CN109558163A - 一种基于控制器中运行文件的版本生成和管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于控制器中运行文件的版本生成和管理方法，包括：制定出控制器中各个运行文件之间唯一的依存关系；在工程师站编译运行文件的时候，基于制定的依存关系，自动生成一个该运行文件的版本号，作为该运行文件的唯一身份认证；将新生成运行文件A与当前工程中同类运行文件B进行二进制级别的比较；在下装之前，对本地运行文件及控制器重运行文件版本进行比较，版本号比较通过后，对数据进行加密，并通过通信链路下发到控制器中，控制器解密数据并比较版本号，通过后成为可运行文件；实现了对整套运行文件版本的有效控制；为操作员对运行文件的正确有效性的识别提供了有效可行的方法的技术效果。

Description

一种基于控制器中运行文件的版本生成和管理方法

技术领域

本发明涉及核电站安全级DCS领域，具体地，涉及核电站安全级DCS系统的控制站/网关站/TU中的运行文件的版本的生成和管理方法。

背景技术

核电厂处理单元中运行的软件是由一套完整的文件包共同组成，包括设备信息文件、逻辑执行文件、参数数据文件以及平台系统文件。这些文件之间是有着严格的依赖关系，只有保证文件是由同一套源头数据生成的，整个系统才能正确的运行。

处理单元中运行的文件虽然是一套文件，但是又是一些独立的文件，而控制器的处理能力有限，不具备在运行前检查和识别文件的一致性。

当前，很多DCS系统采用一套数据进行运行，在重新下装后，通过数据比较确保数据的正确性，这种方法存在比较方法复杂、耗时较多、容易出错等问题。

工程师站软件要具有为控制器下装软件的功能，同时需要提供成套下装和增量下装的功能，所以工程师站软件及控制器软件都需要具备对软件的版本进行比较的能力，而要让版本比较更有意义，就需要版本是唯一而有效的，且版本之间是可追踪的。

核电厂运行软件对数据的保密性有严格的要求，版本号又是极易被外界攻破和篡改的。

发明内容

本发明提供了一种基于控制器中运行文件的版本生成和管理方法，解决了现有的…技术问题，实现了通过计算机自动生成文件版本号，整个链路的相应环节对版本号进行校验、传输、管理等。在保证系统正确运行的情况下，实现了对整套运行文件版本的有效控制；为操作员对运行文件的正确有效性的识别提供了有效可行的方法的技术效果。

本方法采用基于同一原则自动生成文件版本号，版本号是运行文件的唯一身份标识，通过文件版本号的追踪验证，保证同一时刻处理单元中运行的数据为同一套数据，保证其运行结果是在预期之内，用户通过版本号可以识别出文件之间的关系。采用严格的文件比较机制，保证了文件内容的唯一性，保证了每一个下装文件都是有效的，更有利于用户对下装文件的管理。通过软件自动生成版本号，保证了版本号与规则的高度匹配，避免了人为的错误。采用严格的数据加密和解密机制，保证了数据的信息安全性。通过本方法实现了对控制器中整套的运行文件的管理。

为实现上述发明目的，本申请提供了一种基于控制器中运行文件的版本生成和管理方法，所述方法包括：

制定出控制器中各个运行文件之间唯一的依存关系；

在工程师站编译运行文件的时候，基于制定的依存关系，自动生成一个该运行文件的版本号，作为该运行文件的唯一身份认证；

将新生成运行文件A与当前工程中同类运行文件B进行二进制级别的比较，若新生成运行文件A与原运行文件B的内容进行二进制比较的结果一致，则用原运行文件B的版本号作为新生成的运行文件A的版本号；

在下装之前，对本地运行文件及控制器中运行文件版本号进行比较，版本号比较通过后，对数据进行加密，并通过通信链路下发到控制器中，控制器解密数据并比较版本号，通过后成为可运行文件。

本发明中，通过计算机自动生成文件版本号、自动对文件内容及版本号进行比较和校验，采用严格的加密算法，多环节校验版本等技术。从而实现了对控制器中整套运行文件的校验，保证了控制器重运行的数据的一致性，保证系统运行前提条件得到满足。整个运行过程稳定可靠，适合在安全级DCS的现场控制站、TU站、网关站等数据文件的版本管理。

该方法实现了对核电厂处理单元中运行的软件的有效管理，保证了运行软件的一致性，安全性和可靠性。用户可以随时的查看当前系统运行的软件版本，由工程师站软件将版本信息显示给用户，根据操作人员的需要，完成对控制器中运行文件的管理，满足了核电站现场工作人员在进行软件下装和定期试验等环节对文件一致性和可靠性的要求。大大节约了核电厂的运行成本，提高了电厂系统运行的可靠性和监控调试的便利性。该方法的创新点在于：

1.引入计算机生成数据文件时自动生成各级版本号的方法，根据统一的有效的原则生成版本号。大大的提高了生成的版本号的可靠性。减少人为因素在不必要的情况下对运行文件信息的干预。

2.通过对生成文件的二级制级别的比较，实现了同一个数据只保留一份文件的要求，减少了数据的冗余，保证了每一个下装文件都有效的，同时不丢弃任意一个有效数据。有效的管控了文件版本混乱的风险。

3.引入点对点的加密技术，保证了数据文件及版本信息在通信传输过程和计算机数据保存过程中不被恶意攻击和篡改，保证了数据的信息安全，让系统运行安全可靠的数据。

4、引入了工程师站下装前和文件下装后控制器分别校验的原则，保证了数据的正确性，多级校验反馈到最终的一个运行环节，在运行之前保证数据的安全、有效和可控。

进一步的，制定文件的依存关系包括：

控制器中运行需要的文件包括：平台系统文件、离线文件、在线文件；文件依赖关系包括：平台系统文件没有依赖项；设备配置文件依赖于平台系统文件；参数变量文件依赖于设备配置文件；逻辑算法文件依赖于参数变量文件；变量强制数据文件依赖于逻辑算法文件；参数修改数据文件依赖于逻辑算法文件。

进一步的，版本号包括版本标识和版本编号，平台文件仅有本级版本号，其余文件均有子版本号及根据前述依赖关系产生的依赖版本号；版本标号均为从1开始依次递增的阿拉伯数字；各个文件版本标识如下：平台系统文件：P，带依存关系的文件版本示例：P(n)；设备配置文件：H，带依存关系的文件版本示例：H(n)P(n)；参数变量文件：V，带依存关系的文件版本示例：V(n)H(n)；逻辑算法文件：L，带依存关系的文件版本示例：L(n)V(n)；变量强制数据文件：F，带依存关系的文件版本示例：F(n)L(n)；参数修改数据文件：N，带依存关系的文件版本示例：N(n)L(n)。

进一步的，运行文件版本号的自动生成包括：

在发布平台文件时，生成平台文件的版本号为P(n)；

在设备组态时产生一个设备版本号以H开始，在生成配置文件时写入该版本号，则设备配置文件还有一个依赖版本号，该版本号为平台文件的版本号(P(n))；

在进行设备与变量关联时，产生一个变量的版本号，以大写字母V开始，在编译参数变量文件时写入该版本号，则参数文件还有一个依赖版本号，该版本号为设备配置文件的版本号(H(n))；

在将变量关联到SCADE中时，将变量的版本号(L)写入算法中，在编译算法可执行程序时，生成算法文件的版本号，以大写字母L开始，将该版本号写入其文件版本号中，同时将变量的版本号作为算法文件依赖版本写入(V(n))；

在生成在线强制文件时，产生一个强制文件的版本号，以大写字母F开始，将该版本号作为强制文件的版本号写入，并将算法文件的版本号作为强制文件依赖版本号写入，即 (L(n))；

在生成在线参数修改文件时，产生一个参数修改文件的版本号，以大写字母P开始，将该版本号作为强制文件的版本号写入，并将算法文件的版本号作为参数文件依赖版本号写入，即(L(n))。

进一步的，运行文件内容的比较包括：

在生成每一个运行文件时，首先取得了其母版本号，生成文件后将母版本号及子版本号均写入；

取得该文件母版本号下的上一子版本号，即本文件的直系兄弟版本号对应的文件，将两个文件进行二进制级别的逐字节比较；如果两个文件完全一致，则将当前文件丢弃，否则根据依赖关系产生一套新的版本关系文件，新的版本关系文件仅产生本级文件及其子孙版本文件。

进一步的，下装离线文件的校验包括；

当仅下装部分文件时，下装前，工程师站软件通过通信接口从下位机读取出当前运行的所有离线文件的版本号，并将读取出的版本号写入下装日志的内容中，工程师站根据当前预下装文件的依赖版本号与下位机的版本号进行比较并辨别是否可下装；

当下装整套文件时，仅根据本套文件是否依赖校验下装文件的正确性，若本下装文件与下位机文件的版本号一致，需要提示用户是否下装，如果下装，将选择权交给用户，则下位机进行覆盖处理；

下装在线文件的校验：

下装在线文件：在线文件在编译后自动下装，在下装前进行读取下位机版本号及比较，先从下位机中读取当前算法文件的版本号(L)，并将读取出的版本号写入下装日志的内容中，然后比较该在线文件的依赖版本号是否与算法版本号一致；如果依赖正确则下装，如果依赖不正确，则提示用户，且在更正后才能下装。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

该方法已在安全级DCS系统上采用，该系统已经Center项目进行供货。该方法通过计算机自动生成文件版本号，整个链路的相应环节对版本号进行校验、传输、管理等。在保证系统正确运行的情况下，实现了对整套运行文件版本的有效控制。为操作员对运行文件的正确有效性的识别提供了有效可行的方法。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；

图1是本申请中方法实施流程示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

根据对控制器中运行文件及其内容之间的关系进行分析，总结出对各运行文件的版本号进行正确生成和识别所要完成的工作。首先，制定出各个文件之间唯一的依存关系，该关系是本设计的核心步骤，是完成版本号自动生成、工程师站下装文件前进行版本比较以及控制器运行之前进行版本比较的依据。其次，在工程师站编译文件的时候，根据制定的依存规则，自动生成一个该文件的版本号，作为该文件的唯一身份认证。再次，对文件与当前工程中同类文件进行二进制级别的比较，如果文件与原文件完全一致，则用原文件作为新生成的文件的版本，避免重复编译。最后，在下装之前，对本地文件及控制器重文件版本进行比较，版本号比较通过后，对数据进行加密，并通过通信链路下发到控制器中，控制器解密数据并比较版本号，通过后成为可运行文件。

实现对控制器中运行文件的版本生成和管理功能步骤如下：

1、制定文件的依存关系：

A、控制器中运行需要的文件如下：

平台系统文件：该文件与平台相关，属于平台固有数据，仅通过工程时站下装，由平台发布；

离线文件：该部分文件是指系统在没有运行的情况下，由工程师站下装的文件，包括设备配置文件、逻辑算法文件、参数变量文件；

在线文件：该部分文件是指系统在运行的情况下，由工程师站下装的在线维护数据文件，包括变量强制数据文件、参数修改数据文件。

B、文件依赖关系：

平台系统文件没有依赖项；

设备配置文件依赖于平台系统文件；

参数变量文件依赖于设备配置文件；

逻辑算法文件依赖于参数变量文件；

变量强制数据文件依赖于逻辑算法文件；

参数修改数据文件依赖于逻辑算法文件；

2、版本号说明如下：

A、版本号包括版本标识和版本编号，平台文件仅有本级版本号(以下简称子版本号)，其余文件均有子版本号及根据前述依赖关系产生的依赖版本号(以下简称母版本号)；

B、版本标号均为从1开始依次递增的阿拉伯数字(以下以n标识)；

C、各个文件版本标识如下：

平台系统文件：P，带依存关系的文件版本示例：P(n)；

设备配置文件：H，带依存关系的文件版本示例：H(n)P(n)；

参数变量文件：V，带依存关系的文件版本示例：V(n)H(n)；

逻辑算法文件：L，带依存关系的文件版本示例：L(n)V(n)；

变量强制数据文件：F，带依存关系的文件版本示例：F(n)L(n)；

参数修改数据文件：N，带依存关系的文件版本示例：N(n)L(n)；

3、版本号的自动生成：

A、在发布平台文件的时候，生成平台文件的版本号为P(n)；

B、在设备组态的时候产生一个设备版本号以H开始，比如H1、H2……，在生成配置文件的时候写入该版本号，则设备配置文件还有一个依赖版本号，该版本号为平台文件的版本号(P(n))；

C、在进行设备与变量关联的时候，产生一个变量的版本号，以大写字母V开始，比如V1、V2……，在编译参数变量文件的时候写入该版本号，则参数文件还有一个依赖版本号，该版本号为设备配置文件的版本号(H(n))；

D、在将变量关联到SCADE中的时候，将变量的版本号(L)写入算法中，在编译算法可执行程序的时候，生成算法文件的版本号，以大写字母L开始，比如L1、L2……，将该版本号写入其文件版本号中，同时将变量的版本号作为算法文件依赖版本写入(V(n))；

E、在生成在线强制文件的时候，产生一个强制文件的版本号，以大写字母F开始，比如F1、F2……,将该版本号作为强制文件的版本号写入，并将算法文件的版本号作为强制文件依赖版本号写入，即(L(n))；

F、在生成在线参数修改文件的时候，产生一个参数修改文件的版本号，以大写字母 P开始，比如P1、P2……,将该版本号作为强制文件的版本号写入，并将算法文件的版本号作为参数文件依赖版本号写入，即(L(n))。

4、文件内容的比较：

A、在生成每一个文件的时候，首先取得了其母版本号，生成文件后将母版本号及子版本号均写入；

B、取得该文件母版本号下的上一子版本号，即本文件的直系兄弟版本号对应的文件，将两个文件进行二进制级别的逐字节比较。如果两个文件完全一致，则将当前文件丢弃，否则根据依赖关系产生一套新的版本关系文件，新的版本关系文件仅产生本级文件及其子孙版本文件。

5、将版本号写入文件头信息中，并对文件内容进行加密；

6、下装前对文件版本号的校验：

A、下装离线文件的校验；

当仅下装部分文件时，下装前，工程师站软件通过通信接口从下位机读取出当前运行的所有离线文件的版本号，并将读取出的版本号写入下装日志的内容中，工程师站根据当前预下装文件的依赖版本号与下位机的版本号进行比较并辨别是否可下装；

当下装整套文件时，仅根据本套文件是否依赖校验下装文件的正确性，但是如果本下装文件与下位机文件的版本号一致，需要提示用户是否下装，如果下装，将选择权交给用户，则下位机进行覆盖处理。

B、下装在线文件的校验：

下装在线文件：在线文件在编译后自动下装，在下装前进行读取下位机版本号及比较，由于在线文件始终依赖于下位机运行的算法文件，所以先从下位机中读取当前算法文件的版本号(L)，并将读取出的版本号写入下装日志的内容中，然后比较该在线文件的依赖版本号是否与算法版本号一致；如果依赖正确则下装，如果依赖不正确，则提示用户，且在更正后才能下装。

7、调用通信接口下装数据文件；

8、控制器接受通信数据，并解密数据；

9、控制器校验文件的版本号，其校验与第6步类似，并将校验结果通过通信接口将信息反馈给工程师站，工程师站将信息显示给用户；

在安全级DCS项目中，通过计算机自动生成和管理文件版本号，已经实现了上述基于控制器中运行文件的版本生成和管理的设计。

A、在本控制站的预下装文件中，产生了两个设备配置文件(devconfig_H0P0、devconfig_H1P0)，其都依赖于平台系统文件normal_P0。在下装前和下装后，平台系统文件必须是P0版本，上述设备配置文件才是有效的；

B、在本控制站的预下装文件中，产生了两个参数数据文件(exportPara_V0H0、exportPara_V1H1)，分别依赖于设备配置文件(devconfig_H0P0、devconfig_H1P0)。在下装前和下装后，根据上述规则进行校验；

C、在本控制站的预下装文件中，产生了三个逻辑算法文件(LowerCom_Bin_L0V0、LowerCom_Bin_L1V1、LowerCom_Bin_L2V1)，其中LowerCom_Bin_L0V0依赖于exportPara_V0H0，另外两个文件依赖于exportPara_V1H1。在下装前和下装后，根据上述规则进行校验；

D、通过上文，可以多个文件同时依赖于一个母版本文件，但是一个子文件(除平台系统文件没有母版本文件之外)有且仅有一个母版本文件。

在如上流程图中，虚线表示控制流，实线表示数据流。在整个流程中，数据从最开始产生，经过一系列的中间环节处理，最后以运行结果数据的形式反馈到工程师站上，从而实现用户对整个运行文件版本的产生、控制和查看的过程。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种基于控制器中运行文件的版本生成和管理方法，其特征在于，所述方法包括：

制定出控制器中各个运行文件之间唯一的依存关系；

在工程师站编译运行文件的时候，基于制定的依存关系，自动生成一个该运行文件的版本号，作为该运行文件的唯一身份认证；

将新生成运行文件A与当前工程中同类运行文件B进行二进制级别的比较，若新生成运行文件A与原运行文件B的内容进行二进制比较的结果一致，则用原运行文件B的版本号作为新生成的运行文件A的版本号；

在下装之前，对本地运行文件及控制器中运行文件版本号进行比较，版本号比较通过后，对数据进行加密，并通过通信链路下发到控制器中，控制器解密数据并比较版本号，通过后成为可运行文件。

2.根据权利要求1所述的基于控制器中运行文件的版本生成和管理方法，其特征在于，制定文件的依存关系包括：

控制器中运行需要的文件包括：平台系统文件、离线文件、在线文件；文件依赖关系包括：平台系统文件没有依赖项；设备配置文件依赖于平台系统文件；参数变量文件依赖于设备配置文件；逻辑算法文件依赖于参数变量文件；变量强制数据文件依赖于逻辑算法文件；参数修改数据文件依赖于逻辑算法文件。

3.根据权利要求2所述的基于控制器中运行文件的版本生成和管理方法，其特征在于，版本号包括版本标识和版本编号，平台文件仅有本级版本号，其余文件均有子版本号及根据前述依赖关系产生的依赖版本号；版本标号均为从1开始依次递增的阿拉伯数字；各个文件版本标识如下：平台系统文件：P，带依存关系的文件版本示例：P(n)；设备配置文件：H，带依存关系的文件版本示例：H(n)P(n)；参数变量文件：V，带依存关系的文件版本示例：V(n)H(n)；逻辑算法文件：L，带依存关系的文件版本示例：L(n)V(n)；变量强制数据文件：F，带依存关系的文件版本示例：F(n)L(n)；参数修改数据文件：N，带依存关系的文件版本示例：N(n)L(n)。

4.根据权利要求1所述的基于控制器中运行文件的版本生成和管理方法，其特征在于，运行文件版本号的自动生成包括：

在发布平台文件时，生成平台文件的版本号为P(n)；

在设备组态时产生一个设备版本号以H开始，在生成配置文件时写入该版本号，则设备配置文件还有一个依赖版本号，该版本号为平台文件的版本号(P(n))；

在进行设备与变量关联时，产生一个变量的版本号，以大写字母V开始，在编译参数变量文件时写入该版本号，则参数文件还有一个依赖版本号，该版本号为设备配置文件的版本号(H(n))；

在将变量关联到SCADE中时，将变量的版本号(L)写入算法中，在编译算法可执行程序时，生成算法文件的版本号，以大写字母L开始，将该版本号写入其文件版本号中，同时将变量的版本号作为算法文件依赖版本写入(V(n))；

在生成在线强制文件时，产生一个强制文件的版本号，以大写字母F开始，将该版本号作为强制文件的版本号写入，并将算法文件的版本号作为强制文件依赖版本号写入，即(L(n))；

在生成在线参数修改文件时，产生一个参数修改文件的版本号，以大写字母P开始，将该版本号作为强制文件的版本号写入，并将算法文件的版本号作为参数文件依赖版本号写入，即(L(n))。

5.根据权利要求1所述的基于控制器中运行文件的版本生成和管理方法，其特征在于，运行文件内容的比较包括：

在生成每一个运行文件时，首先取得了其母版本号，生成文件后将母版本号及子版本号均写入；

取得该文件母版本号下的上一子版本号，即本文件的直系兄弟版本号对应的文件，将两个文件进行二进制级别的逐字节比较；判断两个文件是否一致，若一致则将当前文件丢弃，否则根据依赖关系产生一套新的版本关系文件，新的版本关系文件仅产生本级文件及其子孙版本文件。

6.根据权利要求1所述的基于控制器中运行文件的版本生成和管理方法，其特征在于，下装离线文件的校验包括；

当仅下装部分文件时，下装前，工程师站软件通过通信接口从下位机读取出当前运行的所有离线文件的版本号，并将读取出的版本号写入下装日志的内容中，工程师站根据当前预下装文件的依赖版本号与下位机的版本号进行比较并辨别是否可下装；

当下装整套文件时，仅根据本套文件是否依赖校验下装文件的正确性，若本下装文件与下位机文件的版本号一致，需要提示用户是否下装，如果下装，将选择权交给用户，则下位机进行覆盖处理；

下装在线文件的校验：

下装在线文件：在线文件在编译后自动下装，在下装前进行读取下位机版本号及比较，先从下位机中读取当前算法文件的版本号(L)，并将读取出的版本号写入下装日志的内容中，然后比较该在线文件的依赖版本号是否与算法版本号一致；如果依赖正确则下装，如果依赖不正确，则提示用户，且在更正后才能下装。