CN116880406A - 一种分布式控制系统的定值配置和在线同步系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种分布式控制系统的定值配置和在线同步系统，包括后台、LCU以及组态软件；本发明还公开了一种分布式控制系统的定值配置和在线同步方法，包括以下步骤：创建用于储存全站定值单的定值表和用于储定值与定值所在LCU引用关系定值关联表；在后台创建或直接编写全站的定值单；组态软件定义定值接收接口功能块，通过接口功能块进行数据关联；组态软件生成逻辑配置文件以及定值配置文件并更新LCU定值单；后台接收到定值修改命令或组态软件引入了新的定值，对组态软件以及LCU进行同步更新。本发明提供一种弱耦合的全站定值配置方式，支持后台与组态的同步解耦开发，支持装置定值的动态发布、关联、组态与后台无缝同步和装置定值在线更新。
Description
技术领域
本发明属于分布式控制系统技术领域，尤其是涉及一种分布式控制系统的定值配置和在线同步系统及方法。
背景技术
电分散控制系统(DCS)广泛应用于电力、石化、冶金等工业控制领域。典型的DCS体系结构分为三层，第一层为分散过程控制级，第二层问集中操作监控级；第三层为综合信息管理级。层间由高速数据通路HW和局域网络LAN两级通信线路相连，级内各装置之间通过通信网络进行通信联系。分散过程控制级是DCS的基础层，它向下面向工业对象，输入信号来自现场的传感器(热电阻、热电偶)、变送器(如温度、压力、液位、流量)及电气开关，输出驱动调节阀和电磁阀等。完成生产过程的数据采集、闭环调节控制。其向上与集中操作监控级进行数据通信，接收操作站下发的操作命令和定值修改。操作站用来显示并记录来自各控制单元的过程数据，是人与生产过程信息交互的操作接口。主要实现强大的显示功能(如模拟参数显示、系统状态显示、多种画面显示等等)、报警功能、操作功能、报表打印功能、组态和编程功能等等。DCS操作站还分为操作员站和工程师站。从系统功能上看，前者主要实现一般的生产操作和监控任务，具有数据采集和处理、监控画面显示、故障诊断和报警等功能。后者除了具有操作员站的一般功能以外，还应具备系统的组态、控制目标的修改等功能。在开发过程中，工程师需要在工程师站完成监控画面的测点关联，同时还需要完成系统的可视化组态逻辑的开发，可视化组态逻辑一般在个人电脑开发，监控画面的测点关联一般在后台SCADA系统中。
现有技术中，关于定值的整定和管理方法研究主要集中在电力系统保护装置定值的整定和管理上，缺乏针对分布式控制系统全站定值配置及在线同步实现的方法设计，电力系统的定值与DCS系统的定值配置和定值管理差异大；主要的差异表现为：电力系统定值是针对单装置的定值，装置间定值无关联和耦合关系。DCS系统的定值是全站定值，不是针对LCU控制装置，多个LCU可共享相同的定值。DCS开发模式和电力系统的保护装置的开发模式不同，电力系统保护装置程序和定值清单跟工程基本无关，只跟装置型号相关。后台的界面开发在工程阶段根据保护装置的SCD文件集成导入各装置定值单形成全站定值单。其过程在时间上完全解耦。DCS逻辑跟工程相关，通过图形化组态配置，与后台基本上同时开发，解决开发的协同和同步。DCS系统需要解决组态引用定值配置在线修改后，组态下载，对运行定值不应该造成扰动的问题。
发明内容
发明目的：本发明的目的旨在提供一种分布式控制系统的定值配置和在线同步系统；本发明的另一目的旨在提供一种分布式控制系统的定值配置和在线同步方法，用于提供一种弱耦合的全站定值配置方式，支持后台与组态的同步解耦开发，支持装置定值的动态发布、关联、组态与后台无缝同步和装置定值在线更新。
技术方案：本发明所述的一种分布式控制系统的定值配置和在线同步系统，包括后台、LCU以及组态软件；所述后台数据库、全局通信模块以及监控系统界面，所述数据库用于创建和储存定指表和定值关联表，全局通信模块用于后台与LCU、组态软件之间的通信，监控系统界面用于显示定值或对定值进行修改；所述LCU包括用于监控定值的监控通信模块、用于管理定值的定值管理模块、用于页面输入输出的页面输入输出管理模块、用于解析定值配置文件的页面解析模块；所述组态软件用于生成定值配置文件的配置生成模块、用于管理组态软件内部数据的数据管理模块、用于定值以及定值与LCU之间引用关系的组态发布模块以及用于组态软件内部程序组态界面。
一种分布式控制系统的定值配置和在线同步方法，包括以下步骤：
步骤1、创建用于储存全站定值单的定值表和用于储定值与定值所在LCU引用关系定值关联表；
步骤2、在后台创建或直接编写全站的定值单；
步骤3、组态软件定义定值接收接口功能块，通过接口功能块进行数据关联；
步骤4、组态软件生成逻辑配置文件以及定值配置文件并更新LCU定值单；
步骤5、后台接收到定值修改命令或组态软件引入了新的定值，对组态软件以及LCU进行同步更新。
其中，所述步骤1中，定值表包括定值标识OID、定值序号GIN、描述、数据类型、最大值以及最小值；所述定值关联表存储定值与定值所在LCU引用关系，同一个定值能够被多个LCU引用，则在定值关联表中存在多条记录。
其中，所述步骤2中，定值单在后台创建全站定值单或直接编写定值单excel文件，创建定值包括OID、GIN的信息；其中，OID用于提供LCU与定值单中定值的关联，GIN用于提供组态软件与定值单中定值的关联。
其中，所述步骤3中，定值接收接口功能块包括浮点型定值SAI、开关量定值SDI以及整数型定值SNI；通过定值接收接口功能块，从数据库中获取定值清单并选择定值，关联GIN与组态UUID；在离线版本组态软件中，通过导入文件，从导入文件定义的定值单中获取定值进行GIN进行关联，定值数据取数据库或软件默认值。
其中，所述步骤4具体包括在组态软件中的组态逻辑编制首次完成后，生成逻辑配置文件以及LCU定值文件，LCU定值文件内容包括该LCU引用的定值单以及定值与组态软件的连接关系；完成逻辑配置文件以及LCU定值文件到LCU的下载更新，同时通过组态软件一键连接后台自动发布定值以及定值关联表中的数据；通过定值接收接口功能块完成组态关联所需要的定值单，生成的setting.xml定值配置文件。
其中，所述步骤5中LCU接收到定值配置文件，并检测到定值配置文件中CRC发生变化后进行LCU定值单的更新；
其中，所述LCU定值单的更新包括解析定值配置文件，将需要更新的定值配置信息解析到定值hash表，重新生成运行定值单setting.bin。
其中，所述步骤5中后台接收到定值修改命令，即使用监控系统界面修改定值，组态软件通过界面关联OID找到定值关联表，获取需要修改的LCU以及定值GIN，通过协议下发给所有引用该定值的LCU；LCU接收到定值修改命令，校验LCU地址，根据GIN号检索定值范围，校验定值合法性，修改定值更新LCU的运行定值单setting.bin。
其中，所述步骤5中监组态配置逻辑引入了新的定值，重新通过SAI、SDI、SNI定值功能块对新定值进行关联，重新下载逻辑配置文件和定值配置文件；并校核整个过程中所有定值单的一致性，同步到所有定值接收接口功能块，更新最新的定值单定值到setting.xml定值配置文件后，完成定值下载。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著的进步：
(1)本发明利用定义解耦的全站的定值单，通过定义整个系统唯一的定值条目号GIN以保证定值在组态和监控后台的唯一性和索引关联，实现组态索引的UUID与监控后台OID的关联解耦。
(2)本发明通过定义定值接口功能块，接收后台下发定值，使定值与组态逻辑解耦，对LCU引用定值单独生成定值配置文件；实现了LCU参数调试与全站定值整定的分离，提高了运行和调试过程独立性和安全性。
(3)本发明通过一键在线校核和同步装置LCU定值，实现了更改装置逻辑配置时，工程运行定值保持不变；提高了运维效率和运行数据可靠性，保障了系统的运行安全。
附图说明
图1为本发明的定值配置流程图；
图2为本发明的定值更新LCU处理流程示意图；
图3为本发明生成的定值配置文件示意图；
图4为本发明在线同步系统的示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括一种分布式控制系统的定值配置和在线同步系统，包括后台、LCU以及组态软件；所述后台数据库、全局通信模块以及监控系统界面，所述数据库用于创建和储存定指表和定值关联表，全局通信模块用于后台与LCU、组态软件之间的通信，监控系统界面用于显示定值或对定值进行修改；所述LCU包括用于监控定值的监控通信模块、用于管理定值的定值管理模块、用于页面输入输出的页面输入输出管理模块、用于解析定值配置文件的页面解析模块；所述组态软件用于生成定值配置文件的配置生成模块、用于管理组态软件内部数据的数据管理模块、用于定值以及定值与LCU之间引用关系的组态发布模块以及用于组态软件内部程序组态界面。
基数上述一种分布式控制系统的定值配置和在线同步系统，本发明中的分布式控制系统的定值配置和在线同步方法，包括以下步骤：
步骤1、创建用于储存全站定值单的定值表和用于储定值与定值所在LCU引用关系定值关联表；
步骤2、在后台创建或直接编写全站的定值单；
步骤3、组态软件定义定值接收接口功能块，通过接口功能块进行数据关联；
步骤4、组态软件生成逻辑配置文件以及定值配置文件并更新LCU定值单；
步骤5、后台接收到定值修改命令或组态软件引入了新的定值，对组态软件以及LCU进行同步更新。
在具体实施的步骤中，包括数据库创建定值表和定值关联表。定值表存储全站定值单，包括定值标识OID，定值序号GIN，描述、数据类型、值、最大值、最小值。定值关联表存储定值与定值所在LCU引用关系，若同一个定值能够被多个LCU引用，则在定值关联表中存在多条记录。
表1定值表
表2定值关联表
创建全站定值单，在监控后台创建全站定值单或直接编写定值单excel文件；导入定值单入数据库，创建定值OID、GIN等信息，其中，OID提供监控进行界面定值关联。GIN提供给组态逻辑进行定值关联。
组态软件定义定值接收接口功能块，定值接收接口功能块包括浮点型定值SAI、开关量定值SDI、整数型定值SNI；通过接口功能块，从数据库中获取定值单并选择定值，关联GIN与组态UUID。在离线版本组态软件中，通过导入excel文件，从excel定义的定值单中获取定值与GIN进行关联，定值数据取数据库或excle默认值。
在定值接收接口功能块被定义组态逻辑编制首次完成后，生成逻辑配置文件以及LCU定值文件，定值文件内容包括该LCU引用的定值单以及定值与逻辑功能块的连接关系。完成组态逻辑和定值文件到LCU的下载更新，同时组态软件一键连接监控后台自动发布定值数据以及定值关联数据给后台，定值数据以及定值关联数据入数据库中的定值单和定值关联表。按照步骤3完成组态关联，生成的setting.xml定值配置文件。
装置LCU接收到setting.xml定值配置文件，并检测到setting.xml定值配置文件中CRC发生变化时，其更新流程图如图2所示，并将定值信息GIN、类型、值、最大值、最小值更新到定值hash表。如图3所示，重组态文件解析成功后，校核定值配置文件中的定值通道连接关系，将定值配置文件生成新的运行定值单setting.bin。
如图4所示，使用监控系统界面修改定值，通过界面关联OID找到定值关联表，获取需要修改的LCU以及定值GIN，通过协议下发给所有引用该定值的LCU，LCU接收到定值修改命令，校验LCU地址，根据GIN号检索定值范围，校验定值合法性，修改定值，并更新LCU的运行单文件，LCU收到定值修改指令后，更新LCU的setting.bin文件。
系统在运行过程中，组态配置逻辑引入了新的定值，重新通过SAI、SDI、SNI定值功能块对新定值进行关联，需要重新下载逻辑配置文件和定值配置文件。为了在系统更新运维过程中，使已有定值保持稳定一致，校核运行定值单，校核监控定值单与LCU定值单的一致性，同步到所有页面组态逻辑SAI、SNI和SDI功能块，更新最新的定值单定值到setting.xml文件后，完成定值下载。
Claims (10)
1.一种分布式控制系统的定值配置和在线同步系统，其特征在于，包括后台、LCU以及组态软件；所述后台数据库、全局通信模块以及监控系统界面，所述数据库用于创建和储存定指表和定值关联表，全局通信模块用于后台与LCU、组态软件之间的通信，监控系统界面用于显示定值或对定值进行修改；所述LCU包括用于监控定值的监控通信模块、用于管理定值的定值管理模块、用于页面输入输出的页面输入输出管理模块、用于解析定值配置文件的页面解析模块；所述组态软件用于生成定值配置文件的配置生成模块、用于管理组态软件内部数据的数据管理模块、用于定值以及定值与LCU之间引用关系的组态发布模块以及用于组态软件内部程序组态界面。
2.一种根据权利要求1所述的分布式控制系统的定值配置和在线同步系统的在线同步方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、创建用于储存全站定值单的定值表和用于储定值与定值所在LCU引用关系定值关联表；
步骤2、在后台创建或直接编写全站的定值单；
步骤3、组态软件定义定值接收接口功能块，通过接口功能块进行数据关联；
步骤4、组态软件生成逻辑配置文件以及定值配置文件并更新LCU定值单；
步骤5、后台接收到定值修改命令或组态软件引入了新的定值，对组态软件以及LCU进行同步更新。
3.根据权利要求2所述的分布式控制系统的定值配置和在线同步方法，其特征在于，所述步骤1中，定值表包括定值标识OID、定值序号GIN、描述、数据类型、最大值以及最小值；所述定值关联表存储定值与定值所在LCU引用关系，同一个定值能够被多个LCU引用，则在定值关联表中存在多条记录。
4.根据权利要求2所述的分布式控制系统的定值配置和在线同步方法，其特征在于，所述步骤2中，定值单在后台创建全站定值单或直接编写定值单excel文件，创建定值包括OID、GIN的信息；其中，OID用于提供LCU与定值单中定值的关联，GIN用于提供组态软件与定值单中定值的关联。
5.根据权利要求2所述的分布式控制系统的定值配置和在线同步方法，其特征在于，所述步骤3中，定值接收接口功能块包括浮点型定值SAI、开关量定值SDI以及整数型定值SNI；通过定值接收接口功能块，从数据库中获取定值清单并选择定值，关联GIN与组态UUID；在离线版本组态软件中，通过导入文件，从导入文件定义的定值单中获取定值进行GIN进行关联，定值数据取数据库或软件默认值。
6.根据权利要求2所述的分布式控制系统的定值配置和在线同步方法，其特征在于，所述步骤4具体包括在组态软件中的组态逻辑编制首次完成后，生成逻辑配置文件以及LCU定值文件，LCU定值文件内容包括该LCU引用的定值单以及定值与组态软件的连接关系；完成逻辑配置文件以及LCU定值文件到LCU的下载更新，同时通过组态软件一键连接后台自动发布定值以及定值关联表中的数据；通过定值接收接口功能块完成组态关联所需要的定值单，生成的setting.xml定值配置文件。
7.根据权利要求6所述的分布式控制系统的定值配置和在线同步方法，其特征在于，所述步骤5中LCU接收到定值配置文件，并检测到定值配置文件中CRC发生变化后进行LCU定值单的更新。
8.根据权利要求7所述的分布式控制系统的定值配置和在线同步方法，其特征在于，所述LCU定值单的更新包括解析定值配置文件，将需要更新的定值配置信息解析到定值hash表，重新生成运行定值单setting.bin。
9.根据权利要求2所述的分布式控制系统的定值配置和在线同步方法，其特征在于，所述步骤5中后台接收到定值修改命令，即使用监控系统界面修改定值，组态软件通过界面关联OID找到定值关联表，获取需要修改的LCU以及定值GIN，通过协议下发给所有引用该定值的LCU；LCU接收到定值修改命令，校验LCU地址，根据GIN号检索定值范围，校验定值合法性，修改定值更新LCU的运行定值单setting.bin。
10.根据权利要求2所述的分布式控制系统的定值配置和在线同步方法，其特征在于，所述步骤5中监组态配置逻辑引入了新的定值，重新通过SAI、SDI、SNI定值功能块对新定值进行关联，重新下载逻辑配置文件和定值配置文件；并校核整个过程中所有定值单的一致性，同步到所有定值接收接口功能块，更新最新的定值单定值到setting.xml定值配置文件后，完成定值下载。
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