CN110687893B - 一种冗余辐射监测上层系统 - Google Patents
一种冗余辐射监测上层系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110687893B CN110687893B CN201910995868.2A CN201910995868A CN110687893B CN 110687893 B CN110687893 B CN 110687893B CN 201910995868 A CN201910995868 A CN 201910995868A CN 110687893 B CN110687893 B CN 110687893B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- main
- personal computer
- industrial personal
- standby
- serial port
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
- G05B23/02—Electric testing or monitoring
- G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
- G05B23/0208—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the configuration of the monitoring system
- G05B23/0213—Modular or universal configuration of the monitoring system, e.g. monitoring system having modules that may be combined to build monitoring program; monitoring system that can be applied to legacy systems; adaptable monitoring system; using different communication protocols
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/20—Pc systems
- G05B2219/24—Pc safety
- G05B2219/24065—Real time diagnostics
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Hardware Redundancy (AREA)
Abstract
本发明公开了一种冗余辐射监测上层系统，包括就地仪表、RS‑485串行总线、采集站、主监盘、辅监盘、交换机和数据库服务器；所述采集站包括主工控机和备工控机，所述就地仪表同时连接所述主工控机和备工控机；所述主工控机和备工控机分别安装主串口采集软件和备用串口采集软件；所述主工控机和备工控机内数据通过交换机传输至所述主监盘、辅监盘和数据库服务器；本发明可以同时解决工控机的硬件和采集软件故障的问题处理，大大提高了系统的输出可靠性；同时，采用了稳定性和功能性更好的新型工控机和全套国产系统软件对原系统进行升级。
Description
技术领域：
本发明涉及冗余辐射监测领域，具体为一种冗余辐射监测上层系统。
背景技术：
提高任何一个系统稳定性最笨也是最有效的方法是冗余设计。理论上来说，使用冗余设计可以使系统故障率接近为零，但由于需要购买更多的硬件设备，使得前期投入和后期的维护成本增加，所以冗余系统一般只推荐在某些特殊的行业使用，如金融领域、航空航天领域、核安全领域等。其中，辐射监测系统是核电站仪控系统的重要组成部分，由于运行年限过长、设备老化、备件停产等问题，系统整体的运行可靠性大为降低，所以对于现有的辐射监测上层系统的冗余设计迫在眉睫。
如图2所示，是常规的核电站辐射监测ARMS上层控制系统，属于典型的集中-分散型控制系统，就地仪表通过RS-485总线连接一个工控机，工控机上运行数据采集软件，通过交换机将数据传输给主监盘和数据库服务器。但是此方案存在3个问题：1.硬件故障发生：当该工控机内部发生故障，会使整个上层控制系统的链路发生瘫痪，影响整体系统运行的可靠性；2.软件故障发生：当主工控机的通讯、采集软件运行、下发报文、反馈报文发生问题时，无监测装置辅助察觉，只能带病继续运行，影响系统运行的可靠性；3.核电站辐射监测系统由于对设备的等级要求高、自身运行环境也比较恶劣，尤其是涉及核电工作人员及周边居民的重大人身财产安全，所以对其整体的可靠性提出了很高的要求，进一步提高了系统的可靠性设计难度及其成本。
发明内容：
本发明的目的是提供一种当辐射监测上层系统硬件发生故障、软件发生故障时，基于物理接口、工控机和采集软件全面冗余的辐射监测上层系统。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种冗余辐射监测上层系统，包括就地仪表、RS-485串行总线、采集站、主监盘、辅监盘、交换机和数据库服务器；所述采集站包括主工控机和备工控机，所述就地仪表同时连接所述主工控机和备工控机；所述主工控机和备工控机分别安装主串口采集软件和备用串口采集软件；所述主工控机和备工控机内数据通过交换机传输至所述主监盘、辅监盘和数据库服务器。
作为本发明的一种优选技术方案，所述主串口采集软件执行采集报文的下发、反馈报文的读取和解析、与数据库服务器以及与主辅监盘的通讯接口的功能；所述备串口采集软件对串口数据进行只读的监听，同时解析主串口采集软件的下发报文和仪表的反馈报文、综合分析主串口采集软件运行状态、实现与主辅监盘的通讯接口的功能；在同时运行的情况下，所述主串口采集软件宕机，所述备串口采集软件会自动接管所述主串口采集软件的全部功能，保证串行总线数据通讯正常，避免因总线中最关键的客户端故障，导致整个串行总线瘫痪；待所述主串口采集软件恢复运行后，所述备串口采集软件重新进入监听模式。
作为本发明的一种优选技术方案，所述RS-485串行总线，将原先一条串行接口的末端分支为两条，接线处直接一对一扭接，或借用RS-485隔离器来实现信号的增强和防干扰配置。
作为本发明的一种优选技术方案，所述采集站设有若干套，且均包括主工控机和备工控机，每台所述主工控机和备工控机都配备独立电源模块、独立主板、操作系统和双网口的配置，实现所述主工控机和备工控机的冗余设计。
作为本发明的一种优选技术方案，所述主监盘和辅监盘为一套冗余的上层数据整体监测画面，采用NS100平台为ARMS系统中主监盘和辅监盘的监控画面进行量身定制。
作为本发明的一种优选技术方案，所述主串口采集软件和所述备串口采集软件之间通过交换机采用TCP通讯。
作为本发明的一种优选技术方案，所述主工控机和备工控机的端口分别接入RS-485串行总线末端的两个分支串口，实现物理串口的冗余设计。
本发明的有益效果：相对于现有技术，本发明基于物理接口、工控机硬件、采集软件全面冗余的策略可以同时解决工控机硬件和采集软件故障的问题处理，大大提高了工控机的最终输出可靠性；对于主工控机硬件故障，可以通过配备独立电源、独立主板、独立网口的备工控机实现接管，避免了由于工控机硬件故障而导致的系统可靠性问题；对于主串口采集软件故障，备串口采集软件会自动接管主串口采集软件的全部功能，实现有效输出，避免了由于软件故障而导致的系统可靠性问题；本发明采用的主、备串口采集软件的TCP通讯策略有效实现了对主、备软件不同要素的运行状态监测；本发明采用了稳定性和功能性更好的新型工控机和全套国产系统软件对原系统进行升级。
附图说明：
图1：是本发明的冗余辐射监测上层系统架构图；
图2：是现有技术下辐射监测上层系统架构图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例：请参阅图1-2，图1中本发明提供一种技术方案：一种冗余辐射监测上层系统，包括就地仪表、RS-485串行总线、采集站、主监盘、辅监盘、交换机、数据库服务器；采集站包括主工控机、备工控机，就地仪表同时连接主工控机和备工控机；主工控机和备工控机分别安装主串口采集软件和备用串口采集软件；主工控机、备工控机内数据通过交换机传输至主监盘、辅监盘和数据库服务器。
本发明中，主串口采集软件执行采集报文的下发、反馈报文的读取和解析、与数据库服务器以及与主辅监盘的通讯接口等功能；备串口采集软件对串口数据进行只读的监听，同时解析主串口采集软件的下发报文和仪表的反馈报文、综合分析主串口采集软件运行状态、实现与主辅监盘的通讯接口等功能；在同时运行的情况下，若主串口采集软件宕机，备串口采集软件会自动接管主串口采集软件的全部功能，保证串行总线数据通讯正常，避免因总线中最关键的客户端故障，导致整个串行总线瘫痪；待主串口采集软件恢复运行后，备串口采集软件重新进入监听模式。
主备采集软件采用具有优良跨平台特性的Qt编写，其源码可在Windows、Linux、Android等多种操作系统上编译运行。
本发明对于有着相对优良特性的单个RS-485串行总线末端，将原先一条串行接口分支为两条；接线处可直接一对一扭接，也可借用RS-485隔离器来实现信号的增强和防干扰配置。RS-485通讯总线因其良好的通讯效率和低廉的成本，在如今自动化控制领域得到了广泛的运用，ARMS下层辐射监测仪表主要也是采用RS-485总线协议。RS-485是为拓展RS-422的应用范围而生，RS-485对比RS-422增加了多点和双向通信的能力，以及增强了发送驱动和冲突保护机制，可允许多个设备连接到同一条串行总线上。
本发明所涉及到的采集站采用最新凌华工控机组替代原老旧工控机，每套采集站包含有两台工控机，每台工控机都配备有独立电源模块、独立主板/操作系统、双网口等基本配置，实现工控机冗余操作。
本发明的主工控机、备工控机分别安装对应的主、备串口采集软件，冗余工控机硬件上独立运行，主备串口采集软件通过TCP通讯方式相互检测工控机运行状态，从软件层面实现冗余工控机的协同作用。
本发明的主、辅监盘，本身即为一套冗余的上层数据整体监测画面，采用NS100平台为ARMS系统中主、辅监盘的监控画面进行量身定制；在充分采纳核电现场运行服务人员相关意见后，保证现有运行和操作机制与原监控画面相差无几的前提下，对监控画面进行了诸多功能性和人性化的优化配置，比如：优化了原先标注错误的测量单位：MyGy/h改正为μGy/h、m3/h改正为m3/h；所有一级界面直接标注每个显示控件的KKS码，便于操作员整体监视；优化了场所辐射监测画面，由原先表格形式升级为厂房平面图形式，便于操作员及时准确的判定具体报警点；丰富了二级界面的显示功能；新增A/B网通讯状态监测控件组，实时监测A/B网工作状态；新增整体网络拓扑图，可实时动态监测整个系统网络连接状态等；其中，NS100平台已获得“计算机软件著作权”，是我公司自主开发的跨平台监控软件，支持LINUX/WINGDOWS操作系统，突破操作系统的限制，使得该软件具有更好的兼容性和升级空间。
本发明的主串口采集软件和备串口采集软件之间通过A、B网交换机实现TCP通讯，相互监视主、备软件运行状态。
本发明的主工控机、备工控机的端口分别接入RS-485串行总线末端的两个分支串口，实现物理串口冗余设计。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种冗余辐射监测上层系统，包括就地仪表、RS-485串行总线、采集站、主监盘、辅监盘、交换机和数据库服务器；其特征在于，所述采集站包括主工控机和备工控机，所述就地仪表同时连接所述主工控机和备工控机；所述主工控机和备工控机分别安装主串口采集软件和备用串口采集软件；所述主工控机和备工控机内数据通过交换机传输至所述主监盘、辅监盘和数据库服务器；所述主串口采集软件执行采集报文的下发、反馈报文的读取和解析、与数据库服务器以及与主辅监盘的通讯接口的功能；所述备用串口采集软件对串口数据进行只读的监听，同时解析主串口采集软件的下发报文和仪表的反馈报文、综合分析主串口采集软件运行状态、实现与主辅监盘的通讯接口的功能；在同时运行的情况下，所述主串口采集软件宕机，所述备用串口采集软件会自动接管所述主串口采集软件的全部功能，保证串行总线数据通讯正常，避免因总线中的客户端故障，导致整个串行总线瘫痪；待所述主串口采集软件恢复运行后，所述备用串口采集软件重新进入监听模式；所述RS-485串行总线，将原先一条串行接口的末端分支为两条，接线处直接一对一扭接或借用RS-485隔离器来实现信号的增强和防干扰配置；所述采集站设有若干套，且均包括主工控机和备工控机，每台所述主工控机和备工控机都配备独立电源模块、独立主板、操作系统和双网口的配置，实现所述主工控机和备工控机的冗余设计；所述主监盘和辅监盘为一套冗余的上层数据整体监测画面，采用NS100平台为ARMS系统中主监盘和辅监盘的监控画面进行量身定制；所述主串口采集软件和所述备用串口采集软件之间通过交换机采用TCP通讯；所述主工控机和备工控机的端口分别接入RS-485串行总线末端的两个分支串口，实现物理串口的冗余设计。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910995868.2A CN110687893B (zh) | 2019-10-18 | 2019-10-18 | 一种冗余辐射监测上层系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910995868.2A CN110687893B (zh) | 2019-10-18 | 2019-10-18 | 一种冗余辐射监测上层系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110687893A CN110687893A (zh) | 2020-01-14 |
| CN110687893B true CN110687893B (zh) | 2020-09-18 |
Family
ID=69113438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910995868.2A Expired - Fee Related CN110687893B (zh) | 2019-10-18 | 2019-10-18 | 一种冗余辐射监测上层系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110687893B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112526979B (zh) * | 2020-12-16 | 2023-06-09 | 中国兵器装备集团自动化研究所 | 一种多重冗余架构的串行通信接口诊断系统及方法 |
| CN113590171B (zh) * | 2021-03-25 | 2024-06-18 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种数据冗余编辑方法 |
| CN114217597B (zh) * | 2021-12-16 | 2024-04-12 | 西南石油大学 | 一种can转4g物联网模块设备的远程测试系统及测试方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101109951B (zh) * | 2007-08-23 | 2012-07-11 | 济钢集团有限公司 | 变电站智能电子设备接入系统 |
| CN201369177Y (zh) * | 2008-12-23 | 2009-12-23 | 中广核工程有限公司 | 一种压水堆核电站辐射监测系统 |
| KR101424088B1 (ko) * | 2012-11-08 | 2014-07-28 | 주식회사 피닉스테크닉스 | 현장데이터 수집장치와 경보 로직시퀀스 제어장치를 활용한 원자력발전소 이중화 경보시스템 |
| CN103647781B (zh) * | 2013-12-13 | 2017-05-17 | 大连理工计算机控制工程有限公司 | 一种基于设备冗余和网络冗余的混合冗余可编程控制系统 |
| CN204480322U (zh) * | 2014-12-31 | 2015-07-15 | 中核控制系统工程有限公司 | 一种核电厂应急辅助决策系统 |
| CN104898620B (zh) * | 2015-05-19 | 2017-12-08 | 西安晨宇环境工程有限公司 | 一种基于以太网的冗余控制系统及控制方法 |
| CN106371125B (zh) * | 2016-08-17 | 2021-09-17 | 中国核电工程有限公司 | 一种基于plc的辐射监测方法 |
| CN208173251U (zh) * | 2018-05-18 | 2018-11-30 | 华龙国际核电技术有限公司 | 一种辐射监测系统及核电站 |
-
2019
- 2019-10-18 CN CN201910995868.2A patent/CN110687893B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110687893A (zh) | 2020-01-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110687893B (zh) | 一种冗余辐射监测上层系统 | |
| US20210171075A1 (en) | Non-national standard turnout drive system based on double 2-vote-2 architecture | |
| CN102866690B (zh) | 分散控制系统中冗余过程控制站之间冗余切换方法 | |
| CN110828018A (zh) | 一种紧凑型布置的核动力堆dcs架构 | |
| CN111987896B (zh) | 一种实现vbe光接受板在线更换的换流阀回检架构 | |
| CN102694365A (zh) | 一种汽轮机三重化冗余危急遮断保护系统 | |
| CN104268114A (zh) | 一种电源测控系统及其控制方法 | |
| CN110767338A (zh) | 一种核动力堆dcs架构 | |
| CN208110360U (zh) | 一种泵站远程控制系统 | |
| CN115729166A (zh) | 一种用于医用重离子加速器的安全联锁系统、方法和介质 | |
| CN203444293U (zh) | 三重冗余紧急停机装置 | |
| CN114454919A (zh) | 一种计算机联锁系统 | |
| CN202744217U (zh) | 核电站环行起重机控制系统中的plc冗余系统 | |
| CN210442679U (zh) | 一种基于plc和数据总线技术的风闸控制系统 | |
| CN110165643B (zh) | 一种互联微机保护方法及系统 | |
| CN205986321U (zh) | 一种自投保护逻辑验证装置 | |
| CN112886707A (zh) | 转换器装置的干节点输出方法及输出装置 | |
| CN205787787U (zh) | 一种水利闸门远程控制的装置 | |
| KR200426883Y1 (ko) | 고속철도 비상단로기 리모터터미널유니트 | |
| CN214586436U (zh) | 一种双系统冗余水泵远传控制装置 | |
| CN104601221A (zh) | 一种合并单元和智能终端的状态监测系统 | |
| CN208334543U (zh) | 一种simatic-tdc装置测量故障量显示系统 | |
| CN109224322A (zh) | 一种应用于质子治疗装置的真空控制系统 | |
| Iijima et al. | Hitachi’s Latest Supervisory and Control System for Advanced Combined Cycle Power Plants | |
| CN211529626U (zh) | 一种核动力堆dcs架构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200918 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |