发明诊断客户端设计原理图

图3为本发明核电站数字化仪控系统Level2层结构图

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为满足核电站数字化仪控系统level2层设备诊断，特设计了诊断服务端(DevCheckSVR)和诊断客户端(DevCheckCLT)，其中诊断服务端运行在主从实时服务器上，诊断客户端运行在实时服务器、操作员站和其他level2层设备上。所述诊断服务端、所述诊断客户端分别连接管理网A网和管理网B网。每个节点有3个设备：主机设备、管理网A网设备、管理网B网设备。

如图1所示，为诊断服务端的设计原理：

主从诊断服务端主要有：处理诊断客户端请求模块1.1、主转发诊断客户端请求模块1.2、设备状态数据区(内存)1.3、设备诊断状态更新至实时数据库模块1.4、通知模块1.5和主从诊断服务端数据对齐模块1.6，以及从转发诊断客户端请求模块1.7。

处理诊断客户端请求模块用于创建定时器事件，设定配置的次数，周期地接收诊断客户端发送过来的信息处理请求，并进行信息处理。所述信息处理请求是指诊断客户端将设备内存负荷、CPU负荷、网络状态等数据作为诊断数据包发送给诊断服务端。处理诊断客户端请求模块周期地进行信息处理，即将所有被诊断的设备点故障次数加1，当收到被诊断点的状态信息后，将设备点故障次数清0。周期检查被诊断设备点的故障次数，如果超过配置的次数，则将该设备点置为故障。

从转发诊断客户端请求模块用于从诊断服务端接收诊断客户端发送过来的被诊断点的状态信息，然后将该信息转发给主诊断服务端的主转发诊断客户端请求模块。主转发诊断客户端请求模块，与处理诊断客户端请求模块一样，周期地对该信息进行处理，即将所有被诊断的设备点故障次数加1，当收到被诊断点的状态信息后，将设备点故障次数清0。周期检查被诊断设备点的故障次数，如果超过配置的次数，则将该设备点置为故障。

设备状态数据区(内存)用于存储所述处理诊断客户端请求模块和主转发诊断客户端请求模块处理后的设备内存负荷、CPU负荷、网络状态等诊断数据包。

设备诊断状态更新至实时数据库模块实时监测设备状态数据区存储诊断数据包是否有变化，若是，则将该变化后的诊断数据包更新至实时数据库。

所述主从诊断服务端数据对齐模块，根据所述通知模块的进行主从诊断服务端对齐通知，周期地对从诊断服务端与主诊断服务端进行对齐。所述主从诊断服务端数据对齐的目的是为了使主从机状态一致,从机不处理诊断,但是会同步主机处理后的数据。

如图2所示的诊断客户端的诊断原理：

诊断客户端的冗余设备诊断设备状态模块，其包括两部分：诊断请求包生成模块2.3.6和诊断请求模块2.3.7；所述诊断请求包生成模块周期读取设备状态并组织生成设备诊断请求包；所述诊断请求模块分别向主从诊断服务端提交信息处理请求，即设备诊断请求包。各个设备诊断客户端诊断本机的CPU负荷、内存负荷、网络负荷等信息，然后将这些信息发送给诊断服务端，向设备诊断服务端发送的诊断包，其内容有：站号、诊断的网络状态、节点状态、CPU负荷、内存负荷和网络负荷。

主诊断服务端如果收到上述设备诊断请求包，则将这些信息存入设备状态数据区；如果没有收到上述诊断信息，则会周期将被诊断的3个设备(主机设备、管理网A网设备、管理网B网设备)和节点状态故障数加1，此周期与设备诊断客户端向设备诊断服务端发送诊断包的周期相同。当故障数达到配置的数目(主诊断服务端预先设定的)，则认为节点故障。

当主诊断服务端再次收到设备诊断客户端的诊断包后，将该节点的3个设备(主机设备、管理网A网设备、管理网B网设备)故障数清零。同时向实时数据库更新该节点对应管理网卡设备点、主机设备点、节点状态以及CPU负荷、内存负荷和网络负荷；从设备诊断服务器端收到设备诊断客户端的诊断包后将该诊断包转发给主诊断服务端，主诊断服务端收到从诊断服务端转发的诊断包后对其的处理方式与直接收到设备诊断客户端的诊断包的处理方式相同。

如果某一个LEVEL2主机连接管理网A网设备和管理网B网设备点同时故障，则认为该LEVEL2主机设备点故障。

主诊断服务端周期将所有设备点的运行状态更新至实时数据库，并周期进行主从诊断服务端的数据对齐。

主诊断服务端一旦收到某个已故障设备发送过来的诊断包，立即将该设备对应的管理网设备点、主机设备点和节点的最新状态信息更新至实时数据库，同时进行主从对齐。

如图3所示，诊断服务端(DevCheckSVR)读取配置文件信息，配置文件为每一个level2节点配置3个硬件设备点和一个节点状态，分别为：主机设备、管理网A网设备、管理网B网设备、节点状态。每一个level2节点连接管理网A网，有一个管理网A网设备点代表该管理网A状态(故障\正常)，每一个level2节点连接管理网B网，有一个管理网B网设备点代表该管理网B状态(故障\正常)，每一个level2节点有一个主机设备点，代表该节点的硬件设备状态(故障\正常)，每一个level2节点有一个节点状态，节点状态代表的是该节点的通讯状态(故障\正常)。

各个设备诊断客户端周期向设备诊断服务端发送诊断包(诊断包内容有：站号、诊断的网络状态、节点状态、CPU负荷、内存负荷和网络负荷)，主诊断服务端上的诊断任务周期将被诊断的3个设备(主机设备、管理网A网设备、管理网B网设备)和节点状态故障数加1，此周期与设备诊断客户端向设备诊断服务端发送诊断包的周期相同。

主诊断服务端收到设备诊断客户端的诊断包后将该节点的3个设备(主机设备、管理网A网设备、管理网B网设备)故障数清零。同时向实时数据库更新该节点对应管理网卡设备点、主机设备点、节点状态以及CPU负荷、内存负荷和网络负荷；从诊断服务端收到设备诊断客户端的诊断包后将该诊断包转发给主诊断服务端，主诊断服务端收到从诊断服务端转发的诊断包后对其的处理方式与直接收到设备诊断客户端的诊断包的处理方式相同。

如果某一个LEVEL2主机连接管理网A和B的设备点同时故障，则认为该LEVEL2主机设备点故障。主诊断服务端周期将所有设备点的运行状态更新至实时数据库，并根据状态更新信息周期进行主从诊断服务端的数据对齐。主诊断服务端一旦收到某个已故障设备发送过来的诊断包，立即将该设备对应的管理网设备点、主机设备点和节点的最新状态信息更新至实时数据库，同时进行主从对齐。

本实施例是一种核电站Level2层冗余设备的故障诊断系统，包括一种核电站Level2层冗余设备的故障诊断装置，包括诊断服务端、诊断客户端。所述的诊断服务端运行在主实时服务器、从实时服务器上，所述诊断客户端运行在实时服务器、操作员站和其他Level2层设备上，所述诊断服务端连接管理网A网和管理网B网；所述诊断客户端连接管理网A网和管理网B网。所述主从实时服务器上的诊断服务端分别与管理网A网和管理网B网各有两个通道。

所述主实时服务器上的诊断服务端与管理网A网和管理网B网的两个通道，都是用于接收信息的。

所述从实时服务器上的诊断服务端有一个从管理网A网接收信息的通道和一个给管理网A网发送信息的通道，也有一个从管理网B网接收信息的通道和一个给管理网B网发送信息的通道。

所述诊断服务端包括主诊断服务端和从诊断服务端，所述主诊断服务端包括处理诊断客户端请求模块、转发诊断客户端请求模块、设备诊断状态更新至实时数据库模块和主从诊断服务端数据对齐模块；所述诊断客户端包括冗余设备的诊断本机设备状态模块；

所述处理诊断客户端请求模块：用于创建定时器事件，周期将所有被诊断的设备点故障次数加1，当收到被诊断点的状态信息后，比如站号、节点状态、CPU负荷、内存负荷和网络负荷，将设备点故障次数清0，周期检查被诊断设备点的故障次数，如果超过配置的次数，则将该设备点置为故障；

所述从转发诊断客户端请求模块：用于收到诊断客户端通过管理网A网发送过来的被诊断点的状态信息后，从管理网B网将该信息转发给主转发诊断客户端请求模块；

所述设备诊断状态更新至实时数据库模块：用于将被诊断设备点的状态信息更新至实时数据库；

所述主从诊断服务端数据对齐模块：用于从诊断服务端周期请求主诊断服务端；

所述诊断本机设备状态模块：用于周期读取本机状态，向主从诊断服务端发送诊断数据包。

本发明的核电站Level2层冗余设备的故障诊断方法，包括以下步骤：

步骤一、诊断客户端周期性读取本机状态，并生成诊断数据包，所述诊断数据包包括被诊断点的状态信息，比如站号、节点状态、CPU负荷、内存负荷和网络负荷；

步骤二、诊断客户端向主从诊断服务端提交对被诊断点的状态信息处理请求；所述诊断客户端周期向诊断服务端发送诊断数据包。

步骤三、所述诊断服务端读取配置文件信息，配置文件为每一个Level2节点配置3个硬件设备点和一个节点状态，分别为：主机设备、管理网A网设备、管理网B网设备、节点状态；主诊断服务端收到诊断客户端的诊断数据包后将该节点的3个设备故障数清零，同时更新该节点对应的管理网卡设备点、主机设备点、节点状态以及CPU负荷、内存负荷和网络负荷；主诊断服务端周期将被诊断LEVEL2节点的3个设备和节点状态故障数加1。如果某一个Level2节点连接管理网A和B的设备点同时故障，则认为该Level2主机设备点故障。

主诊断服务端收到诊断客户端发送的状态信息后，将状态信息存储到设备状态数据区；

步骤四、从诊断服务端转发主从诊断服务端数据对齐请求并将状态信息存储到设备状态数据区；

步骤五、主诊断服务端在设备状态数据区检测到设备状态的改变信息，所述主诊断服务端一旦收到某个已故障设备发送过来的诊断包，立即将该设备点对应的管理网设备点、主机设备点的故障恢复信息更新至实时数据库，将最新的节点状态写入实时数据库。

步骤六、主诊断服务端通知从诊断服务端进行主从诊断服务端数据对齐，并对该命令进行处理。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种核电站Level2层冗余设备的故障诊断装置，其特征在于，包括诊断服务端、向所述诊断服务端提交信息处理请求的诊断客户端和实时数据库；所述诊断服务端包括分别接收所述诊断客户端发送的诊断数据包的主诊断服务端和从诊断服务端，所述主诊断服务端包括处理诊断客户端请求模块、主转发诊断客户端请求模块、设备状态数据内存、设备诊断状态更新至实时数据库模块、通知模块和主从诊断服务端数据对齐模块；所述从诊断服务端包括从转发诊断客户端请求模块；

所述处理诊断客户端请求模块：用于创建定时器事件，周期地接收诊断客户端发送的诊断数据包，并对所述诊断数据包进行信息处理；

所述从转发诊断客户端请求模块用于接收诊断客户端发送过来的诊断数据包，并转发给所述主转发诊断客户端请求模块；所述主转发诊断客户端请求模块周期地对所述诊断数据包进行信息处理；

所述设备状态数据区，用于存储所述处理诊断客户端请求模块和主转发诊断客户端请求模块处理后的诊断数据包；

所述设备诊断状态更新至实时数据库模块：用于根据设备状态数据区检测到的改变信息，将诊断数据包更新至实时数据库；

所述通知模块，用于通知从诊断服务端进行主从诊断服务端对齐；

所述主从诊断服务端数据对齐模块，用于根据所述通知模块的通知，周期地对从诊断服务端与主诊断服务端进行对齐；

所述诊断客户端包括冗余设备的诊断设备状态模块；所述诊断设备状态模块用于周期读取设备状态，向主从诊断服务端提交信息处理请求。

2.根据权利要求1所述的核电站Level2层冗余设备的故障诊断装置，其特征在于，所述处理诊断客户端请求模块设定配置次数，周期将所有被诊断点故障次数加1，当收到从所述诊断客户端发来的被诊断点的状态信息后，将被诊断点故障次数清0，周期检查被诊断点的故障次数，如果超过配置的次数，则将该被诊断点置为故障。

3.一种核电站Level2层冗余设备的故障诊断系统，其特征在于，包括运行着权利要求1所述的诊断服务端的主实时服务器和从实时服务器，以及运行着权利要求1所述诊断客户端的实时服务器、操作员站和其他Level2层设备，所述诊断服务端、诊断客户端分别连接管理网A网和管理网B网。

4.根据权利要求3所述的核电站Level2层冗余设备的故障诊断系统，其特征在于，所述主从实时服务器上的诊断服务端与管理网A网和管理网B网各有两个通道。

5.根据权利要求3所述的核电站Level2层冗余设备的故障诊断系统，其特征在于，所述从实时服务器上的诊断服务端有一个从管理网A网接收信息的通道和一个给管理网A网发送信息的通道，所述从实时服务器上的诊断服务端有一个从管理网B网接收信息的通道和一个给管理网B网发送信息的通道。

6.一种核电站Level2层冗余设备的故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、诊断客户端周期性读取被诊断点状态信息，并生成诊断数据包；

步骤二、诊断客户端分别向主从诊断服务端提交对诊断数据包；

步骤三、主诊断服务端收到诊断客户端发送的诊断数据包后，对所述诊断数据包进行信息处理；若无故障，则所述诊断数据包被存储到设备状态数据区，若有故障，则将故障处理后的信息存储到设备状态数据区；

步骤四、从诊断服务端收到诊断客户端发送的诊断数据包后，转发给主诊断服务端；主诊断服务端收到从诊断服务端发送的诊断数据包后，周期地对所述诊断数据包进行信息处理，若无故障，则所述诊断数据包存储到设备状态数据区，若有故障，则将故障处理后的信息存储到设备状态数据区；

步骤五、主诊断服务端在设备状态数据区检测到设备状态的改变信息，将该信息存储到实时数据库；

步骤六、主诊断服务端通知从诊断服务端进行主从诊断服务端数据对齐，并对该命令进行处理。

7.根据权利要求6所述的核电站Level2层冗余设备的故障诊断方法，其特征在于，所述主诊断服务端一旦收到某个已故障设备发送过来的诊断包，立即将该设备点对应的管理网设备点、主从实时服务器设备点的故障进行恢复，并将恢复后信息更新至实时数据库，所述主诊断服务端将最新的节点状态更新至实时数据库，同时进行主从对齐。

8.根据权利要求6所述的核电站Level2层冗余设备的故障诊断方法，其特征在于，所述诊断服务端读取配置文件信息，配置文件为每一个Level2节点配置3个硬件设备点和一个节点状态，分别为：主从实时服务器、管理网A网设备、管理网B网设备、节点状态，如果某一个Level2节点连接管理网A和B的设备点同时故障，则认为该Level2主机设备点故障。

9.根据权利要求6所述的核电站Level2层冗余设备的故障诊断方法，其特征在于，所述诊断客户端周期向诊断服务端发送诊断数据包，所述诊断服务端周期将被诊断LEVEL2节点的3个设备和节点状态故障数加1。

10.根据权利要求6所述的核电站Level2层冗余设备的故障诊断方法，其特征在于，主诊断服务端收到诊断客户端的诊断数据包后将该节点的3个设备故障数清零，同时更新该节点对应的管理网卡设备点、主机设备点、节点状态以及CPU负荷、内存负荷和网络负荷。