CN114442525A - 一种用于间歇工作控制系统的轮值监控系统 - Google Patents

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李崧岳
王天翔
张红星
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Abstract

本发明公开了一种用于间歇工作控制系统的轮值监控系统,包括:确定模块,用于确定待监测参数和或待监测子系统;信号分发模块,用于将待监测参数和或待监测子系统的监测信号无差别分发至控制系统和处理模块中;处理模块,用于将所述监测信号进行存储,并在所述监测信号超出预设限值时进行预警,其中,所述待监测参数具体为所述控制系统逻辑运行必需的参数和所述控制系统中的安全参数,所述待监测子系统具体为所述控制系统逻辑运行必需的子系统和所述控制系统中的安全子系统,实现了准确地对间歇工作的控制系统中的重要参数进行监控,且降低监控成本。

Description

一种用于间歇工作控制系统的轮值监控系统
技术领域
本发明属于系统监控技术领域,具体涉及一种用于间歇工作控制系统的轮值监控系统。
背景技术
对于间歇工作的控制系统来说,其内部存在规模和种类不同的参数,基于参数的重要性, 某些参数需要长期监测、存储和分析,常规的处理方式是需要控制系统长期带电工作以保证 能够采集需要的信息进行存储分析和处理,这种工作模式的缺陷在于只有间歇工作需求的控 制系统也需要在非工作期间长期带电运行,影响整个系统的使用寿命,安全维护成本高,也 存在另一种处理方式,该处理方式是在施工过程中配置大量现场直读一次仪表,在非任务期 间将控制系统进行断电处理,需要监测的参数依靠人员分班次轮流到现场读取现场一次仪表 的显示值进行手动抄录和报送,但现场一次仪表安装位置高低不等,不利于人员观测,且现 场环境可能存在危险性,会对工作人员产生危险。
因此,如何准确地对间歇工作的控制系统中的重要参数进行监控,且降低监控成本,是 本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是为了准确地对间歇工作的控制系统中的重要参数进行监控,提出了一种 用于间歇工作控制系统的轮值监控系统。
本发明的技术方案为:一种用于间歇工作控制系统的轮值监控系统,包括:
确定模块,用于确定待监测参数和或待监测子系统;
信号分发模块,用于将待监测参数和或待监测子系统的监测信号无差别分发至控制系统 和处理模块中;
处理模块,用于将所述监测信号进行存储,并在所述监测信号超出预设限值时进行预警。
进一步地,所述待监测参数具体为所述控制系统逻辑运行必需的参数和所述控制系统中 的安全参数,所述待监测子系统具体为所述控制系统逻辑运行必需的子系统和所述控制系统 中的安全子系统。
进一步地,所述监测信号具体分为模拟量信号、开关量信号和脉冲信号。
进一步地,所述信号分发模块具体包括信号隔离分配器和继电器,所述信号隔离分配器 用于将模拟量信号和脉冲信号无差别分发至所述控制系统和处理模块中,继电器用于将开关 量信号无差别分发至所述控制系统和处理模块中。
进一步地,所述轮值监控系统独立供电。
进一步地,所述确定模块还用于基于待监测参数的使用率、通讯模式和主控需要将待监 测参数划分等级,所述等级包括一级和二级,所述一级待监测参数的监测信号接入处理模块 和控制系统中,所述二级待监测参数的监测信号只接入处理模块中。
与现有技术相比,本发明具备以下有益效果:
本发明提供的一种用于间歇工作控制系统的轮值监控系统,包括:确定模块,用于确定 待监测参数和或待监测子系统;信号分发模块,用于将待监测参数和或待监测子系统的监测 信号无差别分发至控制系统和处理模块中;处理模块,用于将所述监测信号进行存储,并在 所述监测信号超出预设限值时进行预警,其中,所述待监测参数具体为所述控制系统逻辑运 行必需的参数和所述控制系统中的安全参数,所述待监测子系统具体为所述控制系统逻辑运 行必需的子系统和所述控制系统中的安全子系统,实现了准确地对间歇工作的控制系统中的 重要参数进行监控,且降低监控成本。
附图说明
图1所示为本发明实施例提供的一种用于间歇工作控制系统的轮值监控系统的结构示意 图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请 中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例, 都属于本申请保护的范围。
如背景技术中所述,现有技术无法在降低监控成本的情况下准确地对间歇工作的控制系 统中的重要参数进行监控,以航天推进剂保障系统应用场景为例,该保障系统是一套体量庞 大、测控种类繁多、测控逻辑复杂、关键等级很高的综合系统。在保障要求高的推进剂加注 任务期间,需要在技术团队全面投入支持的情况下,主控制保障系统按照既定的测控要求整 系统全部投切加入、协同运行以完成逻辑复杂、精度要求高的核心保障任务,该种工作方式 是根据测试发射计划安排阶段性间歇进行,不是长期、不间断的运作模式。因推进剂是具有 燃爆毒性等特殊性质的物质,该控制保障体系内还有众多分系统和部分关键监控信号既是主 控制系统不可分割的一部分,又需要在非主任务的轮值工作期间长期监测、存储、分析、汇 总报送。针对这种需求,过去在工艺系统设计施工过程当中配置大量现场直读一次仪表,非 任务期间主控制系统断电停机,重要监测数据依靠人员分班次轮流到现场读取现场一次仪表 的显示值进行手动抄录、报送,这种方式缺点明显,一次仪表安装位置在现场,管路纵横复 杂高低不等,不利于人员观测;推进剂的危险性、毒性都有可能会造成人员伤害,现场人员 需要穿戴防护用具工作;人工抄录存在录入差错、汇总统计和分析研判时效性差、人员工作 量大等等弊端。为了克服前述弊端,另一种工作模式就是依赖主控制系统全系统长期开机, 为主控制系统加装数据存储、分析、记录、汇总以及联动等功能模块,存在的问题首先在于 长期人力、系统投入的耗费,非任务期间专业技术人员长期保障力量配置有限,更多的值班 人员不具备很高的系统监测维护能力,甚至存在误操作影响主控系统稳定性或者导致工艺系 统出现错误动作等问题的可能性,这对这种大型特燃系统来说危险性不言而喻;控制系统大 量电子设备长期加电增加系统控制原件老化速度,影响控制系统使用年限;巨量的值班监测 数据积存于主控制系统,占用系统资源,增加主控制系统运行负荷,影响主控制系统运行速 度,给任务期间主控制系统的运行稳定性带来一定的隐患等等。
因此,本申请提出了一种用于间歇工作控制系统的轮值监控系统,如图1所示为本申请 实施例提出的一种用于间歇工作控制系统的轮值监控系统的结构示意图,包括:
确定模块,用于确定待监测参数和或待监测子系统;
信号分发模块,用于将待监测参数和或待监测子系统的监测信号无差别分发至控制系统 和处理模块中;
处理模块,用于将所述监测信号进行存储,并在所述监测信号超出预设限值时进行预警。
在本申请实施例中,所述待监测参数具体为所述控制系统逻辑运行必需的参数和所述控 制系统中的安全参数,所述待监测子系统具体为所述控制系统逻辑运行必需的子系统和所述 控制系统中的安全子系统。
具体的,在解决间歇控制体系非任务期间重要信息轮值问题,首先要界定哪些对象是有 轮值需求的部分,这些研究对象有这样一个显著的特性,它们是基于间歇工作制主控体系不 可分割的重要部分,是主控制系统逻辑运行必须的监控参数或子系统,同时,又因其在体系 内重要性有动态长期监控的需求,这类参数以监测为目的的占绝对比例,也有少量是有连锁 驱动控制要求的参数。把握这些特点依据工艺测控要求对间歇工作制主控体系测控对象和子 系统进行分析和判别,梳理界定、辨析出有轮值需求的待监测参数。通过对同类系统的分析 类推,在此基础之上对控制系统中需要长期监测的待测控参数类型分析,待测控参数对应的 监测信号类型以模拟量信号、开关量信号、脉冲信号为主,其中模拟量信号占比较重,比如, 推进剂保障系统的贮罐液位、温度、压力、阀门开闭状态、泄漏监测信号等等,对于性质状 态相对稳定的常规推进剂主要是储罐液位、温度、压力的监测,而对于低温推进剂除了监测 要求之外,还有依据主管压力开启阀门保证安全的要求;间歇控制体系中还有一部分功能块 或子系统,比如洗消功能控制模块等,需要监测的功能块以RS485、modbus、以太网通讯模 式输出数据为主,这部分功能块连锁驱动的功能需求占比较大。轮值系统监测信号的界定选 取以及信号类型的辨析是轮值系统系统构建的研究基础。
在本申请实施例中,所述监测信号具体分为模拟量信号、开关量信号和脉冲信号。
在本申请实施例中,所述信号分发模块具体包括信号隔离分配器和继电器,所述信号隔 离分配器用于将模拟量信号和脉冲信号无差别分发至所述控制系统和处理模块中,继电器用 于将开关量信号无差别分发至所述控制系统和处理模块中。
具体的,基于信号类型的分析和研究,轮值监控系统需要解决间歇制主控制系统和轮值 系统共用同源信号分配发送问题,该问题解决的关键点在于,使同一信号源输出的数据可以 无差别的分配发送给轮值监控系统和间歇主控制系统,而且,轮值监控系统获取信号的过程 不能影响主控系统信号的获取以及主控系统对信号正确性、稳定性、安全性的要求,即同源 信号分发要解决同一性和系统安全稳定的确切性,主控系统也即本申请中的间歇工作控制系 统。在轮值系统信号类别研判基础之上结合上述需求,该方法研究确定同源中模拟量信号、 脉冲信号的采集获取、分配发送问题解决方案,通过订制一分二、一分三信号隔离分配器将 同源信号无差别分送给主控系统和轮值监测系统,解决两套监控系统对信号采集的完整性、 统一性以及各自独立运行的工作要求。三线制模拟量、脉冲信号处理方式类似。同源开关量 信号采用经继电器隔离分配的方式进行分发配送,确保主控系统和轮值系统可同时获得相同 的信号,还有一种可选的信号获取解决方案是从工艺系统寻找解决途径,采用在工艺设备安 装条件允许的部分,可以在同一监测点安装两个经过校准、性能参数相同的传感器,分别把 信号赋予主控和轮值系统,或者定制可有2路输出变送功能的传感器,实现同源双路输出, 解决信号双系统配送问题。上述方案均可行,根据具体的系统实现能力、可靠性、经济性综 合判定。
在本申请实施例中,所述轮值监控系统独立供电。
具体的,配电保障是主流控制体系基础保障,同源信号生成以及轮值系统配电问题是该 方法中和重要的一环,配电问题解决方案首先明确定位,主控系统关键等级高于轮值监控系 统,主控系统采用的是间歇工作制,轮值监控系统采用长期不间断工作制,需要综合对于考 虑两套系统同样为必要组成的同源信号生成以及轮值系统配电配置问题。同源信号无论是采 用信号隔离分配器还是通过继电器进行隔离分发都需要配电的基础支持,本方案采用独立配 电系统单独为同源信号采集分配系统提供电源,配电功能支持配装在轮值系统控制柜内。方 案关键点,同源信号的采集和分配部分不可或缺的的配电需要从处于间歇工作的主控系统中 剥离出来,解决间歇制主控系统非工作时间不上电时无法获得应采信号数据采集问题。此方 案有一关键点,用于同源信号分发的信号隔离分配器和继电器要配置在不间断工作制的轮值 系统内,又基于这部分信号关键等级高,是主控系统必要信号来源,为确保隔离信号分配器 和继电器配电稳定采用UPS+双电源冗余互备模式,甚至可采用安装位置在轮值监控系统, 独立于轮值系统从UPS直接取电模式。
在本申请实施例中,所述确定模块还用于基于待监测参数的使用率、通讯模式和主控需 要将待监测参数划分等级,所述等级包括一级和二级,所述一级待监测参数的监测信号接入 处理模块和控制系统中,所述二级待监测参数的监测信号只接入处理模块中。
具体的,使用率较高的功能模块包括一些类似于洗消、消防、强排风机、泄漏监测等, 这些具有独立功能作用的监控模块多采用RS485、modbus、以太网等通讯模式与测控系统链 接。这部分基于前期主控制体系配属唯一性模式的原因,全部配置在主控体系,在轮值监控 系统构建过程当中,原则上无主控需要、长期监测的功能模块和子系统划归轮值系统,有主 控需求的功能块和子系统信号进行区分处理,能够通过为功能模块增订同型或异构信号通讯 卡的,可分别为主控和轮值系统加挂通讯接收卡以通讯模式接入信息源,对于关键等级稍弱 的功能模块也可只接入轮值系统,通过轮值系统转接入主控。
间歇主控制体系为主导,轮值为辅助支持。主控系统功能全面承担全系统的主要控制职 能,主控多选用适于大规模控制体系的具有冗余功能的控制器,主控程序尽可能围绕主干职 能进行,采用间歇工作制。轮值监控系统采用适于中小规模的紧凑型控制器,长期不间断工 作,承担系统关键参数和系统的监测、存储、分析、汇总报送职能,职责重在监测辅以超限 报警、连锁驱动等功能,分担主控系统的存储和数据处理功能,减轻主控程序的数据处理压 力,是主控系统的辅助系统,同时,按照特殊使用需求可将轮值系统配置成主控系统的子站, 既可通过轮值系统将关键数据汇送给主控系统,还可承担一部分主控职能,起到备份作用。
本申请中双系统相对独立,充分的可靠性设计保证轮值系统不影响主控完整性和可靠性, 且独立的轮值系统对值班人员技术能力要求不高,自带报警提示功能,辅以连锁驱动,便于 维护,提高系统监测能力。
本领域的普通技术人员将会意识到,这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原 理,应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术 人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和 组合,这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于间歇工作控制系统的轮值监控系统,其特征在于,所述系统包括:
确定模块,用于确定待监测参数和或待监测子系统;
信号分发模块,用于将待监测参数和或待监测子系统的监测信号无差别分发至控制系统和处理模块中;
处理模块,用于将所述监测信号进行存储,并在所述监测信号超出预设限值时进行预警。
2.如权利要求1所述的用于间歇工作控制系统的轮值监控系统,其特征在于,所述待监测参数具体为所述控制系统逻辑运行必需的参数和所述控制系统中的安全参数,所述待监测子系统具体为所述控制系统逻辑运行必需的子系统和所述控制系统中的安全子系统。
3.如权利要求1所述的用于间歇工作控制系统的轮值监控系统,其特征在于,所述监测信号具体分为模拟量信号、开关量信号和脉冲信号。
4.如权利要求3所述的用于间歇工作控制系统的轮值监控系统,其特征在于,所述信号分发模块具体包括信号隔离分配器和继电器,所述信号隔离分配器用于将模拟量信号和脉冲信号无差别分发至所述控制系统和处理模块中,继电器用于将开关量信号无差别分发至所述控制系统和处理模块中。
5.如权利要求1所述的用于间歇工作控制系统的轮值监控系统,其特征在于,所述轮值监控系统独立供电。
6.如权利要求1所述的用于间歇工作控制系统的轮值监控系统,其特征在于,所述确定模块还用于基于待监测参数的使用率、通讯模式和主控需要将待监测参数划分等级,所述等级包括一级和二级,所述一级待监测参数的监测信号接入处理模块和控制系统中,所述二级待监测参数的监测信号只接入处理模块中。
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