CN113194124B - 基于分布式实时数据库的dcs后台多节点间点目录同步方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于分布式实时数据库的DCS后台多节点间点目录同步方法，步骤1、在DCS后台的各个历史站和工程师站上部署分布式实时数据库，并创建控制器状态数据表和点目录数据表；步骤2、为需要同步的点目录数据表上安装触发器；步骤3、服务节点接收来自下位机控制器的点目录更新信息，写入本节点实时点目录数据库，并将更新数据同步发送到其他节点；步骤4、非服务节点接收更新消息，解析并执行更新操作，实现本节点的点目录与服务节点保持一致；步骤5、刚启动的非服务节点先通过共享内存从服务节点获取点目录实时数据库。本发明方法实现了自动化同步更新DCS后台多节点之间的点目录。

Description

基于分布式实时数据库的DCS后台多节点间点目录同步方法
技术领域
本发明涉及DCS后台多节点间点目录同步技术领域，具体涉及一种基于分布式实时数据库的DCS后台多节点间点目录同步方法。
背景技术
分散控制系统(Distributed Control System,DCS)，是一个集过程控制、过程监控、通信、显示为一体的计算机综合系统，采用分散控制、集中管理、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的控制系统，并且配置灵活，组态方便，具有高可靠性、高稳定性、控制功能强大等特点。DCS遵循控制系统的基本形态：具有上位机、下位机和过程控制网络，需要进行软件和硬件组态。上位机由包括历史站、工程师站、操作员站等节点组成，进行过程监控、过程显示与控制命令发布等操作；下位机的控制器是系统的核心部件，它负责处理现场的I/O信号、信息交换、控制算法等。
下位机的控制器需要向上位机传送连接现场的设备测点信息，点目录是系统中所有测点的集合，来源于系统的各个下位机控制器，点目录中包含了当前系统中的所有测点信息，是整个系统的基础。为了提高工程实施效率，在DCS系统工程中，需要在不同节点进行过程监控、显示与控制等人机交互操作，为了保证各个节点上交互操作的有效性和准确性，实现上位机多节点之间的点目录同步是非常重要的功能。
在多个节点同时进行DCS人机交互过程中，如果各个节点之间的点目录不能保证一致性，会对DCS安全运行留下重大隐患，例如，如果点目录延迟更新，可能导致操作员在某个前一时刻有效、但当前时刻已经无效的测点上进行控制操作，一旦操作导致出现问题，在问题排查过程中，也会浪费巨大的人力资源。此外，在目前一些DCS系统中点目录同步策略是：在服务节点配置完成点目录文件后，通过文件同步工具，手动将点目录文件发布给其他节点，其他节点重新启动应用之后点目录再生效，这个手动同步过程导致花费过多的时间。为了保证控制操作的有效性和良好的人机交互体验，最好能实现点目录自动化同步更新，即要求对点目录的同步更新过程要求具有自动化、快速、高效的特点。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种基于分布式实时数据库的DCS后台多节点间点目录同步方法，通过该方法的实施，在DCS后台系统多工程师节点同时进行人机交互操作的过程中，能够保证点目录自动化同步更新，并且更新过程快速、高效，不影响用户人机交互体验。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种基于分布式实时数据库的DCS后台多节点间点目录同步方法，包括如下步骤：
步骤1、在各个DCS历史站、工程师站上，部署分布式实时数据库，创建控制器状态数据表和点目录数据表，用于存储下位机控制器状态、点目录等信息；具有从下位机控制器获取实时点目录服务功能的历史站，称为服务节点，其中一个服务节点离线后，另一个备用服务节点自动启动服务功能成为服务节点；
步骤2、为需要同步的点目录数据表上安装触发器，记录对测点数据表的增加、删除、修改操作；并将所有的操作过程记录在操作日志表上，以便保证操作发生的顺序；
步骤3、服务节点更新本地点目录实时数据库并发送到其他节点；
301、服务节点从下位机控制器获取实时点目录信息，并更新本地的点目录实时数据库，点目录数据表上安装的触发器将被触发，记录下对点目录数据表的增删改操作日志；
302、更新操作完成后，由数据发送服务提取出操作日志表上的数据，写入到消息队列；
303、最后通过消息队列将更新过程传输到其他接收节点；
步骤4、工程师站和不从下位机控制器获取实时点目录服务功能的历史站为非服务节点，非服务节点需要将本节点的点目录与服务节点保持一致；
401、非服务节点接收消息队列的数据后执行接收写入服务，首先解析消息队列中的操作过程；
402、根据操作过程依次更新本地数据表，从而完成本节点的点目录数据同步更新；
403、对于非服务节点在接收、解析、执行操作过程中出现一些无法处理的冲突和意外错误，将存入异常信息库，并可借助告警工具软件进行告警监控，供操作员处理；
步骤5、对于刚启动的非服务节点，需要先通过共享内存从服务节点获取点目录实时数据库，实现本节点的点目录与服务节点保持一致，之后按照步骤4所述进行本节点的点目录数据同步更新。
为防止两个节点同时做点目录更新发起方，避免出现约束冲突的情况，DCS后台系统中只有一个服务节点负责从下位机控制器获取点目录信息，然后再同步更新到其他接收节点，如此可以避免数据冲突。
上位机的值班和备用历史节点，在结构上是对等的，是点目录数据同步发送方同时也是接收方，担任服务节点时，是点目录数据同步发送方，担任非服务节点时做点目录数据同步接收方，工程师节点只是接收方。
本发明的有益效果是：
通过本发明方法的实施，实现了自动化同步更新DCS后台多节点的点目录，保持了多节点的点目录的一致性，从而保证DCS后台多节点上控制操作的有效性和高效性；同时操作员不再需要执行手动文件同步和离线应用过程，进一步提高了人机交互的体验。
附图说明
图1为本发明步骤3所述服务节点更新本地点目录实时数据库并同步发送到其他节点过程图。
图2为本发明步骤4所述非服务节点更新本节点的点目录实时数据库并进行异常处理过程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
本发明一种基于分布式实时数据库的DCS后台多节点间点目录同步技术，包括如下步骤：
步骤1、在各个DCS历史站、工程师站上，部署分布式实时数据库，创建控制器状态数据表和点目录数据表，用于存储下位机控制器状态、点目录等信息；具有从下位机控制器获取实时点目录服务功能的历史站，称为服务节点，其中一个服务节点离线后，另一个备用服务节点自动启动服务功能成为服务节点；
步骤2、为需要同步的点目录数据表上安装触发器，记录对测点数据表的增加、删除、修改操作；并将所有的操作过程记录在操作日志表上，以便保证操作发生的顺序；
步骤3、如图1所示，服务节点更新本地点目录实时数据库并发送到其他节点的过程如下：
301、服务节点从下位机控制器获取实时点目录信息，并更新本地的点目录实时数据库，点目录数据表上安装的触发器将被触发，记录下对点目录数据表的增删改操作日志；
302、更新操作完成后，由数据发送服务提取出操作日志表上的数据，写入到消息队列；
303、最后通过消息队列将更新过程传输到其他接收节点；
步骤4、工程师站和不从下位机控制器获取实时点目录服务功能的历史站为非服务节点，非服务节点需要将本节点的点目录与服务节点保持一致；如图2所示，非服务节点更新本节点的点目录实时数据库并进行异常处理过程如下：
401、非服务节点接收消息队列的数据后执行接收写入服务，首先解析消息队列中的操作过程；
402、根据操作过程依次更新本地数据表，从而完成本节点的点目录数据同步更新；
403、对于非服务节点在接收、解析、执行操作过程中出现一些无法处理的冲突和意外错误，将存入异常信息库，并可借助告警工具软件进行告警监控，供操作员处理；未出现冲突或意外错误，则返回步骤401；
步骤5、对于刚启动的非服务节点，需要先通过共享内存从服务节点获取点目录实时数据库，实现本节点的点目录与服务节点保持一致，之后按照步骤4所述进行本节点的点目录数据同步更新。

Claims (2)

1.一种基于分布式实时数据库的DCS后台多节点间点目录同步方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、在各个DCS历史站、工程师站上，部署分布式实时数据库，创建控制器状态数据表和点目录数据表，用于存储下位机控制器状态、点目录信息；具有从下位机控制器获取实时点目录服务功能的历史站，称为服务节点，其中一个服务节点离线后，另一个备用服务节点自动启动服务功能成为服务节点；
步骤2、为需要同步的点目录数据表上安装触发器，记录对测点数据表的增加、删除、修改操作；并将所有的操作过程记录在操作日志表上，以便保证操作发生的顺序；
步骤3、服务节点更新本地点目录实时数据库并发送到其他节点；
301、服务节点从下位机控制器获取实时点目录信息，并更新本地的点目录实时数据库，点目录数据表上安装的触发器将被触发，记录下对点目录数据表的增删改操作日志；
302、更新操作完成后，由数据发送服务提取出操作日志表上的数据，写入到消息队列；
303、最后通过消息队列将更新过程传输到其他接收节点；
步骤4、工程师站和不从下位机控制器获取实时点目录服务功能的历史站为非服务节点，非服务节点需要将本节点的点目录与服务节点保持一致；
401、非服务节点接收消息队列的数据后执行接收写入服务，首先解析消息队列中的操作过程；
402、根据操作过程依次更新本地数据表，从而完成本节点的点目录数据同步更新；
403、对于非服务节点在接收、解析、执行操作过程中出现一些无法处理的冲突和意外错误，将存入异常信息库，并借助告警工具软件进行告警监控，供操作员处理；
步骤5、对于刚启动的非服务节点，需要先通过共享内存从服务节点获取点目录实时数据库，实现本节点的点目录与服务节点保持一致，之后按照步骤4所述进行本节点的点目录数据同步更新。
2.根据权利要求1所述的一种基于分布式实时数据库的DCS后台多节点间点目录同步方法，其特征在于，为防止两个节点同时做点目录更新发起方，避免出现约束冲突的情况，DCS后台系统中只有一个服务节点负责从下位机控制器获取点目录信息，然后再同步更新到其他接收节点，如此避免数据冲突。
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