CN110554675B - 核电dcs离线数据库的构建、同步、呈现与分析方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种核电DCS离线数据库的构建、同步、呈现与分析方法及系统，其中DCS离线数据库的构建方法包括：解析得到DCS的在线控制数据库的数据结构，该在线控制数据库中存储有核电机组的控制逻辑、参数和配置等信息；根据在线控制数据库的数据结构重新构建离线数据库的结构和配置；并将解析获取的在线控制数据库数据进行重建和封装，形成DCS的离线数据库。由于构建了DCS离线数据库，与在线控制数据库对应的控制逻辑、参数和配置信息完全一致，并提供了离线数据库的同步、呈现与分析方法及系统，使得专业人员在查询分析DCS控制逻辑时无需再进入安保等级深严的机组核心控制区，通过个人办公电脑即可高效查看和分析机组控制逻辑，可以显著地提高工作效率。

Description

核电DCS离线数据库的构建、同步、呈现与分析方法及系统

技术领域

本发明涉及核电厂DCS数据库技术领域，具体涉及一种核电DCS离线数据库的构建、同步、呈现与分析方法及系统。

背景技术

在当前核电数字控制系统(Digital Control System，数字化控制系统，英文简称DCS)领域，已知的查询分析核电厂DCS逻辑图有两种方法：其一是通过纸质或电子版的系统设计文件，其二是通过DCS组态软件。

针对于纸质或电子版的系统设计文件，其数据量大，以引进的EPR(欧洲压水堆)堆型为例，EPR属于三代核电技术，其DCS自动化程度、安全和冗余性能较高，控制逻辑更加复杂，以台山EPR核电站为例，每台机组一共大约有近450个子系统，1万多页逻辑图，几十万个逻辑模块，几百万条参数，通过系统设计文件查询的效率很低，工作强度极大。作为EPR全球首堆，在工程设计、安装和调试阶段不可避免的会有大量的设计变更迭代，这又导致设计文件版本非常多，文件的版本管理复杂，很难保证设计文件与实际机组控制逻辑的一致性，一旦用错文件版本很容易产生人因失误。另外，由于现场会执行设计文件中尚未固化的临时控制逻辑变更(TCA)，可能又会出现设计文件不准确的现象。

针对于DCS组态软件，DCS组态软件安装在核电厂核心控制区的特定房间(工程师站)，仅有少数员工能进入并有权限使用组态软件查询分析控制逻辑。其次，组态软件价格昂贵且有License数量限制，比如EPR堆型典型配置为3台终端，数量有限，无法满足多人同时使用，且组态软件为单机软件，不具备网络扩展性，即使不计成本的做到在所有需求员工的个人办公电脑上安装组态软件，这么多软件的数据库升级、维护和版本管理将变得异常复杂，一旦实际机组数据库发生变化(核电机组从调试到商运后的前几个燃料周期数据库变化较为频繁)，将所有终端同步升级到新版数据库的工作量非常大，一旦更新不及时将会与机组实际控制逻辑出现偏差。此外，DCS组态软件与现场控制系统具有较强耦合，一旦查看过程中发生误操作，对核电机组的安全稳定运行将造成极大隐患。

综上，当前核电厂DCS控制逻辑查询限制条件多且效率低下。另一方面，核电厂技术人员在机组调试、运行控制、设备检修、事故分析、经验反馈、人员培训等方面又需要频繁查询和分析DCS控制逻辑，因此，如何从机组DCS在线控制数据库中解析出控制逻辑，对其进行封装重建，保证重建后的控制逻辑数据与实际机组的控制逻辑数据一致，高效呈现重建后的DCS离线数据库，当机组DCS在线控制数据库发生变化时离线数据库能自动更新以使控制逻辑保持一致，满足多人不受地理位置限制同时查询和分析DCS控制逻辑，成为解决此类问题的关键技术所在。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是如何解析并构建与实际机组DCS控制逻辑一致的DCS离线数据库，使得技术人员通过客户端可以方便地对其进行访问，满足多人不受地理位置和license限制同时查询和分析DCS控制逻辑的需求。为解决上述技术问题，本申请提供一种核电DCS离线数据库的构建、同步、呈现与分析方法及系统。

根据第一方面，一种实施例中提供一种核电DCS离线数据库的构建方法，包括：访问DCS的在线控制数据库，以解析得到所述在线控制数据库的数据结构；所述在线控制数据库中存储有核电机组的在线控制逻辑数据；根据所述在线控制数据库的数据结构从所述在线控制数据库获取所述在线控制逻辑数据；将获取的所述在线控制逻辑数据进行重建和封装，形成离线控制逻辑数据，以及将所述离线控制逻辑数据进行存储以得到DCS的离线数据库。

所述离线控制逻辑数据包括静态逻辑图数据、控制模块数据、控制参数数据、跨页信号点导航数据、控制模块间连接线数据中的一者或多者；所述离线数据库中的离线控制逻辑数据对应的控制逻辑与所述在线控制数据库中的在线控制逻辑数据的控制逻辑之间完全一致；所述离线数据库和所述在线控制数据库之间设置有物理隔离，经过所述物理隔离访问所述在线控制数据库，以及从所述在线控制数据库获得所述在线控制数据库的数据结构或在线控制逻辑数据。

在得到DCS的离线数据库之后还包括：访问DCS的机组逻辑组态设计数据库和/或IO端接线数据库，从所述机组逻辑组态设计数据库中获取机组逻辑组态设计数据，从所述IO端接线数据库中获取IO端接线设计数据；将所述机组逻辑组态设计数据和/或所述IO端接线设计数据存储至所述离线数据库，以用于对设计文件版本进行校验检查、对控制逻辑差异进行比较或者对IO端接线进行分析和/或导航；或者，在得到DCS的离线数据库之后还包括：响应于离线逻辑分析用户端的查询指令，搜索得到所述离线数据库中与所述查询指令相关的查询数据；所述查询数据为所述离线控制逻辑数据中部分或全部的数据；将所述查询数据反馈至所述离线逻辑分析用户端以供用户进行查看。

根据第二方面，一种实施例中提供一种核电DCS离线数据库的同步方法，通过上述第一方面中所述的构建方法得到所述在线控制数据库的数据结构和所述在线控制逻辑数据，根据所述离线数据库的数据结构的格式对所述在线控制逻辑数据进行数据转换，自动匹配发生变化的数据，并将全部数据或变化的数据同步更新至所述离线数据库；当所述在线控制数据库中的数据发生变化时，所述离线数据库感知发生变化的数据，自动更新所述离线数据库中的数据，以保持所述在线控制数据库与所述离线数据库对应的控制逻辑、参数和配置文件的一致性。

根据第三方面，一种实施例中提供一种核电DCS离线数据库的呈现与分析方法，通过上述第一方面所述的离线构建方法来构建离线数据库，则所述呈现与分析方法包括：向所述离线数据库发送查询指令，以从所述离线数据库获取与所述查询指令相关的查询数据；所述查询数据为存储于所述离线数据库内的所述离线控制逻辑数据中部分或全部的数据；将所述查询数据呈现在离线逻辑分析用户端上以供用户进行查看分析，所述查询数据包括静态逻辑图数据、控制模块数据、控制参数数据、跨页信号点导航数据、控制模块间接线数据中的一者或多者。

所述将所述查询数据呈现在离线逻辑分析用户端上以供用户进行查看，包括：通过所述查询数据中的静态逻辑图数据形成可显示的基础拓扑结构，通过所述查询数据中的控制模块数据、控制参数数据、跨页信号点导航数据、控制模块间接线数据在所述基础拓扑结构上分别形成控制模块、控制参数、逻辑信号点和连接线，以生成用户可查看的逻辑页面；当用户查看一个逻辑页面时，获取光标在该逻辑页面上的位置，在所述光标使能该逻辑页面内的一个控制模块时，增强显示与该控制模块相关的控制参数、逻辑信号点和连接线，以便于用户进行直观查看；当用户查看一个逻辑页面时，响应于用户在该逻辑页面内的标记操作，将用户标记的信息与该逻辑页面进行关联且存储，以便于用户再次查看该逻辑页面时自动加载用户标记的信息。

根据第四方面，一种实施例中提供一种核电DCS离线数据库的管理系统，包括离线数据库服务器和离线逻辑分析用户端；所述离线数据库服务器包括解析模块、提取模块和重建模块；其中，所述解析模块用于访问DCS的在线控制数据库，以解析得到所述在线控制数据库的数据结构；所述在线控制数据库中存储有核电机组的在线控制逻辑数据；所述提取模块用于根据所述在线控制数据库的数据结构从所述在线控制数据库获取所述在线控制逻辑数据；所述重建模块用于将获取的所述在线控制逻辑数据进行重建和封装，形成离线控制逻辑数据，以及将所述离线控制逻辑数据进行存储以得到DCS的离线数据库；所述离线逻辑分析用户端包括查询模块和呈现模块；其中，所述查询模块用于向所述离线数据库发送查询指令，以从所述离线数据库获取与所述查询指令相关的查询数据；所述查询数据为存储于所述离线数据库内的所述离线控制逻辑数据中部分或全部的数据；所述呈现模块用于将所述查询数据在显示界面上进行呈现，以供用户进行控制逻辑分析；所述查询数据包括静态逻辑图数据、控制模块数据、控制参数数据、跨页信号点导航数据、控制模块间接线数据中的一者或多者。

所述离线数据库服务器还包括：自动更新模块模块，用于对所述离线数据库进行自动更新与版本管理，按照所述在线控制数据库中新版本的在线控制逻辑数据对所述离线数据库中的离线控制逻辑数据进行自动更新；数据库差异比较模块，用于对所述离线数据库中更新版本的离线控制逻辑数据与原版本的控制逻辑数据进行比较，以输出两个版本之间的控制逻辑的差异；权限管理模块，用于对离线逻辑分析用户端的访问权限进行鉴别，在授权通过时允许所述离线逻辑分析用户端对所述离线数据库进行访问；使用统计模块，用于对离线逻辑分析用户端的访问进行记录且形成统计信息，所述统计信息包括查询内容、操作日志、用户端信息、使用时间中的一者或多者；数据加密模块，用于对所述离线数据库进行数据加密，以保证所述离线数据库的数据安全性；数据库服务模块，用于安装所述离线数据库，且向离线逻辑分析用户端提供数据查询和数据下载服务。

所述离线逻辑分析用户端还包括：与所述查询模块连接的人机界面模块，用于接收用户的输入操作以生成所述查询指令；与所述人机界面模块连接的登录管理模块，用于对用户的身份进行鉴别，在授权通过时允许所述用户在所述人机界面模块上进行输入操作；与所述查询模块连接的数据管理模块，用于对所述查询模块获取的查询数据进行存储，以及对存储的查询数据进行定期更新；与所述呈现模块连接的增强显示模块，用于在用户查看由所述查询数据生成的逻辑页面时，获取光标在该逻辑页面上的位置，在所述光标使能该逻辑页面内的一个控制模块时，增强显示与该控制模块相关的控制参数、逻辑信号点和连接线，以便用户进行直观查看；与所述呈现模块连接的页面标记模块，用于在用户查看由所述查询数据生成的逻辑页面时，响应于用户在该逻辑页面内的标记操作，将用户标记的信息与该逻辑页面进行关联且存储，以便用户再次查看该逻辑页面时自动加载用户标记的信息。

根据第五方面，一种实施例中提供一种计算机可读存储介质，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现上述第一方面、第二方面或第三方面所述的方法。

本申请的有益效果是：

依据上述实施例的一种核电DCS离线数据库的构建、同步、呈现与分析方法及系统，其中离线构建方法包括：访问DCS的在线控制数据库，以解析得到在线控制数据库的数据结构，该在线控制数据库中存储有核电机组的在线控制逻辑数据；根据在线控制数据库的数据结构从在线控制数据库获取在线控制逻辑数据；将获取的在线控制逻辑数据进行重建和封装，形成离线控制逻辑数据，以及将离线控制逻辑数据进行存储以得到DCS的离线数据库。第一方面，由于构建了DCS的离线数据库，并且与在线控制数据库中在线控制逻辑数据对应的控制逻辑、参数、配置信息一致，使得核电厂诸如运行、维修、调试、技术、设计等专业人员查询分析DCS控制逻辑时无需再进入安保等级深严的机组核心控制区，通过个人办公电脑即可查看与实际机组相同的控制逻辑，方便高效，可以显著地提供工作效率；第二方面，由于所构建的离线数据库中离线控制逻辑数据对应的控制逻辑来源于真实机组DCS在线控制数据库，那么可以保证控制逻辑查询结果与实际机组完全一致，能有效避免因用错设计文件版本而产生的人因偏差；第三方面，由于用户通过DCS逻辑离线分析客户端即可访问离线数据库，避免了直接查询纸质或电子版的DCS控制逻辑设计文件，也可避免因纸质或电子版DCS控制逻辑设计文件显示不直观、按照子系统出版的DCS控制逻辑设计文件数量多、若同一控制信号路径涉及多个系统时需要连续查询多份设计文件而引起的工作量巨大且容易出错的情形发生；第四方面，由于将离线数据库与机组真实的在线控制数据库之间进行物理隔离，使得对离线数据库的任何操作均不会影响实际机组生产系统，能够有效避免在实际机组控制逻辑查询时因误操作而对核电厂的安全稳定运行造成影响；第五方面，由于离线数据库能自动与在线控制数据库保持数据同步，所以当机组实际控制逻辑发生变化时，DCS离线数据库能感知变化并自动更新以保持与在线控制数据库的控制逻辑的完全一致，进一步保证了查询分析结果的准确性，对离线数据库进行加密及授权管理，符合核电保密要求；第六方面，本申请还请求保护适应于离线构建方法的离线数据库分析呈现方法，由于离线逻辑分析用户端能够通过核电厂的内部局域网络访问离线数据库，使得同一内部局域网络中可以使用的客户端无数量限制，方便所有的核电厂员工对离线数据库进行访问；第七方面，在请求保护的离线数据库管理系统中，由于离线数据库集中设置在本地的服务器上，可以很方便地进行维护、数据库升级和版本管理等工作，更进一步地保证查询内容的一致性；第八方面，由于离线数据库管理系统中离线数据库服务器和离线逻辑分析用户端的有效配合，使得核电厂内的工作人员可以通过各自的办公电脑灵活地访问离线数据库，极大地提高调试、运行、维修、安工、培训、技术支持等领域人员的DCS逻辑查询效率，保证查询结果与实际机组一致性，且不会对机组产生任何安全隐患。

附图说明

图1为本申请中核电DCS离线数据库的管理系统的结构示意图；

图2为离线数据库服务器的结构示意图；

图3为离线逻辑分析用户端的结构示意图；

图4为离线数据库中数据类型的示意图；

图5为通过解析、提取、重建、封装得到离线数据库的原理示意图；

图6为离线数据库服务器和多个离线逻辑分析用户端形成的网络拓扑结构的示意图；

图7为离线数据库升级流程的流程示意图；

图8为本申请中核电DCS离线数据库的构建方法的流程图；

图9为离线数据库响应于离线逻辑分析用户端的查询指令的流程图；

图10为本申请中核电DCS离线数据库的同步方法的流程图；

图11为本申请中核电DCS离线数据库的呈现与分析方法的流程图；

图12为本申请中将查询数据呈现在离线逻辑分析用户端上以供用户进行查看的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

实施例一、

请参考图1，本申请公开一种核电厂DCS离线数据库的管理系统，其包括离线数据库服务器1和离线逻辑分析用户端2，下面分别说明。

离线数据库服务器1主要包括解析模块11、提取模块12和重建模块13。其中，解析模块11用于访问DCS的在线控制数据库L1，以解析得到在线控制数据库L1的数据结构，这里的在线控制数据库L1中存储有核电机组的在线控制逻辑数据。此外，在线控制数据库L1可以为在线服务器Z0上的数据存储设备。

提取模块12与解析模块11连接，用于根据在线控制数据库Z0的数据结构从在线控制数据库Z0获取第一控制逻辑数据。

重建模块13与提取模块12连接，用于将提取的在线控制逻辑数据进行重建和封装，形成离线控制逻辑数据，以及将离线控制逻辑数据进行存储以得到DCS的离线数据库L2。

在本实施例中，见图4，离线数据库L2中离线控制逻辑数据可以包括静态逻辑图数据、控制模块数据、控制参数数据、跨页信号点导航数据、控制模块间接线数据中的一者或多者。可以理解，为保证离线控制逻辑数据与在线控制逻辑数据之间控制逻辑的一致性，可以使得离线控制逻辑数据也同样包括静态逻辑图数据、控制模块数据、控制参数数据、跨页信号点导航数据、控制模块间接线数据中的一者或多者。

在一具体实施例中，见图5，通过解析、提取、封装、重建得到离线数据库L2的过程可以表示为：核电机组的在线控制数据库L1导出在线逻辑数据，备份并存储到中间存储介质中，对中间存储介质中的在线逻辑数据进行解析得知数据结构，然后识别并提取出在线控制逻辑数据，将在线控制逻辑数据进行封装、重建后形成离线逻辑数据，从而构建为DCS离线数据库。离线逻辑分析用户端2包括查询模块21和呈现模块22。其中，查询模块21用于向离线数据库L2发送查询指令，以从离线数据库L2获取与该查询指令相关的查询数据，这里的查询数据为存储于离线数据库L2内的离线控制逻辑数据中部分或全部的数据。

呈现模块22与查询模块21连接，用于将查询数据在显示界面上进行呈现，该查询数据为离线控制逻辑数据的部分或全部数据，所以查询数据也应当包括静态逻辑图数据、控制模块数据、控制参数数据、跨页信号点导航数据、控制模块间接线数据中的一者或多者。

本领域的技术人员可以理解，离线数据库服务器1和多个离线逻辑分析用户端2可以组成图6所示的连接结构。离线数据库服务器1可以是核电厂内部办公用的服务器，离线逻辑分析用户端2可以是核电厂内部任意一台办公用的计算机，那么，离线数据库服务器1和离线逻辑分析用户端2就在核电厂的内部局域网(如核电厂办公内网)上进行连接，相互之间可以实现自由通信。通常情况下，核电厂所有员工均能借助各自的离线逻辑分析用户端接入并使用办公内网，所以接入办公内网的所有离线逻辑分析用户端均可以与离线数据库服务器进行通信，并形成如图6的网络拓扑结构，主要由服务器端和办公内网中的各个离线逻辑分析用户端组成，在服务器中解析、重建并安装DCS的离线数据库，并向网络内用户提供数据查询与下载服务；离线逻辑分析用户端根据离线数据库，通过人机界面对DCS控制逻辑进行呈现。

进一步地，见图2，离线数据库服务器1还包括自动更新模块14、数据库差异比较模块15、权限管理模块16、使用统计模块17、数据加密模块18和数据库服务模块19。

自动更新模块14用于对离线数据库L2进行自动更新与版本管理，按照在线控制数据库L1中发生变化的在线控制逻辑数据对离线数据库L2中的离线控制逻辑数据进行自动更新。例如，离线数据库自动更新管理模块14在管理DCS的离线数据库L2的版本时，整个系统中只有在线服务器Z0中的在线控制数据库L1能够更新替换离线数据库L2并进行版本信息标记，离线逻辑分析用户端2在运行时可以通过网络读取标记后的版本信息并与离线数据库L2的版本比较，发现差异则升级离线数据库L2与在线控制数据库L1的版本一致。

数据库差异比较模块15用于对离线数据库L2中更新版本的离线控制逻辑数据与原版本的控制逻辑数据进行比较，以输出两个版本之间的控制逻辑的差异。例如，数据库差异比较模块15可以实现对离线数据库L2的集中升级与维护，对重建完成后的各个版本的DCS的离线数据库进行比较并输出控制逻辑差异。

权限管理模块16用于对离线逻辑分析用户端2的访问权限进行鉴别，在授权通过时允许离线逻辑分析用户端2对离线数据库L2进行访问。例如，权限管理模块16对离线逻辑分析用户端的访问权限进行鉴别时，可以根据用户级别提供对应服务，防止非法访问。

使用统计模块17用于对离线逻辑分析用户端的访问进行记录且形成统计信息，该统计信息包括查询内容、操作日志、用户端信息、使用时间中的一者或多者。

数据加密模块18用于对离线数据库L2进行数据加密，以保证离线数据库的数据安全性，满足核电的保密性要求。

数据库服务模块19用于安装所述离线数据库，且向离线逻辑分析用户端提供数据查询和数据下载服务。例如，数据库服务模块19可以安装、加密和存储离线数据库L2，并向同一网络中的离线逻辑分析用户端提供数据查询及数据下载服务。

需要说明的是，在另一个具体实施例中，离线数据库服务器1包括版本管理模块14、数据库差异比较模块15、权限管理模块16、使用统计模块17、数据加密模块18和数据库服务模块19中的一者或多者，可以根据用户的实际需要而进行配合使用。

进一步地，见图3，离线逻辑分析用户端2还包括人机界面模块23、登录管理模块24、数据管理模块25、增强显示模块26和页面标记模块27。

人机界面模块23与查询模块21连接，用于接收用户的输入操作以生成查询指令。例如，人机界面模块23可以提供键盘式、鼠标式或触屏式的操作方式，提供DCS控制逻辑显示的框架，接收用户输入并及时地进行响应。

登录管理模块24与人机界面模块23连接，用于对用户的身份进行鉴别，在授权通过时允许用户在人机界面模块23上进行输入操作，防止非授权访问。

数据管理模块25与查询模块21连接，用于对查询模块21获取的查询数据进行存储，以及对存储的查询数据进行定期更新。例如，数据管理模块25将离线数据库L2中的离线逻辑控制数据下载到用户本地的电脑，用户可以在自己的计算机上对核电机组的控制逻辑进行查询，且不再需要外部的通信网络，响应速度更快，在非连网状态也可以使用DCS的离线数据库L2；此外，数据管理模块25还用于检测离线逻辑分析用户端与离线数据库服务器之间的数据库版本差异，如有差异则进行完整/增量升级，保证离线逻辑分析用户端数据库版本与离线数据库服务器端保持一致。

增强显示模块26与呈现模块22连接，用于在用户查看由查询数据生成的逻辑页面时，获取光标在该逻辑页面上的位置，在光标使能该逻辑页面内的一个控制模块时，增强显示与该控制模块相关的控制参数、逻辑信号点和连接线，以便用户进行直观查看。例如，在逻辑页面内选中任意一个模块，经过离线数据库服务器1的查询与计算，通过改变连接线颜色、线宽或模块填充等方式自动标记与该模块相连的路径上的所有模块，便于技术人员直观进行逻辑分析。

页面标记模块27与呈现模块22连接，用于在用户查看由查询数据生成的逻辑页面时，响应于用户在该逻辑页面内的标记操作，将用户标记的信息与该逻辑页面进行关联且存储，以便用户再次查看该逻辑页面时自动加载用户标记的信息。例如，在逻辑页面内用户可以在任意位置自定义一些注释或其它形式的标记，这部分数据保存在用户本地，后续打开同一页逻辑图时自动加载并显示用户标记和注释数据。

需要说明的是，在另一个具体实施例中，离线逻辑分析用户端2包括人机界面模块23、登录管理模块24、数据管理模块25、增强显示模块26和页面标记模块27中的一者或多者，用户可以根据需要而进行配合使用。

在本实施例中，为适应现场DCS的逻辑变化，保持离线数据库L2与实际机组DCS的在线控制数据库L1的控制逻辑之间的一致性，定期或者在实际机组DCS的在线控制数据库发生变化时需要升级数据库，升级流程见图7。在离线数据库服务器的一侧：将实际机组DCS在线控制数据库通过中间存储介质导出，自动提取出在线控制数据库数据，根据离线数据库数据结构转换数据后，将全部或仅变化的数据制作成升级包，并通过版本管理模块14将制作完成的离线数据库装入服务器，升级并替换现有版本的数据。

在离线逻辑分析用户端的一侧：离线逻辑分析用户端启动时，能自动连接在线服务器并与在线服务器中的在线控制数据库版本进行比较，一旦发现有更新则自动差异升级本地数据库，保证本地数据库为最新，升级方式为后台静默升级，升级过程中终端还可以正常进行操作。

本领域的技术人员可以理解，在本实施例的离线管理系统具有一些应用优势：(1)由于离线数据库集中设置在本地的服务器上，可以很方便地进行维护、数据库升级和版本管理等工作，更进一步地保证查询内容的一致性；(2)由于离线管理系统中离线数据库服务器和离线逻辑分析用户端的有效配合，使得核电厂内的工作人员可以通过各自的离线逻辑分析用户端灵活地访问离线数据库以进行DCS逻辑分析，极大地提高调试、运行、维修、安工、培训、技术支持等领域人员的DCS逻辑查询分析效率，保证查询结果与实际机组一致性，且不会对机组产生任何安全隐患。

实施例二、

请参考图8，在实施例一公开的离线数据库管理系统的基础上，本申请还公开一种核电DCS离线数据库的构建方法，包括步骤S110-S130，下面分别说明。

步骤S110，离线数据库服务器1访问在线服务器Z0，尤其是访问在线服务器Z0中的DCS在线控制数据库L1，以解析得到在线控制数据库L1的数据结构，这里的在线控制数据库L1中存储有核电机组的在线控制逻辑数据。

步骤S120，离线数据库服务器1根据在线控制数据库L1的数据结构从在线控制数据库L1提取在线控制逻辑数据。

步骤S130，离线数据库服务器2将提取的在线控制逻辑数据进行重建和封装，形成离线控制逻辑数据，以及将离线控制逻辑数据进行存储以得到DCS离线数据库L2。

在本实施例中，第二控制逻辑数据包括静态逻辑图数据、控制模块数据、控制参数数据、跨页信号点导航数据、控制模块间连接线数据中的一者或多者。

在本实施例中，离线数据库L2中的离线控制逻辑数据对应的控制逻辑与在线控制数据库L1中的在线控制逻辑数据的控制逻辑之间完全一致。

在本实施例中，离线数据库L2和在线控制数据库L1之间设置有物理隔离，经过该物理隔离访问在线控制数据库L1，以及从在线控制数据库L1获得在线控制数据库L1的数据结构或在线控制逻辑数据。

需要说明的是，物理隔离是指采用物理方法将内网与外网隔离从而避免入侵或信息泄露的风险的技术手段。物理隔离主要用来解决网络安全问题的，尤其是在那些需要绝对保证安全的保密网，专网和特种网络与互联网进行连接时，为了防止来自互联网的攻击和保证这些高安全性网络的保密性、安全性、完整性、防抵赖和高可用性，几乎全部要求采用物理隔离技术。常用的物理隔离手段包含隔离网闸技术、物理隔离卡等。由于物理隔离属于现有技术，所以这里不再进行详细说明。

进一步地，见图9，在得到DCS的离线数据库之后，即步骤S130之后还包括步骤S140-S170，分别说明如下。

步骤S140，隔离服务器1访问DCS的机组逻辑组态设计数据库和/或IO端接线数据库，从机组逻辑组态设计数据库中获取机组逻辑组态设计数据，从IO端接线数据库中获取IO端接线设计数据。

需要说明的是，DCS的机组逻辑组态设计数据库、IO端接线数据库均为核电厂管理中经常使用的数据库，属于现有技术，这里不再对其进行详细说明。

步骤S150，离线数据库服务器1将机组逻辑组态设计数据和/或IO端接线设计数据存储至离线数据库L2，以用于对设计文件版本进行校验检查、对控制逻辑差异进行比较或者对IO端接线进行分析和/或导航。

步骤S160，离线数据库服务器1响应于离线逻辑分析用户端的查询指令，搜索得到离线数据库L2中与查询指令相关的查询数据；这里的查询数据为离线控制逻辑数据中部分或全部的数据。

步骤S170，离线数据库服务器1将查询数据反馈至离线逻辑分析用户端2以供用户进行查看。

在本实施例中，步骤S140-S150可以与步骤S160-S170形成并列的执行关系，或者形成顺序的执行关系，这里不做限制。

实施例三、

请参考图10，在实施例一公开的核电DCS离线数据库的管理系统的基础上，以及在实施例二中公开的DCS离线数据库的构建方法的基础上，本申请还公开一种核电DCS离线数据库的同步方法，包括步骤S210-S240，下面分别说明。

步骤S210，离线数据库服务器1访问在线服务器Z0，尤其是访问在线服务器Z0中的DCS在线控制数据库L1，并根据解析得到的在线控制数据库L1的数据结构，提取出全部数据或部分数据，尤其是得到在线控制数据库的数据结构和在线控制逻辑数据。此外，离线数据库服务器1还可以获取自身的数据结构以及数据结构的格式。

步骤S220，离线数据库服务器1根据离线数据库的数据结构将步骤S210中提取的数据(如在线控制逻辑数据)进行转换，得到转换后的数据。

步骤S230，离线数据库服务器1访问自身的离线数据库，读取其数据，并与S220中转换后的数据进行比较，并对有差异的数据进行识别标记。

步骤S240，离线数据库服务器1将标记后有差异的数据更新至DCS的离线数据库。也就是说，离线数据库服务器1可以自动匹配发生变化的数据，并将全部数据或变化的数据同步更新至离线数据库。

在一具体实施例中，当DCS的在线控制数据库数据发生变化时，离线数据库服务器1可以通过上述步骤S210-S240感知数据变化，并能自动更新离线数据库中的数据，以保持在线控制数据库与离线数据库对应的控制逻辑、参数和配置文件等数据的一致性。

实施例四、

请参考图11，在实施例一公开的DCS离线数据库的管理系统，和实施例二中公开的DCS离线数据库的构建方法，以及实施例三中公开的DCS离线数据库的同步方法的基础上，本申请还公开一种核电DCS离线数据库的分析与呈现方法，包括步骤S310-S320，下面分别说明。

步骤S310，离线逻辑分析用户端2向离线数据库L2发送查询指令，以从离线数据库获取与查询指令相关的查询数据。该查询数据为存储于离线数据库内的离线控制逻辑数据中部分或全部的数据。

步骤S320，离线逻辑分析用户端2将查询数据呈现在离线逻辑分析用户端上以供用户进行查看，这里的查询数据包括静态逻辑图数据、控制模块数据、控制参数数据、跨页信号点导航数据、控制模块间接线数据中的一者或多者。

在一具体实施例中，见图12，该步骤S320可以包括步骤S321-S323，分别说明如下。

步骤S321，离线逻辑分析用户端2中的显示模块22通过查询数据中的静态逻辑图数据形成显示背景，通过查询数据中的控制模块数据、控制参数数据、跨页信号点导航数据、控制模块间接线数据在所述显示背景上分别形成控制模块、控制参数、逻辑信号点和连接线，以生成用户可查看的逻辑页面。

步骤S322，当用户查看一个逻辑页面时，离线逻辑分析用户端2中的增强显示模块26获取光标在该逻辑页面上的位置，在光标使能该逻辑页面内的一个控制模块时，增强显示与该控制模块相关的控制参数、逻辑信号点和连接线，以便于用户进行直观查看。

步骤S323，当用户查看一个逻辑页面时，离线逻辑分析用户端2中的页面标记模块27响应于用户在该逻辑页面内的标记操作，将用户标记的信息与该逻辑页面进行关联且存储，以便于用户再次查看该逻辑页面时自动加载用户标记的信息。

本领域的技术人员可以理解，同过实施例二中的离线数据库构建方法、实施例三中的离线数据库同步方法和实施例四中的离线数据库分析呈现方法时，可带来一些应用优势：(1)由于构建了DCS离线数据库，并且与在线控制数据库中在线控制逻辑数据对应的控制逻辑一致，使得核电厂人员在查询分析DCS控制逻辑时无需再进入安保等级深严的机组核心控制区，通过个人办公电脑即可查看与实际机组相同的控制逻辑，方便高效；(2)由于所构建的离线数据库中离线控制逻辑数据对应的控制逻辑来源于真实机组DCS在线控制数据库，那么可以保证控制逻辑查询结果与实际机组完全一致，能有效避免因用错设计文件版本而产生的人因偏差；(3)由于用户通过客户端即可访问离线数据库，避免了直接查询纸质或电子版的DCS控制逻辑设计文件，也可避免因纸质或电子版DCS控制逻辑设计文件显示不直观、按照子系统出版的DCS控制逻辑设计文件数量多、若同一控制信号路径涉及多个系统时需要连续查询多份设计文件而引起的工作量巨大且容易出错的情形发生。对离线数据库进行加密及授权管理，符合核电保密要求；(4)由于离线数据库能自动与在线控制数据库保持数据同步，所以当机组实际控制逻辑发生变化时，DCS离线数据库能感知变化并自动更新以保持与在线控制数据库的控制逻辑完全一致，进一步保证了查询分析结果的准确性；(5)由于将离线数据库与机组真实的在线控制数据库之间进行物理隔离，使得对离线数据库的任何操作均不会影响实际机组生产系统，能够有效避免在实际机组控制逻辑查询时因误操作而对核电厂的安全稳定运行造成影响；(6)本申请还请求保护适应于离线数据库构建方法的DCS控制逻辑离线分析呈现方法，由于离线逻辑分析用户端能够通过核电厂的内部局域网络访问离线数据库，使得同一内部局域网络中可以使用的客户端无数量限制，方便所有的核电厂员工对离线数据库进行访问。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (9)

1.一种核电DCS离线数据库的构建方法，其特征在于，包括：

访问DCS的在线控制数据库，以解析得到所述在线控制数据库的数据结构；所述在线控制数据库中存储有核电机组的在线控制逻辑数据；

根据所述在线控制数据库的数据结构从所述在线控制数据库获取所述在线控制逻辑数据；

将获取的所述在线控制逻辑数据进行重建和封装，形成离线控制逻辑数据，以及将所述离线控制逻辑数据进行存储以得到DCS的离线数据库；

所述离线控制逻辑数据包括静态逻辑图数据、控制模块数据、控制参数数据、跨页信号点导航数据、控制模块间连接线数据中的一者或多者；

所述离线数据库中的离线控制逻辑数据对应的控制逻辑与所述在线控制数据库中的在线控制逻辑数据的控制逻辑之间完全一致；

所述离线数据库和所述在线控制数据库之间设置有物理隔离，经过所述物理隔离访问所述在线控制数据库，以及从所述在线控制数据库获得所述在线控制数据库的数据结构或在线控制逻辑数据。

2.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于，

在得到DCS的离线数据库之后还包括：访问DCS的机组逻辑组态设计数据库和/或IO端接线数据库，从所述机组逻辑组态设计数据库中获取机组逻辑组态设计数据，从所述IO端接线数据库中获取IO端接线设计数据；将所述机组逻辑组态设计数据和/或所述IO端接线设计数据存储至所述离线数据库，以用于对设计文件版本进行校验检查、对控制逻辑差异进行比较或者对IO端接线进行分析和/或导航；

或者，在得到DCS的离线数据库之后还包括：响应于离线逻辑分析用户端的查询指令，搜索得到所述离线数据库中与所述查询指令相关的查询数据；所述查询数据为所述离线控制逻辑数据中部分或全部的数据；将所述查询数据反馈至所述离线逻辑分析用户端以供用户进行查看。

3.一种核电DCS离线数据库的同步方法，其特征在于，包括：

根据权利要求1-2中任一项所述的构建方法得到所述在线控制数据库的数据结构和所述在线控制逻辑数据，以及获取所述离线数据库的数据结构；

根据所述离线数据库的数据结构对所述在线控制逻辑数据进行数据转换，自动匹配发生变化的数据，并将全部数据或变化的数据同步更新至所述离线数据库；

当所述在线控制数据库中的数据发生变化时，所述离线数据库感知发生变化的数据，自动更新所述离线数据库中的数据，以保持所述在线控制数据库与所述离线数据库对应的控制逻辑、参数和配置文件的一致性。

4.一种核电DCS离线数据库的呈现与分析方法，其特征在于，通过权利要求1-2中任一项所述的构建方法来构建离线数据库，则所述呈现与分析方法包括：

向所述离线数据库发送查询指令，以从所述离线数据库获取与所述查询指令相关的查询数据；所述查询数据为存储于所述离线数据库内的所述离线控制逻辑数据中部分或全部的数据；

将所述查询数据呈现在离线逻辑分析用户端上以供用户进行查看分析，所述查询数据包括静态逻辑图数据、控制模块数据、控制参数数据、跨页信号点导航数据、控制模块间接线数据中的一者或多者。

5.如权利要求4所述的呈现与分析方法，其特征在于，所述将所述查询数据呈现在离线逻辑分析用户端上以供用户进行查看分析，包括：

通过所述查询数据中的静态逻辑图数据形成可显示的基础拓扑结构，通过所述查询数据中的控制模块数据、控制参数数据、跨页信号点导航数据、控制模块间接线数据在所述基础拓扑结构上分别形成控制模块、控制参数、逻辑信号点和连接线，以生成用户可查看的逻辑页面；

当用户查看一个逻辑页面时，获取光标在该逻辑页面上的位置，在所述光标使能该逻辑页面内的一个控制模块时，增强显示与该控制模块相关的控制参数、逻辑信号点和连接线，以便于用户进行直观查看；

当用户查看一个逻辑页面时，响应于用户在该逻辑页面内的标记操作，将用户标记的信息与该逻辑页面进行关联且存储，以便于用户再次查看该逻辑页面时自动加载用户标记的信息。

6.一种核电DCS离线数据库的管理系统，其特征在于，包括离线数据库服务器和离线逻辑分析用户端；

所述离线数据库服务器包括解析模块、提取模块和重建模块；其中，所述解析模块用于访问DCS的在线控制数据库，以解析得到所述在线控制数据库的数据结构；所述在线控制数据库中存储有核电机组的在线控制逻辑数据；所述提取模块用于根据所述在线控制数据库的数据结构从所述在线控制数据库获取所述在线控制逻辑数据；所述重建模块用于将提取的所述在线控制逻辑数据进行重建和封装，形成离线控制逻辑数据，以及将所述离线控制逻辑数据进行存储以得到离线数据库；

所述离线逻辑分析用户端包括查询模块和呈现模块；其中，所述查询模块用于向所述离线数据库发送查询指令，以从所述离线数据库获取与所述查询指令相关的查询数据；所述查询数据为存储于所述离线数据库内的所述离线控制逻辑数据中部分或全部的数据；所述呈现模块用于将所述查询数据在显示界面上进行呈现，以供用户进行控制逻辑分析；所述查询数据包括静态逻辑图数据、控制模块数据、控制参数数据、跨页信号点导航数据、控制模块间接线数据中的一者或多者。

7.如权利要求6所述的管理系统，其特征在于，所述离线数据库服务器还包括：

自动更新模块，用于对所述离线数据库进行自动更新与版本管理，按照所述在线控制数据库中新版本的在线控制逻辑数据对所述离线数据库中的离线控制逻辑数据进行自动更新；

数据库差异比较模块，用于对所述离线数据库中更新版本的离线控制逻辑数据与原版本的控制逻辑数据进行比较，以输出两个版本之间的控制逻辑差异；

权限管理模块，用于对离线逻辑分析用户端的访问权限进行鉴别，在授权通过时允许所述离线逻辑分析用户端对所述离线数据库进行访问；

使用统计模块，用于对离线逻辑分析用户端的访问进行记录且形成统计信息，所述统计信息包括查询内容、操作日志、用户端信息、使用时间中的一者或多者；

数据加密模块，用于对所述离线数据库进行数据加密，以保证所述离线数据库的数据安全性；

数据库服务模块，用于安装所述离线数据库，且向离线逻辑分析用户端提供数据查询和数据下载服务。

8.如权利要求6所述的管理系统，其特征在于，所述离线逻辑分析用户端还包括：

与所述查询模块连接的人机界面模块，用于接收用户的输入操作以生成所述查询指令；

与所述人机界面模块连接的登录管理模块，用于对用户的身份进行鉴别，在授权通过时允许所述用户在所述人机界面模块上进行输入操作；

与所述查询模块连接的数据管理模块，用于对所述查询模块获取的查询数据进行存储，以及对存储的查询数据进行定期更新；

与所述呈现模块连接的增强显示模块，用于在用户查看由所述查询数据生成的逻辑页面时，获取光标在该逻辑页面上的位置，在所述光标使能该逻辑页面内的一个控制模块时，增强显示与该控制模块相关的控制参数、逻辑信号点和连接线，以便用户进行直观查看；

与所述呈现模块连接的页面标记模块，用于在用户查看由所述查询数据生成的逻辑页面时，响应于用户在该逻辑页面内的标记操作，将用户标记的信息与该逻辑页面进行关联且存储，以便用户再次查看该逻辑页面时自动加载用户标记的信息。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现如权利要求1-5中任一项所述的方法。

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