CN112506160A - 一种dcs控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种DCS控制系统，包括与组态监控软件装置连接的控制站以及与所述控制站连接的至少两个DP主站，所述控制站为多任务操作系统的控制站，用于配置多个IEC任务，所述DP主站与所述IEC任务之间为映射关联。通过将控制站采用多任务操作系统的控制站，可以同时配置多个IEC任务，而所述DP主站与所述IEC任务之间为映射关联，一个IEC任务可以关联多个DP主站，但是同一个DP主站只能与一个IEC任务进行关联，由于可以实现多个DP主站支持，可以实现更快运行速度，使得整个DCS控制系统适合在大规模复杂场景下部署，减少控制站的部署数量，提高DP主站的利用效率，使得部署成本低、集成度高、可靠性好、配置灵活。
Description
技术领域
本发明涉及DCS控制技术领域，特别是涉及一种DCS控制系统。
背景技术
集散控制系统简称DCS，也可直译为“集散控制系统”或“分布式计算机控制系统”。它采用控制分散、操作和管理集中的基本设计思想，采用多层分级、合作自治的结构形式，主要特征是它的集中管理和分散控制。目前DCS在电力、冶金、石化等各行各业都获得了极其广泛的应用。
DCS通常采用分级递阶结构，每一级由若干子系统组成，每一个子系统实现若干特定的有限目标，形成金字塔结构。
可靠性是DCS发展的生命，要保证DCS的高可靠性主要有三种措施：
一是广泛应用高可靠性的硬件设备和生产工艺；
二是广泛采用冗余技术；
三是在软件设计上广泛实现系统的容错技术、故障自诊断和自动处理技术等。
当今大多数集散控制系统的MTBF可达几万甚至几十万小时。
目前的DCS控制系统，大多为如下设计方式：
组态监控软件对多个控制站进行组态和监控，每个控制站只运行一个IEC任务，并且只连接一个DP主站，每个DP主站下连接多个输入输出模块，通过DP主站与连接的各个输入输出模块进行数据采集与控制输出。而这种连接控制方式中，DCS控制系统由于每个控制站只能连接一个DP主站，系统规格方面受到比较大的限制，在大规模复杂场景下，会出现部署成本高、系统复杂、控制站间数据通信困难的问题。
发明内容
本发明的目的是提供了一种DCS控制系统，适合在大规模复杂场景下部署，并且部署成本低、集成度高、可靠性好、配置灵活。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种DCS控制系统，包括与组态监控软件装置连接的控制站以及与所述控制站连接的至少两个DP主站，所述控制站为多任务操作系统的控制站，用于配置多个IEC任务，所述DP主站与所述IEC任务之间为映射关联。
其中，还包括控制板主体，同一组的所述控制站的芯片与所述DP主站的芯片设置在同一所述控制板主体。
其中，还包括与所述控制站以及所述DP主站连接的共享内存，所述控制站与所述DP主站通过所述共享内存进行数据交换。
其中，还包括与所述组态监控软件装置连接的任务承接站，用于接收并记录获得的工程任务后，输出到所述组态监控软件装置并在所述组态监控软件装置按照预设规则进行工程组态后，下装给所述控制站，所述控制站将各个所述DP主站与各个所述IEC任务的对应关系进行保存，并将各个所述DP主站及所述DP主站下属的输入输出模块的配置参数发送给对应的DP主站。
其中，与同一所述组态监控软件装置连接的所述控制站的数量为多个，多个所述控制站之间的通信方式为任务间通信。
其中，还包括与所述组态监控软件装置连接的统计站，用于统计当前的处于任务状态的所述DP主站以及处于空闲状态的所述DP主站。
其中，还包括与所述统计站连接的显示站，用于根据指令显示所述统计站的统计信息。
其中，还包括与所述组态监控软件装置、所述统计站连接的控制站繁忙度计算站，用于对指定的所述控制站根据所述控制站当前的运行的所述IEC任务数量与最大的可运行任务数量计算并输出控制站繁忙度。
其中，还包括与所述组态监控软件装置、所述控制站繁忙度计算站连接的任务分配站，所述任务分配站通过获取各个控制站对应的所述控制站繁忙度，将最新获得的任务通过所述组态监控软件装置分配到所述控制站繁忙度最低的所述控制站。
其中，还包括与所述组态监控软件装置、所述控制站繁忙度计算站连接的控制站排序站，用于根据所述控制站繁忙度计算站输出的所述控制站繁忙度每个预定时长按照从大到小或从小到大的顺序进行排序。
本发明实施例所提供的DCS控制系统，与现有技术相比，具有以下优点：
本发明实施例提供的DCS控制系统，通过将控制站采用多任务操作系统的控制站，可以同时配置多个IEC任务，而所述DP主站与所述IEC任务之间为映射关联，一个IEC任务可以关联多个DP主站，但是同一个DP主站只能与一个IEC任务进行关联，由于可以实现多个DP主站支持，可以实现更快运行速度，使得整个DCS控制系统适合在大规模复杂场景下部署，减少控制站的部署数量，提高DP主站的利用效率，使得部署成本低、集成度高、可靠性好、配置灵活。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的DCS控制系统的一个实施例中的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明提供的DCS控制系统的一个实施例中的结构示意图。
在一种具体实施方式中，所述DCS控制系统，包括与组态监控软件装置10连接的控制站20以及与所述控制站20连接的至少两个DP主站30，所述控制站20为多任务操作系统的控制站20，用于配置多个IEC任务，所述DP主站30与所述IEC任务之间为映射关联。
通过将控制站20采用多任务操作系统的控制站20，可以同时配置多个IEC任务，而所述DP主站30与所述IEC任务之间为映射关联，一个IEC任务可以关联多个DP主站30，但是同一个DP主站30只能与一个IEC任务进行关联，由于可以实现多个DP主站30支持，可以实现更快运行速度，使得整个DCS控制系统适合在大规模复杂场景下部署，减少控制站20的部署数量，提高DP主站30的利用效率，使得部署成本低、集成度高、可靠性好、配置灵活。
为了进一步提高产品设备的集成度，方便进行运输和布置，在一个实施例中，所述DCS控制系统还包括控制板主体，同一组的所述控制站20的芯片与所述DP主站30的芯片设置在同一所述控制板主体。
通过将控制站20与各个DP主站30的硬件芯片设计到同一块控制板上，这样可以完成将需要的控制站20与DP主站30进行直接集成，大大减少整体的体积，使得设备的安置、运行以及维护变得简单，使用成本以及设备成本都会得到下降。
本发明中由于控制站20以及所述DP主站30一般设置在一块控制板上，而二者之间会有很多数据交流，为了方便进行数据交流，在一个实施例中，所述DCS控制系统还包括与所述控制站20以及所述DP主站30连接的共享内存，所述控制站20与所述DP主站30通过所述共享内存进行数据交换。
通过共享内存进行数据交换，就使得二者节约了串口或网口等外设资源，提高了数据交互速率和可靠性，降低了成本,也降低了二者自身的制造难度以及外形尺寸。当然，如果有其它需要，也可以不使用共享内存，可以在其中之一上设置内存进行数据交换，甚至各自设置内存进行数据交换等，本发明对此不作具体限定，
本发明中通过上述方式，控制站20与各个DP主站30通过共享内存的方式进行数据交互，而控制站20则通过不同的地址空间来区分各个DP主站30。
由于在本发明中不像现有技术中那样控制站20与DP站一一对应，而是一个控制站20对应多个DP站，但是在实际的使用中，不可能对应所有的DP站，这个可能需要根据对应的任务进行决定，为了实现优化，最大限度利用DP站，在一个实施例中，所述DCS控制系统还包括与所述组态监控软件装置10连接的任务承接站，用于接收并记录获得的工程任务后，输出到所述组态监控软件装置10并在所述组态监控软件装置10按照预设规则进行工程组态后，下装给所述控制站20，所述控制站20将各个所述DP主站30与各个所述IEC任务的对应关系进行保存，并将各个所述DP主站30及所述DP主站30下属的输入输出模块的配置参数发送给对应的DP主站30。
通过任务承接站接收到工程任务并进行记录，再由组态监控软件装置10按照预设进行分配，下装给对应所述控制站20，所述控制站20将各个所述DP主站30与各个所述IEC任务的对应关系进行保存，并将各个所述DP主站30及所述DP主站30下属的输入输出模块的配置参数发送给对应的DP主站30。
需要指出的是，本发明中对于控制站20与DP主站30的关系不做限定，可以是确定的，这样可以根据任务的难度的参数，直接调用最合适的控制站20，但是如果使用不频繁时，会出现有些DP主站30工作繁忙，但是有些确实清闲，有些资源浪费，因而可以实现动态调动，即在完成本次的任务之后，将对应的控制站20与对应的DP主站30进行关联脱离，成为自由状态，实现DP主站30的释放，从而提高DP主站30的利用效率。
现有技术汇总由于每个控制站20与DP主站30是一一对应的，控制站20之间的数据通信比较困难，本发明中对于控制站20的数量不做限定，对于控制站20之间的通信方式不做限定，一般与同一所述组态监控软件装置10连接的所述控制站20的数量为多个，多个所述控制站20之间的通信方式为任务间通信，使用消息队列的方式通信，而采用这种方式通信，无需增加额外的设备，通信效率高，通信成本低。
由于在一个DCS控制系统可以设置在控制站20以及DP主站30的数量不做限定，如果数量较多，管理起来比较麻烦，为了方便管理，提高使用效率，在一个实施例中，所述DCS控制系统还包括与所述组态监控软件装置10连接的统计站，用于统计当前的处于任务状态的所述DP主站30以及处于空闲状态的所述DP主站30。
通过统计站，实现对多个DP主站30进行统计，实现了对DP主站30的动态监控，使得管理员能够实时获得整个DCS控制系统的可用资源，提高设备的利用效率。
更进一步，在一个实施例中，所述DCS控制系统还包括与所述统计站连接的显示站，用于根据指令显示所述统计站的统计信息。
通过显示器，根据指令显示所述统计站的统计信息，管理人员就可以制定新的任务计划，提高管理效率以及管理难度。
由于在本发明中，控制站20具有多任务功能，但是如果两个控制站20都正在运行，在总共可以运行五个任务，其中一个已经运行了两个，但是另一个运行了四个，但是在统计中，可能两个控制站20都在运行，但是如何进行后续的任务分配，设备的可承载性还有多少不好控制，因此，为了解决这一技术问题，在一个实施例中，所述DCS控制系统还包括与所述组态监控软件装置10、所述统计站连接的控制站20繁忙度计算站，用于对指定的所述控制站20根据所述控制站20当前的运行的所述IEC任务数量与最大的可运行任务数量计算并输出控制站20繁忙度。
通过控制站20繁忙度的检测，就可以自由的选择合适的控制站20进行任务分配，这样就能够提高效率。
更进一步，在一个实施例中，所述控制站20繁忙度还包括与所述组态监控软件装置10、所述控制站20繁忙度计算站连接的任务分配站，所述任务分配站通过获取各个控制站20对应的所述控制站20繁忙度，将最新获得的任务通过所述组态监控软件装置10分配到所述控制站20繁忙度最低的所述控制站20。
通过任务分配站，根据获取的各个控制站20对应的所述控制站20繁忙度，将最新获得的任务通过所述组态监控软件装置10分配到所述控制站20繁忙度最低的所述控制站20，这样就可以将控制站20的利用率达到最高，提高设备的效率。
更进一步，在一个实施例中，所述DCS控制系统还包括与所述组态监控软件装置10、所述控制站20繁忙度计算站连接的控制站20排序站，用于根据所述控制站20繁忙度计算站输出的所述控制站20繁忙度每个预定时长按照从大到小或从小到大的顺序进行排序。
通过控制站20排序站，即可以使得管理员只关注最上或最下的一条对应的控制站20，这样就可以直接使用，不用管理员进行查找，提高了管理效率。
综上所述，本发明实施例提供的DCS控制系统，通过将控制站采用多任务操作系统的控制站，可以同时配置多个IEC任务，而所述DP主站与所述IEC任务之间为映射关联，一个IEC任务可以关联多个DP主站，但是同一个DP主站只能与一个IEC任务进行关联，由于可以实现多个DP主站支持，可以实现更快运行速度，使得整个DCS控制系统适合在大规模复杂场景下部署，减少控制站的部署数量，提高DP主站的利用效率，使得部署成本低、集成度高、可靠性好、配置灵活。
以上对本发明所提供的DCS控制系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种DCS控制系统，其特征在于，包括与组态监控软件装置连接的控制站以及与所述控制站连接的至少两个DP主站，所述控制站为多任务操作系统的控制站，用于配置多个IEC任务，所述DP主站与所述IEC任务之间为映射关联。
2.如权利要求1所述DCS控制系统，其特征在于，还包括控制板主体，同一组的所述控制站的芯片与所述DP主站的芯片设置在同一所述控制板主体。
3.如权利要求2所述DCS控制系统，其特征在于，还包括与所述控制站以及所述DP主站连接的共享内存，所述控制站与所述DP主站通过所述共享内存进行数据交换。
4.如权利要求3所述DCS控制系统，其特征在于，还包括与所述组态监控软件装置连接的任务承接站，用于接收并记录获得的工程任务后，输出到所述组态监控软件装置并在所述组态监控软件装置按照预设规则进行工程组态后，下装给所述控制站，所述控制站将各个所述DP主站与各个所述IEC任务的对应关系进行保存，并将各个所述DP主站及所述DP主站下属的输入输出模块的配置参数发送给对应的DP主站。
5.如权利要求4所述DCS控制系统，其特征在于，与同一所述组态监控软件装置连接的所述控制站的数量为多个，多个所述控制站之间的通信方式为任务间通信。
6.如权利要求5所述DCS控制系统，其特征在于，还包括与所述组态监控软件装置连接的统计站，用于统计当前的处于任务状态的所述DP主站以及处于空闲状态的所述DP主站。
7.如权利要求6所述DCS控制系统，其特征在于，还包括与所述统计站连接的显示站，用于根据指令显示所述统计站的统计信息。
8.如权利要求7所述DCS控制系统，其特征在于，还包括与所述组态监控软件装置、所述统计站连接的控制站繁忙度计算站，用于对指定的所述控制站根据所述控制站当前的运行的所述IEC任务数量与最大的可运行任务数量计算并输出控制站繁忙度。
9.如权利要求8所述DCS控制系统，其特征在于，还包括与所述组态监控软件装置、所述控制站繁忙度计算站连接的任务分配站，所述任务分配站通过获取各个控制站对应的所述控制站繁忙度，将最新获得的任务通过所述组态监控软件装置分配到所述控制站繁忙度最低的所述控制站。
10.如权利要求9所述DCS控制系统，其特征在于，还包括与所述组态监控软件装置、所述控制站繁忙度计算站连接的控制站排序站，用于根据所述控制站繁忙度计算站输出的所述控制站繁忙度每个预定时长按照从大到小或从小到大的顺序进行排序。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210316 |