CN113660150A - 一种过程控制站接入系统及接入方法 - Google Patents

一种过程控制站接入系统及接入方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种过程控制站接入系统，属于电力通信技术领域，包括第一监控系统、第二监控系统以及多个控制机柜，所述多个控制机柜中均设有两组相互连接的过程控制站，所述过程控制站内设有获取数据的数据功能单元以及处理数据的业务逻辑单元，所述第一监控系统直接与数据功能单元相连接，所述第二监控系统与数据功能单元之间设有输出器模块，所述业务逻辑单元用于接收数据功能单元的指令输出值，产生相应的动作，本发明使得两种不同的监控系统都能同时采集分散控制系统的过程控制站数据，并同时向过程控制站发送控制指令，可以节约成本，节约空间，增强了分散控制系统部署及使用的灵活性。

Description

一种过程控制站接入系统及接入方法
技术领域
本发明涉及一种过程控制站接入系统及接入方法，属于电力通信技术领域。
背景技术
随着分散控制系统技术的不断成熟，在各行各业的应用越来越广泛，发电厂基本都采用了分散控制系统来完成对主辅工业设备的监视、控制和保护。目前国内外各大分散控制系统厂家的产品中，过程控制站和监控系统通常是配套的，监控系统通过两者之间采用的私有/专用通信协议实现数据采集和控制指令下发。为了完成这项工作，过程控制站内部通常涉及了专用的画面操作功能块配合监控系统。
分散控制系统过程控制站通常不支持两种不同的监控系统同时接入并同时对其操作，即同时下发控制指令。在某些应用场景下，需要同时采用两种不同监控系统同时控制过程控制站，以节约成本，节约空间，提高部署及使用的灵活性。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域普通技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种过程控制站接入系统及接入方法，使得两种不同的监控系统都能同时采集分散控制系统的过程控制站数据，并同时向过程控制站发送控制指令，可以节约成本，节约空间，增强了分散控制系统部署及使用的灵活性。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
一方面，本发明提供了一种过程控制站接入系统，包括第一监控系统、第二监控系统以及多个控制机柜，
所述多个控制机柜中均设有两组相互连接的过程控制站，
所述过程控制站内设有获取数据的数据功能单元以及处理数据的业务逻辑单元，
所述第一监控系统直接与数据功能单元相连接，
所述第二监控系统与数据功能单元之间设有输出器模块，所述输出器模块用于检测输出变量的变化值及是否有写信号，当输出变量的变化值与预先设定的阈值进行比较，超过阈值时，或检测到有写信号，可将数据输出到数据功能单元，
所述业务逻辑单元用于接收数据功能单元的指令输出值，产生相应的动作。
进一步的，所述控制机柜中的两组相互连接的过程控制站分别为主控过程控制站和备用过程控制站。
进一步的，所述第一监控系统、第二监控系统与数据功能单元之间分别设有事件记录单元。
另一方面，一种根据上述提供的过程控制站接入系统的接入方法，包括以下步骤：
第一监控系统进行一次写值操作，将输入数值以指令类型写入数据功能单元，间接改变业务逻辑单元输入值变化，产生相应的动作；
第二监控系统发送一个指令输出值，该指令输出值进入输出器模块，所述输出器模块判断控制端信号为真时，进行一次输出操作，将输入数值以指令类型写入数据功能单元，间接改变业务逻辑单元输入值变化，产生相应的动作。
进一步的，所述方法还包括：所述输出器控制端信号来源于一个与门，与门的输入为一个或门和第二监控系统写允许信号，或门的输入包括两个信号，一个为偏差绝对值超过阈值，另一个为检测到写信号，仅当第二监控系统输出值映射的输出变量的变化值超过阈值，或检测到这个输出变量的写信号，并且第二监控系统允许写指令信号为真时，通过第二监控系统系统的写操作可通过输出器输出到数据功能单元。
进一步的，所述方法还包括：所述第二监控系统写允许信号可由第一监控系统进行置位或者复位，即选择是否接受其写操作，当两种监控系统均可发出写操作时，业务逻辑单元的执行受最后一次写操作影响。
进一步的，所述方法还包括：所述第一监控系统采用私有协议与网络中的过程控制站进行通讯，第二监控系统通过其他协议与网络中的过程控制站进行通讯，其中，其他协议包括：IEC104、Modbus协议。
进一步的，所述方法还包括：所述第一监控系统、第二监控系统，在写值的同时，均会触发事件记录单元，产生可后期查询的操作记录。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：本发明使得两种不同的监控系统都能同时采集分散控制系统的过程控制站数据，并同时向过程控制站发送控制指令，支持两种监控系统同时并行操作，最后的执行效果决定于最后发出的指令，具有操作记录、事件记录，方便查询是在什么时间，从哪个监控系统终端发出的指令。
附图说明
图1是本发明实施例提供的过程控制站同时接收两种监控系统接入结构图
图2是本发明实施例提供的过程控制站同时接收两种监控系统指令输出的数据处理框图。
图3是本发明实施例提供的两种监控系统同时读取过程控制站数据流程框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提供的过程控制站接入系统包括第一监控系统、第二监控系统以及多个控制机柜，
所述多个控制机柜中均设有两组相互连接的过程控制站，所述控制机柜中的两组相互连接的过程控制站分别为主控过程控制站和备用过程控制站，
所述过程控制站内设有获取数据的数据功能单元以及处理数据的业务逻辑单元，
所述第一监控系统直接与数据功能单元相连接，
所述第二监控系统与数据功能单元之间设有输出器模块，所述输出器模块用于检测输出变量的变化值及是否有写信号，当输出变量的变化值与预先设定的阈值进行比较，超过阈值时，或检测到有写信号，可将数据输出到数据功能单元，
所述业务逻辑单元用于接收数据功能单元的指令输出值，产生相应的动作，所述第一监控系统、第二监控系统与数据功能单元之间分别设有事件记录单元。
本实施例提供的过程控制站接入系统使得两种不同的监控系统都能同时采集分散控制系统的过程控制站数据，并同时向过程控制站发送控制指令，支持两种监控系统同时并行操作，节约了成本，节约空间，提高部署及使用的灵活性。
实施例2
如图2、图3所示，一种根据上述提供的过程控制站接入系统的接入方法，包括以下步骤：
第一监控系统进行一次写值操作，将输入数值以指令类型写入数据功能单元，间接改变业务逻辑单元输入值变化，产生相应的动作；
第二监控系统发送一个指令输出值，该指令输出值进入输出器模块，所述输出器模块判断控制端信号为真时，进行一次输出操作，将输入数值以指令类型写入数据功能单元，间接改变业务逻辑单元输入值变化，产生相应的动作。
所述输出器控制端信号来源于一个与门，与门的输入为一个或门和第二监控系统写允许信号，或门的输入包括两个信号，一个为偏差绝对值超过阈值，另一个为检测到写信号，仅当第二监控系统输出值映射的输出变量的变化值超过阈值，或检测到这个输出变量的写信号，并且第二监控系统允许写指令信号为真时，通过第二监控系统系统的写操作可通过输出器输出到数据功能单元。
所述第二监控系统写允许信号可由第一监控系统进行置位或者复位，即选择是否接受其写操作，当两种监控系统均可发出写操作时，业务逻辑单元的执行受最后一次写操作影响。
所述第一监控系统采用私有协议与网络中的过程控制站进行通讯，第二监控系统通过IEC104、Modbus等协议与网络中的过程控制站进行通讯。
所述第一监控系统、第二监控系统，在写值的同时，均会触发事件记录单元，产生可后期查询的操作记录。
本实施例提供的过程控制站接入方法，使得两种不同的监控系统都能同时采集分散控制系统的过程控制站数据，并同时向过程控制站发送控制指令，过程控制站支持自有协议的监控系统操作，配套的专用监控系统通过自有协议发送控制指令，支持两种监控系统同时并行操作，最后的执行效果决定于最后发出的指令，具有操作记录、事件记录，方便查询是在什么时间，从哪个监控系统终端发出的指令。
下面结合一个优选实施例，对上述实施例中设计到的内容进行说明。
本发明提供一种过程控制站接入方法，使得两种不同的监控系统都能同时采集分散控制系统的过程控制站数据，并同时向过程控制站发送控制指令。如图1所示，在同一个分散控制系统网络中，设置了两种不同的监控系统，一种为分散控制系统配套提供的第一监控系统，采用私有/专用协议，与网络中的过程控制站进行通讯，还有第二监控系统，通过其他协议与网络中的过程控制站进行通讯，其中，其他协议包括：IEC104、Modbus协议，两种监控系统可同时读取过程控制站中的数据，并同时向过程控制站发送控制指令，包括布尔量指令，如模式切换，直接置数绝对值、置数增量等。其中的过程控制站成对出现，互为热备用，在某一个发生故障时，可自动切换角色，提高系统运行的可靠性。
此处重点阐述两种监控系统同时接入网络读取数据和同时操作过程控制站的实现方案。
如图2所示为分散控制系统过程控制站同时接收两种监控系统指令输出的数据处理框图，过程控制站中的业务逻辑单元依赖于前面的数据功能单元的数据，该数据包括数值域和引用域，引用域为输入类型，即可以填写对某个变量的应用，跟随该变量的变化而变化；数值域为指令类型，仅在引用域未填写变量时有效，接受指令类型的输入，一般是从原有监控系统发出的一次写值操作，一次写值操作将产生一个写信号以备后续使用，并将写入的值送到后续业务逻辑进行相应的处理。
该业务逻辑单元运行在过程控制站中，可同时接收两种监控系统的指令输出值，图2下方左侧为分散控制系统配套的第一监控系统指令输出值，一般通过监控系统画面进行一次写值操作，即采用指令类型，该写值操作同时会触发事件记录，后期可查询到操作记录，包括操作时间，操作者以及操作前后数值等。第二监控系统的指令输出值首先进入所采用通讯协议(如Modbus、IEC104等)地址所映射的过程控制器中的输出变量，该值再进入一个输出器模块，该模块在控制端信号为真时，进行一次输出操作，将其左侧输入数值，即第二监控系统协议映射的输出变量，以指令类型写入数据功能单元，间接改变过程控制站业务逻辑输入值变化，产生相应的动作，在写值的同时，也会触发事件记录功能，产生可后期查询的操作记录。
输出器控制端信号来源于一个与门，与门的输入为一个或门和第二监控系统写允许信号，或门的输入包括两个信号，一个为偏差绝对值超过阈值，另一个为检测到写信号，也可根据需要或门只包括一个信号，如检测到写信号。仅当第二监控系统输出值映射的输出变量的变化值超过阈值，或检测到这个输出变量的写信号，并且第二监控系统允许写指令信号为真时，通过第二监控系统系统的写操作可通过输出器输出到数据功能单元，间接改变过程控制站业务逻辑输入值变化，产生相应的动作。
第二监控系统写允许信号可由原有监控系统进行置位或者复位，即选择是否接受其写操作。当两种监控系统均可发出写操作时，业务逻辑的执行受最后一次写操作影响，因为最终的输出都是通过过程控制站内置的数据功能单元实现，所以两种监控系统的操作利用过程控制站内原有的经过验证的指令写入机制，可避免两套监控系统同时操作可能产生的不匹配及互相跟踪问题。
写消息驱动的作用是：每次写值就会产生写消息，因此可以对某个变量每次都写同一值，都会执行一次相应动作，不必区分究竟写了什么值，或者当前值是什么。每次从第二监控系统发出一条写指令，都会引起通过协议映射的输出变量产生一词写信号，输出器控制端前的或门一个输入即为真。该或门可根据实际需要只包括“检测到写信号”一个信号，例如当需要写的指令为某个增量值时，每次都可写入同样的值，每次操作都能触发业务逻辑相应动作，或通过原有监控系统改变指令值后，想通过第二监控系统再次发出其上次发出的指令值。
本实施例提供的一种过程控制站接入方法，使得两种不同的监控系统都能同时采集分散控制系统的过程控制站数据，并同时向过程控制站发送控制指令。
过程控制站支持自有协议的监控系统操作，配套的专用监控系统通过自有协议发送控制指令，包括布尔量指令，如模式切换，直接置数绝对值、置数增量等，还同时支持其他监控系统通过其他协议，发送指令，包括布尔量指令、直接置数绝对值、置数增量等。
其他监控系统采用通信协议产生地址，映射为过程控制站内变量，包括输入变量和输出变量。通过输入变量获取过程控制站数据，通过输出变量操作过程控制站内原生操作功能块或写入机制实现指令写入，充分利用过程控制站内原有的经过验证的指令写入机制，同时避免两套监控系统同时操作可能产生的不匹配及互相跟踪问题。
支持两种监控系统同时并行操作，最后的执行效果决定于最后发出的指令；也可设置第二种监控系统写操作去使能，直接禁用第二种监控系统发送的指令。
具有操作记录、事件记录，方便查询是在什么时间，从哪个监控系统终端发出的指令。
同时支持变化量驱动置数和写消息驱动置数两种置数模式。变化量驱动的作用是：每次检测到与上次值不同或超过预先设置的阈值时，才驱动后续响应动作；写消息驱动的作用是：每次写值就会产生写消息，因此可以对某个变量每次都写同一值，就执行相应动作，不必区分究竟写了什么值，或者当前值是什么。
其他监控系统的输出变量支持最终操作功能块中的指令和输入两类不同的类型，区别在于该变量是否支持再加引用，还支持初始值设置，离线下装后第一次运行的值，对应于某些需要初始值的功能块，如初始时须为手动模式。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种过程控制站接入系统，其特征是，包括第一监控系统、第二监控系统以及多个控制机柜，
所述多个控制机柜中均设有两组相互连接的过程控制站，
所述过程控制站内设有获取数据的数据功能单元以及处理数据的业务逻辑单元，
所述第一监控系统直接与数据功能单元相连接，
所述第二监控系统与数据功能单元之间设有输出器模块，所述输出器模块用于检测输出变量的变化值及是否有写信号，当输出变量的变化值与预先设定的阈值进行比较，超过阈值时，或检测到有写信号，可将数据输出到数据功能单元，
所述业务逻辑单元用于接收数据功能单元的指令输出值，产生相应的动作。
2.根据权利要求1所述的过程控制站接入系统，其特征是，所述控制机柜中的两组相互连接的过程控制站分别为主控过程控制站和备用过程控制站。
3.根据权利要求1所述的过程控制站接入系统，其特征是，所述第一监控系统、第二监控系统与数据功能单元之间分别设有事件记录单元。
4.一种根据权利要求3提供的过程控制站接入系统的接入方法，包括以下步骤：
第一监控系统进行一次写值操作，将输入数值以指令类型写入数据功能单元，间接改变业务逻辑单元输入值变化，产生相应的动作；
第二监控系统发送一个指令输出值，该指令输出值进入输出器模块，所述输出器模块判断控制端信号为真时，进行一次输出操作，将输入数值以指令类型写入数据功能单元，间接改变业务逻辑单元输入值变化，产生相应的动作。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述方法还包括：所述输出器控制端信号来源于一个与门，与门的输入为一个或门和第二监控系统写允许信号，或门的输入包括两个信号，一个为偏差绝对值超过阈值，另一个为检测到写信号，仅当第二监控系统输出值映射的输出变量的变化值超过阈值，或检测到这个输出变量的写信号，并且第二监控系统允许写指令信号为真时，通过第二监控系统系统的写操作可通过输出器输出到数据功能单元。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征是，所述方法还包括：所述第二监控系统写允许信号可由第一监控系统进行置位或者复位，即选择是否接受其写操作，当两种监控系统均可发出写操作时，业务逻辑单元的执行受最后一次写操作影响。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述方法还包括：所述第一监控系统采用私有协议与网络中的过程控制站进行通讯，第二监控系统通过其他协议与网络中的过程控制站进行通讯，其中，其他协议包括：IEC104、Modbus协议。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述方法还包括：所述第一监控系统、第二监控系统，在写值的同时，均会触发事件记录单元，产生可后期查询的操作记录。
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