專利名稱：一種分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)自動化技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù) 共享實(shí)現(xiàn)方法及裝置。
背景技術(shù)：
通常，分布式控制系統(tǒng)(Distributed Control System，DCS)的架構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)，所有的分布節(jié)點(diǎn)，例如現(xiàn)場控制站，構(gòu)成一個(gè)局域網(wǎng)。所謂數(shù)據(jù)共享是指某個(gè)控制站從 現(xiàn)場獲取的數(shù)據(jù)(例如采集的溫度、壓力、流量等數(shù)據(jù))可以被其它控制站引用。目前，DCS系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)分布節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)共享處理方式可以歸結(jié)為以下對稱組 態(tài)以及限制被引用總站數(shù)、定時(shí)全部輸送被引用數(shù)據(jù)的方式工程師利用組態(tài)軟件進(jìn)行對稱組態(tài)時(shí)，對于需要共享的數(shù)據(jù)，在引用控制站和被 引用控制站都進(jìn)行標(biāo)記，例如15號控制站采集的鍋爐溫度定義為VAR15_T，而16號控制站 也需要共享這個(gè)鍋爐的溫度，此時(shí)工程師在組態(tài)時(shí)按照約定的格式分別在15和16站進(jìn)行 標(biāo)記，就可以實(shí)現(xiàn)鍋爐溫度在15和16站的共享了。在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享時(shí)，必須保證各控制站 之間共享的數(shù)據(jù)類型完全相同。如果需要共享的變量很多，會通過一個(gè)數(shù)據(jù)包包含這些共 享的變量。在引用與被引用控制站對數(shù)據(jù)包進(jìn)行標(biāo)記時(shí)必須保證，數(shù)據(jù)包中的變量個(gè)數(shù)相 同且變量排列次序完全一致。除此之外，多數(shù)組態(tài)軟件對共享被引用數(shù)據(jù)的總控制站數(shù)目進(jìn)行限制，如上所述， 15號站采集的鍋爐溫度只能被有限的(例如低于20個(gè))其它控制站引用，而在處理這些被 引用的數(shù)據(jù)時(shí)，采用的通信方式大多是網(wǎng)絡(luò)通信，實(shí)現(xiàn)方式是定時(shí)周期循環(huán)把被引用的數(shù) 據(jù)全部發(fā)出至相應(yīng)的控制站。但是，通過發(fā)明人的研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中仍然存在著以下缺點(diǎn)數(shù)據(jù)共享的控制站之間具有很高的耦合度，且共享數(shù)據(jù)的可擴(kuò)展性差。這是由 于首先，對稱組態(tài)雖然取得了引用與被引用方的數(shù)據(jù)共享的對稱(即彼此相知)，但 是也大大提高了控制器之間的耦合度，例如當(dāng)16號站不僅需要引用15號站采集的鍋爐溫 度，還要引用10號站采集的某個(gè)開關(guān)閥的狀態(tài)，根據(jù)對稱原則所有與16號站的關(guān)聯(lián)的控制 站都要重新組態(tài)程序并下裝到控制器之中，這種“牽一發(fā)而動全身”的耦合效應(yīng)在實(shí)際控制 中是不可取的，甚至是不能接受的；而且，在組態(tài)的時(shí)候，如果數(shù)據(jù)包包含的數(shù)據(jù)次序顛倒 或者類型不同，那么整包數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)都將做廢棄處理；其次，目前的DCS系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，控制器互為冗余，理論上一個(gè)域內(nèi)是可以 支持100以上的分布節(jié)點(diǎn)的?，F(xiàn)有DCS系統(tǒng)中控制站之間的數(shù)據(jù)共享在實(shí)際引用中具有 交叉引用的控制站個(gè)數(shù)多，控制站與控制站之間的引用的數(shù)據(jù)少的特點(diǎn)。然而，隨著被控對 象的增多以及現(xiàn)場情況的復(fù)雜，這種限制被引用總站數(shù)的方案在復(fù)雜的控制現(xiàn)場(如核電 控制站)就顯得捉襟見肘；而且，現(xiàn)有這種不考慮網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，一次全部發(fā)送被引用數(shù)據(jù)的做 法在某些情況下(如數(shù)據(jù)量大時(shí))對DCS系統(tǒng)核心控制器程序的影響也大為增加。
由此可見，現(xiàn)有技術(shù)在分布式控制系統(tǒng)中無法實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)共享。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)方法及裝置， 以在分布式控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)共享。本發(fā)明實(shí)施例提供一種分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)方法，包括應(yīng)答控制站接收請求控制站發(fā)起的數(shù)據(jù)共享請求，所述數(shù)據(jù)共享請求中攜帶有共 享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息；所述應(yīng)答控制站根據(jù)所述共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息，生成應(yīng)答反饋，所述應(yīng) 答反饋包 括共享數(shù)據(jù)包以及應(yīng)答信息；所述應(yīng)答控制站向所述請求控制站發(fā)送所述應(yīng)答反饋，實(shí)現(xiàn)所述請求控制站和應(yīng) 答控制站之間的數(shù)據(jù)共享。優(yōu)選的，所述應(yīng)答控制站根據(jù)所述共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息，生成共享數(shù)據(jù)包，包括所述應(yīng)答控制站根據(jù)所述共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息，判斷是否包含所述請求控制站請 求共享的所有數(shù)據(jù)；如果是，則生成包含所述請求控制站請求共享的所有數(shù)據(jù)的共享數(shù)據(jù)包，并生成 第一應(yīng)答標(biāo)記信息，所述第一應(yīng)答標(biāo)記信息用于標(biāo)識所述共享數(shù)據(jù)包包含所述請求控制站 請求共享的所有數(shù)據(jù)；如果否，則生成包含當(dāng)前存在數(shù)據(jù)的共享數(shù)據(jù)包，并生成第二應(yīng)答標(biāo)記信息，所述 第二應(yīng)答標(biāo)記信息用于標(biāo)識所述共享數(shù)據(jù)包未包含所述請求控制站請求共享的所有數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，所述應(yīng)答控制站根據(jù)所述共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息，判斷是否包含所述請求 控制站請求共享的數(shù)據(jù)，包括所述應(yīng)答控制站查找哈希表，判斷所述哈希表中是否包含與所述標(biāo)識信息相匹配 的變量數(shù)據(jù)，若是，則確定包含所述請求控制站請求共享的數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，當(dāng)某控制站需要向多個(gè)控制站發(fā)送數(shù)據(jù)共享請求、并需要向另外多個(gè)控 制站發(fā)送應(yīng)答反饋時(shí)，所述方法還包括所述某控制站確定發(fā)送所有數(shù)據(jù)共享請求和應(yīng)答信息的發(fā)送周期，根據(jù)發(fā)送某一 共享請求和某一應(yīng)答信息的控制周期，獲得所述發(fā)送周期包含的控制周期數(shù)目；所述某控制站利用一個(gè)發(fā)送周期中的最后一個(gè)控制周期發(fā)送所述所有應(yīng)答信息 以及共享數(shù)據(jù)包；所述某控制站根據(jù)需要接收所述共享請求的控制站數(shù)目、以及一個(gè)發(fā)送周期中剩 余的控制周期，獲得剩余的每個(gè)控制周期內(nèi)發(fā)送所述數(shù)據(jù)共享請求的控制站數(shù)目，并在剩 余的每個(gè)控制周期中向相應(yīng)數(shù)目的控制站發(fā)送所述數(shù)據(jù)共享請求。進(jìn)一步，所述方法還包括所述請求控制站判斷在預(yù)置時(shí)間內(nèi)是否接收到共享數(shù)據(jù)包，如果否，則重新發(fā)起 所述數(shù)據(jù)共享請求。一種分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)裝置，包括數(shù)據(jù)共享請求接收模塊，用于控制應(yīng)答控制站接收請求控制站發(fā)起的數(shù)據(jù)共享請 求，所述數(shù)據(jù)共享請求中攜帶有共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息；
應(yīng)答反饋生成模塊，用于控制所述應(yīng)答控制站根據(jù)所述共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息，生 成應(yīng)答反饋，所述應(yīng)答反饋包括共享數(shù)據(jù)包以及應(yīng)答信息；應(yīng)答反饋發(fā)送模塊，用于控制所述應(yīng)答控制站向所述請求控制站發(fā)送所述應(yīng)答反 饋，實(shí)現(xiàn)所述請求控制站和應(yīng)答控制站之間的數(shù)據(jù)共享。優(yōu)選的，所述應(yīng)答反饋生成模塊包括 判斷子模塊，用于控制所述應(yīng)答控制站根據(jù)所述共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息，判斷是否 包含所述請求控制站請求共享的所有數(shù)據(jù)；如果是，則觸發(fā)第一應(yīng)答反饋?zhàn)幽K；如果否， 則觸發(fā)第二應(yīng)答反饋?zhàn)幽K；所述第一應(yīng)答反饋?zhàn)幽K，用于生成包含所述請求控制站請求共享的所有數(shù)據(jù)的 共享數(shù)據(jù)包，并生成第一應(yīng)答標(biāo)記信息，所述第一應(yīng)答標(biāo)記信息用于標(biāo)識所述共享數(shù)據(jù)包 包含所述請求控制站請求共享的所有數(shù)據(jù)；所述第二應(yīng)答反饋?zhàn)幽K，用于生成包含當(dāng)前存在數(shù)據(jù)的共享數(shù)據(jù)包，并生成第 二應(yīng)答標(biāo)記信息，所述第二應(yīng)答標(biāo)記信息用于標(biāo)識所述共享數(shù)據(jù)包未包含所述請求控制站 請求共享的所有數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，所述判斷子模塊通過控制所述應(yīng)答控制站查找哈希表，判斷所述哈希表 中是否包含與所述標(biāo)識信息相匹配的變量數(shù)據(jù)，若是，則確定包含所述請求控制站請求共 享的數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，當(dāng)某控制站需要向多個(gè)控制站發(fā)送數(shù)據(jù)共享請求、并需要向另外多個(gè)控 制站發(fā)送應(yīng)答反饋時(shí)，所述裝置還包括周期獲取模塊，用于控制所述某控制站確定發(fā)送所有數(shù)據(jù)共享請求和應(yīng)答信息的 發(fā)送周期，根據(jù)發(fā)送某一共享請求和某一應(yīng)答信息的控制周期，獲得所述發(fā)送周期包含的 控制周期數(shù)目；共享請求發(fā)送模塊，用于所述某控制站根據(jù)需要接收所述共享請求的控制站數(shù) 目、以及一個(gè)發(fā)送周期中剩余的控制周期，獲得剩余的每個(gè)控制周期內(nèi)發(fā)送所述數(shù)據(jù)共享 請求的控制站數(shù)目，并在剩余的每個(gè)控制周期中向相應(yīng)數(shù)目的控制站發(fā)送所述數(shù)據(jù)共享請 求；則，所述應(yīng)答反饋發(fā)送模塊用于控制所述某控制站利用一個(gè)發(fā)送周期中的最后一 個(gè)控制周期發(fā)送所述所有應(yīng)答信息以及共享數(shù)據(jù)包。 進(jìn)一步，所述裝置還包括重發(fā)請求模塊，用于控制所述請求控制站判斷在預(yù)置時(shí)間內(nèi)是否接收到共享數(shù)據(jù) 包，如果否，則重新發(fā)起所述數(shù)據(jù)共享請求。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，采用非對稱組態(tài)方式，僅由請求共享 數(shù)據(jù)的控制站在組態(tài)時(shí)對請求共享的數(shù)據(jù)設(shè)置標(biāo)識信息，并將該共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息攜帶 于請求控制站發(fā)起的數(shù)據(jù)共享請求中，這樣，應(yīng)答控制站可以根據(jù)共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息，生 成共享數(shù)據(jù)包，從而避免某一請求控制站的數(shù)據(jù)共享需求發(fā)生變化時(shí)，與其相關(guān)的其它控 制站的組態(tài)發(fā)生相應(yīng)變化的耦合效應(yīng)，從而可以降低控制站之間的耦合性，能夠在分布式 控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)共享。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中 所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí) 施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖 獲得其它的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)方法步驟流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例應(yīng)答控制站根據(jù)所述共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息，生成應(yīng)答反饋的 流程示意圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例數(shù)據(jù)共享請求和應(yīng)答反饋的發(fā)送過程的流程示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)裝置結(jié)構(gòu)示意 圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)裝置結(jié)構(gòu)示 意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)裝置結(jié)構(gòu)示 意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的另外一種分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)裝置結(jié)構(gòu) 示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于 本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面首先對本發(fā)明提供的分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行說明，參照圖 1所示，所述方法包括步驟101、應(yīng)答控制站接收請求控制站發(fā)起的數(shù)據(jù)共享請求，所述數(shù)據(jù)共享請求中 攜帶有共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息；步驟102、所述應(yīng)答控制站根據(jù)所述共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息，生成應(yīng)答反饋，所述應(yīng) 答反饋包括共享數(shù)據(jù)包以及應(yīng)答信息；步驟103、所述應(yīng)答控制站向所述請求控制站發(fā)送所述應(yīng)答反饋，實(shí)現(xiàn)所述請求控 制站和應(yīng)答控制站之間的數(shù)據(jù)共享。本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，采用非對稱組態(tài)方式，僅由請求共享數(shù)據(jù)的控制站在 組態(tài)時(shí)對請求共享的數(shù)據(jù)設(shè)置標(biāo)識信息，并將該共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息攜帶于請求控制站發(fā) 起的數(shù)據(jù)共享請求中，這樣，應(yīng)答控制站可以根據(jù)共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息，生成共享數(shù)據(jù)包， 從而避免某一請求控制站的數(shù)據(jù)共享需求發(fā)生變化時(shí)，與其相關(guān)的其它控制站的組態(tài)發(fā)生 相應(yīng)變化的耦合效應(yīng)，從而可以降低控制站之間的耦合性，能夠在分布式控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn) 有效的數(shù)據(jù)共享。為了清楚描述非對稱組態(tài)，仍以DCS系統(tǒng)中的15號控制站和16號控制站為例進(jìn) 行說明。當(dāng)16號控制站需要引用15號控制站采集到的鍋爐溫度(假設(shè)15號控制站采集的鍋爐溫度定義為VAR15_T)，此時(shí)16號控制站只需在組態(tài)的時(shí)候?qū)?5號站定義的鍋爐溫 度參數(shù)做個(gè)引用標(biāo)記即可(如標(biāo)記形式為15#VAR15_T，通過該標(biāo)記形式代表要引用15號控 制站的VAR15_T即鍋爐溫度)，15號控制站在組態(tài)時(shí)不必知道16號控制站要引用自己的鍋 爐溫度參數(shù)，控制站之間共享信息的身份標(biāo)識是工程師組態(tài)時(shí)對共享信息的變量的命名。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述應(yīng)答控制站根據(jù)所述共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息， 生成應(yīng)答反饋可以通過以下具體流程實(shí)現(xiàn)，如圖2所示，包括步驟201、所述應(yīng)答控制站獲取數(shù)據(jù)共享請求中攜帶的共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息；步驟202、所述應(yīng)答控制站根據(jù)所述共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息，判斷是否包含所述請求 控制站請求共享的所有數(shù)據(jù)；如果是，則繼續(xù)步驟203 ；如果否，則繼續(xù)步驟204 ；步驟203、生成包含所述應(yīng)答控制站請求共享的所有數(shù)據(jù)的共享數(shù)據(jù)包，并生成第 一應(yīng)答標(biāo)記信息，所述第一應(yīng)答標(biāo)記信息用于標(biāo)識所述共享數(shù)據(jù)包包含所述請求控制站請 求共享的所有數(shù)據(jù)；步驟204、生成包含當(dāng)前存在數(shù)據(jù)的共享數(shù)據(jù)包，并生成第二應(yīng)答標(biāo)記信息，所述 第二應(yīng)答標(biāo)記信息用于標(biāo)識所述共享數(shù)據(jù)包未包含所述請求控制站請求共享的所有數(shù)據(jù)。對于請求控制站請求共享的數(shù)據(jù)，應(yīng)答控制站可能不存在。對于應(yīng)答控制站不存 在的共享數(shù)據(jù)，現(xiàn)有技術(shù)中的處理方案是將整個(gè)請求數(shù)據(jù)包全部丟棄。而本發(fā)明技術(shù)方案 中，應(yīng)答控制站針對請求控制站發(fā)起的數(shù)據(jù)共享請求采用了挑選處理，所謂挑選處理就是 如果應(yīng)答控制站不存在某些請求共享的數(shù)據(jù)，則可以根據(jù)共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息剔除不存在 的數(shù)據(jù)，而引用存在的數(shù)據(jù)生成共享數(shù)據(jù)包，仍以16號控制站需要引用15號控制站采集的 數(shù)據(jù)信息為例本發(fā)明實(shí)施例中，16號控制站發(fā)送的數(shù)據(jù)共享請求內(nèi)容包括應(yīng)答控制站15號控 制站的全部信息、共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息及應(yīng)答標(biāo)記信息，其中，所述應(yīng)答標(biāo)記信息用于標(biāo)識 共享數(shù)據(jù)包中是否包含16號控制站所請求共享的所有數(shù)據(jù)。需要說明的是，所述應(yīng)答控制站根據(jù)所述共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息，判斷是否包含所 述請求控制站請求共享的數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)方式可以是所述應(yīng)答控制站查找哈希表，判斷所述哈希表中是否包含與所述標(biāo)識信息相匹配 的變量數(shù)據(jù)，若是，則確定包含所述請求控制站請求共享的數(shù)據(jù)。仍然以上述15號控制站和16號控制站為例進(jìn)行說明，15號控制站接收到16號控 制站發(fā)送的數(shù)據(jù)共享請求，根據(jù)數(shù)據(jù)共享請求中攜帶的共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息，對所有16號 控制站的數(shù)據(jù)共享信息在本地哈希表里進(jìn)行搜索，控制站之間的共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識是組態(tài)定 義的變量名，因此，只要變量名和數(shù)據(jù)類型匹配就應(yīng)答此請求信息，如果不匹配則構(gòu)造共享 數(shù)據(jù)虛信息通知請求方，通過共享數(shù)據(jù)虛信息表征不存在的數(shù)據(jù)有哪些。因此，15號控制 站在包含所述應(yīng)答控制站請求共享的所有數(shù)據(jù)情形下，向16號控制站發(fā)送的反饋信息為 包含全部共享數(shù)據(jù)的共享數(shù)據(jù)包以及標(biāo)識所述共享數(shù)據(jù)包包含所述請求控制站請求共享 的所有數(shù)據(jù)的第一應(yīng)答標(biāo)記信息；而在未包含所述請求控制站請求共享的所有數(shù)據(jù)的情形 下，向16號控制站發(fā)送的反饋信息為包含當(dāng)前存在數(shù)據(jù)的共享數(shù)據(jù)包、共享數(shù)據(jù)虛信息 以及標(biāo)識所述共享數(shù)據(jù)包未包含所述請求控制站請求共享的所有數(shù)據(jù)的第二應(yīng)答標(biāo)記信 息。
16號控制站接收到15號控制站發(fā)送的反饋信息，根據(jù)應(yīng)答標(biāo)記信息判斷反饋信息中是否包含所有共享數(shù)據(jù)；當(dāng)反饋信息中包含共享數(shù)據(jù)虛信息時(shí)，則可以根據(jù)該虛信息 獲得15號控制站中不存在的共享數(shù)據(jù)，因此，可以直接對存在的共享數(shù)據(jù)加以利用。實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)某控制站需要向多個(gè)控制站發(fā)送數(shù)據(jù)共享請求、并需要向另外多 個(gè)控制站發(fā)送應(yīng)答反饋時(shí)，如圖3所示，數(shù)據(jù)共享請求和應(yīng)答反饋的發(fā)送過程包括步驟301、所述某控制站確定發(fā)送所有數(shù)據(jù)共享請求和應(yīng)答信息的發(fā)送周期，根據(jù) 發(fā)送某一共享請求和某一應(yīng)答信息的控制周期，獲得所述發(fā)送周期包含的控制周期數(shù)目；步驟302、所述某控制站利用一個(gè)發(fā)送周期中的最后一個(gè)控制周期發(fā)送所述所有 應(yīng)答信息以及共享數(shù)據(jù)包；步驟303、所述某控制站根據(jù)需要接收所述共享請求的控制站數(shù)目、以及一個(gè)發(fā) 送周期中剩余的控制周期，獲得剩余的每個(gè)控制周期內(nèi)發(fā)送所述數(shù)據(jù)共享請求的控制站數(shù) 目，并在剩余的每個(gè)控制周期內(nèi)中向相應(yīng)數(shù)目的控制站發(fā)送所述數(shù)據(jù)共享請求。該實(shí)施例中，提供了一種控制著自適應(yīng)發(fā)送數(shù)據(jù)共享請求和應(yīng)答反饋的實(shí)施方案。DCS系統(tǒng)包含很多現(xiàn)場控制站，每個(gè)現(xiàn)場控制站的數(shù)據(jù)(如采集到的溫度、壓力 等)都可能被其它控制站共享，同時(shí)自身的數(shù)據(jù)也有可能共享其它控制站的數(shù)據(jù)。例如15 號控制站需要共享20，21……35號每個(gè)控制站的30個(gè)變量，同時(shí)40，41……55號控制站也 需要共享15號控制站的變量。因此，對于15號控制站而言，15號控制站需要向20，21…… 35總共16個(gè)控制站發(fā)出數(shù)據(jù)共享請求；15號控制站也需要對40，41……55號控制站做出 應(yīng)答反饋。可以看出，15號控制站發(fā)出所有數(shù)據(jù)共享請求以及應(yīng)答反饋將會耗費(fèi)很長的時(shí) 間，如果超過控制周期將是不允許的，不允許的原因如下控制周期可以理解為在一段時(shí)間內(nèi)對許多任務(wù)的調(diào)度周期，而且每個(gè)任務(wù)的執(zhí)行 不能超過控制周期。當(dāng)控制周期為1秒時(shí)，則如果所有數(shù)據(jù)共享請求以及應(yīng)答反饋花費(fèi)3 秒肯定是不允許的?？梢岳斫獾氖牵l(fā)送周期就是發(fā)送數(shù)據(jù)共享請求與對其它控制站共享信息的應(yīng)答 反饋的時(shí)間間隔，一般，發(fā)送周期要大于控制周期幾倍。假設(shè)控制周期為1秒，發(fā)送周期為 10秒，發(fā)出所有數(shù)據(jù)共享請求與所有應(yīng)答反饋將花費(fèi)5秒，在一個(gè)控制周期內(nèi)做完顯然是 不允許的。但是發(fā)送周期為10秒，也就是執(zhí)行此任務(wù)只要在10秒之內(nèi)做完就可以，而不必 要一次做完。因此，對于數(shù)據(jù)共享請求信息的發(fā)送可以采用逐次發(fā)送即自適應(yīng)發(fā)送的形式， 具體實(shí)現(xiàn)方式如下假設(shè)某控制站需要向其它站請求數(shù)據(jù)共享的總站數(shù)為M(36個(gè))發(fā)送周期為 SendCycle (假設(shè)為10秒)，控制周期為CtrlCycyle (1秒)，則發(fā)送周期內(nèi)分段個(gè)數(shù)St印= SendCycle/CtrlCycyledO)，其中一個(gè)控制周期用來發(fā)送應(yīng)答信息，其余的用來發(fā)送請求 信息，因此一個(gè)控制周期平均發(fā)送請求信息的目的站數(shù)為TotalNum = M/ (Step-I) (4個(gè))。 可見，自適應(yīng)發(fā)送數(shù)據(jù)共享請求其實(shí)是將大任務(wù)分割為一個(gè)一個(gè)的小任務(wù)并逐步完成。其 中，對于應(yīng)答反饋的發(fā)送，由于相比較數(shù)據(jù)共享請求來說，數(shù)據(jù)量不大且耗時(shí)不長，則可利 用一個(gè)控制周期完成，通常，利用一個(gè)發(fā)送周期中的最后一個(gè)控制周期發(fā)送所有應(yīng)答信息 以及共享數(shù)據(jù)包?？梢姡捎米赃m應(yīng)發(fā)送策略，數(shù)據(jù)共享請求可以適應(yīng)請求控制站總數(shù)的變化進(jìn)行 發(fā)送，使得多控制站之間的負(fù)載更為均衡。
通常，DCS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用雙網(wǎng)冗余策略，即根據(jù)對雙網(wǎng)的診斷結(jié)果選擇利用 哪個(gè)網(wǎng)段進(jìn)行發(fā)送。 除此之外，由于控制站之間的數(shù)據(jù)共享是非對稱的，就需要請求控制站主動發(fā)出 請求，接收應(yīng)答控制站的應(yīng)答反饋，根據(jù)應(yīng)答反饋的結(jié)果而做相應(yīng)的處理。但是，請求控制 站發(fā)出的數(shù)據(jù)共享請求之后，未必就可以接收到應(yīng)答控制站的應(yīng)答反饋，或者應(yīng)答反饋未 必正確，這時(shí)為了建立共享信息的完備性(即彼此相知)，可以采用重發(fā)請求機(jī)制，即所述 請求控制站判斷在預(yù)置時(shí)間內(nèi)是否接收到共享數(shù)據(jù)包，如果否，則重新發(fā)起所述數(shù)據(jù)共享 請求。預(yù)置時(shí)間可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用由本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)行設(shè)定，本發(fā)明實(shí)施例對此不做具 體限定。需要說明的是，請求控制站與應(yīng)答控制站之間建立起“數(shù)據(jù)共享請求——應(yīng)答反 饋”的數(shù)據(jù)傳輸模式之后，在一段時(shí)間之內(nèi)，如果請求控制站請求共享的數(shù)據(jù)沒有變化時(shí)， 則請求控制站不需要再次向應(yīng)答控制站發(fā)送數(shù)據(jù)共享請求，請求控制站可以根據(jù)實(shí)際應(yīng) 用，采用周期傳送應(yīng)答反饋的方式，將請求控制站請求共享的數(shù)據(jù)發(fā)送至請求控制站。當(dāng) 請求控制站請求共享的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，則需要請求控制站重新向應(yīng)答控制站發(fā)送請求信 肩、ο此外，本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案中所提到的哈希表(包含了所有可能成為共享信息 的變量集合)的建立時(shí)間為組態(tài)程序下裝到控制站以后，通常，哈希表最大有2萬點(diǎn)項(xiàng)，由 于現(xiàn)場控制站是典型的嵌入式設(shè)備，資源有限，如果在現(xiàn)場控制站平臺下進(jìn)行哈希表的創(chuàng) 建將耗時(shí)幾百毫秒，對于實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，這是不可取的?？紤]到DCS系統(tǒng)的組網(wǎng)特點(diǎn)，可以 把工程師站和現(xiàn)場控制站作為一個(gè)整體，充分利用工程師站(PC機(jī))的強(qiáng)大資源，使用負(fù)載 轉(zhuǎn)移技術(shù)，把耗時(shí)部分即生成哈希表的過程在工程師站完成保存成文件，待下裝時(shí)下載到 現(xiàn)場控制站的程序之中。相應(yīng)上述現(xiàn)場總線儀表管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理方法，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種分 布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)裝置，如圖4所示，該裝置具體可以包括數(shù)據(jù)共享請求接收模塊401，用于控制應(yīng)答控制站接收請求控制站發(fā)起的數(shù)據(jù)共 享請求，所述數(shù)據(jù)共享請求中攜帶有共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息；應(yīng)答反饋生成模塊402，用于控制所述應(yīng)答控制站根據(jù)所述共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息， 生成應(yīng)答反饋，所述應(yīng)答反饋包括共享數(shù)據(jù)包以及應(yīng)答信息；應(yīng)答反饋發(fā)送模塊403，用于控制所述應(yīng)答控制站向所述請求控制站發(fā)送所述應(yīng) 答反饋，實(shí)現(xiàn)所述請求控制站和應(yīng)答控制站之間的數(shù)據(jù)共享。在本發(fā)明的另外一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，如圖5所示，所述應(yīng)答反饋生成模塊402包 括判斷子模塊4021，用于控制所述應(yīng)答控制站根據(jù)所述共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息，判 斷是否包含所述請求控制站請求共享的所有數(shù)據(jù)；如果是，則觸發(fā)第一應(yīng)答反饋?zhàn)幽K 4022 ；如果否，則觸發(fā)第二應(yīng)答反饋?zhàn)幽K4023 ；所述第一應(yīng)答反饋?zhàn)幽K4022，用于生成包含所述請求控制站請求共享的所有數(shù) 據(jù)的共享數(shù)據(jù)包，并生成第一應(yīng)答標(biāo)記信息，所述第一應(yīng)答標(biāo)記信息用于標(biāo)識所述共享數(shù) 據(jù)包包含所述請求控制站請求共享的所有數(shù)據(jù)；所述第二應(yīng)答反饋?zhàn)幽K4023，用于生成包含當(dāng)前存在數(shù)據(jù)的共享數(shù)據(jù)包，并生成第二應(yīng)答標(biāo)記信息，所述第二應(yīng)答標(biāo)記信息用于標(biāo)識所述共享數(shù)據(jù)包未包含所述請求控 制站請求共享的所有數(shù)據(jù)。其中，所述判斷子模塊通過控制所述應(yīng)答控制站查找哈希表，判斷所述哈希表中 是否包含與所述標(biāo)識信息相匹配的變量數(shù)據(jù)，若是，則確定包含所述請求控制站請求共享 的數(shù)據(jù)。
當(dāng)某控制站需要向多個(gè)控制站發(fā)送數(shù)據(jù)共享請求、并需要向另外多個(gè)控制站發(fā)送 應(yīng)答反饋時(shí)，如圖6所示，所述裝置還包括周期獲取模塊404，用于控制所述某控制站確定發(fā)送所有數(shù)據(jù)共享請求和應(yīng)答信 息的發(fā)送周期，根據(jù)發(fā)送某一共享請求和某一應(yīng)答信息的控制周期，獲得所述發(fā)送周期包 含的控制周期數(shù)目；共享請求發(fā)送模塊405，用于所述某控制站根據(jù)需要接收所述共享請求的控制站 數(shù)目、以及一個(gè)發(fā)送周期中剩余的控制周期，獲得剩余的每個(gè)控制周期內(nèi)發(fā)送所述數(shù)據(jù)共 享請求的控制站數(shù)目，并在剩余的每個(gè)控制周期中向相應(yīng)數(shù)目的控制站發(fā)送所述數(shù)據(jù)共享 請求；則，所述應(yīng)答反饋發(fā)送模塊用于控制所述某控制站利用一個(gè)發(fā)送周期中的最后一 個(gè)控制周期發(fā)送所述所有應(yīng)答信息以及共享數(shù)據(jù)包。如圖7所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的另外一種分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)裝 置，該裝置還可以包括重發(fā)請求模塊406，用于控制所述請求控制站判斷在預(yù)置時(shí)間內(nèi)是 否接收到共享數(shù)據(jù)包，如果否，則重新發(fā)起所述數(shù)據(jù)共享請求。對于裝置實(shí)施例而言，由于其基本相應(yīng)于方法實(shí)施例，所以描述得比較簡單，相關(guān) 之處參見方法實(shí)施例的部分說明即可。以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，其中所 述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可 以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上。 可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，即可以理解并實(shí)施。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程，是可以 通過計(jì)算機(jī)程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲于計(jì)算機(jī)可讀取存儲介質(zhì) 中，該程序在執(zhí)行時(shí)，可包括如上述各方法的實(shí)施例的流程。其中，所述的存儲介質(zhì)可為 磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-OnlyMemory，ROM)或隨機(jī)存儲記憶體(Random Access Memory, RAM)等。對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明實(shí)施例的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此， 本發(fā)明實(shí)施例將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和 新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
一種分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法包括應(yīng)答控制站接收請求控制站發(fā)起的數(shù)據(jù)共享請求，所述數(shù)據(jù)共享請求中攜帶有共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息；所述應(yīng)答控制站根據(jù)所述共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息，生成應(yīng)答反饋，所述應(yīng)答反饋包括共享數(shù)據(jù)包以及應(yīng)答信息；所述應(yīng)答控制站向所述請求控制站發(fā)送所述應(yīng)答反饋，實(shí)現(xiàn)所述請求控制站和應(yīng)答控制站之間的數(shù)據(jù)共享。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述應(yīng) 答控制站根據(jù)所述共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息，生成應(yīng)答反饋，包括所述應(yīng)答控制站根據(jù)所述共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息，判斷是否包含所述請求控制站請求共 享的所有數(shù)據(jù)；如果是，則生成包含所述請求控制站請求共享的所有數(shù)據(jù)的共享數(shù)據(jù)包，并生成第一 應(yīng)答標(biāo)記信息，所述第一應(yīng)答標(biāo)記信息用于標(biāo)識所述共享數(shù)據(jù)包包含所述請求控制站請求 共享的所有數(shù)據(jù)；如果否，則生成包含當(dāng)前存在數(shù)據(jù)的共享數(shù)據(jù)包，并生成第二應(yīng)答標(biāo)記信息，所述第二 應(yīng)答標(biāo)記信息用于標(biāo)識所述共享數(shù)據(jù)包未包含所述請求控制站請求共享的所有數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述應(yīng) 答控制站根據(jù)所述共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息，判斷是否包含所述請求控制站請求共享的數(shù)據(jù)， 包括所述應(yīng)答控制站查找哈希表，判斷所述哈希表中是否包含與所述標(biāo)識信息相匹配的變 量數(shù)據(jù)，若是，則確定包含所述請求控制站請求共享的數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，當(dāng)某控 制站需要向多個(gè)控制站發(fā)送數(shù)據(jù)共享請求、并需要向另外多個(gè)控制站發(fā)送應(yīng)答反饋時(shí)，所 述方法還包括所述某控制站確定發(fā)送所有數(shù)據(jù)共享請求和應(yīng)答信息的發(fā)送周期，根據(jù)發(fā)送某一共享 請求和某一應(yīng)答信息的控制周期，獲得所述發(fā)送周期包含的控制周期數(shù)目；所述某控制站利用一個(gè)發(fā)送周期中的最后一個(gè)控制周期發(fā)送所述所有應(yīng)答信息以及 共享數(shù)據(jù)包；所述某控制站根據(jù)需要接收所述共享請求的控制站數(shù)目、以及一個(gè)發(fā)送周期中剩余的 控制周期，獲得剩余的每個(gè)控制周期內(nèi)發(fā)送所述數(shù)據(jù)共享請求的控制站數(shù)目，并在剩余的 每個(gè)控制周期中向相應(yīng)數(shù)目的控制站發(fā)送所述數(shù)據(jù)共享請求。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)方法，其特征 在于，所述方法還包括所述請求控制站判斷在預(yù)置時(shí)間內(nèi)是否接收到共享數(shù)據(jù)包，如果否，則重新發(fā)起所述 數(shù)據(jù)共享請求。
6.一種分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于，所述裝置包括數(shù)據(jù)共享請求接收模塊，用于控制應(yīng)答控制站接收請求控制站發(fā)起的數(shù)據(jù)共享請求， 所述數(shù)據(jù)共享請求中攜帶有共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息；應(yīng)答反饋生成模塊，用于控制所述應(yīng)答控制站根據(jù)所述共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息，生成應(yīng)答反饋，所述應(yīng)答反饋包括共享數(shù)據(jù)包以及應(yīng)答信息；應(yīng)答反饋發(fā)送模塊，用于控制所述應(yīng)答控制站向所述請求控制站發(fā)送所述應(yīng)答反饋， 實(shí)現(xiàn)所述請求控制站和應(yīng)答控制站之間的數(shù)據(jù)共享。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于，所述應(yīng) 答反饋生成模塊包括判斷子模塊，用于控制所述應(yīng)答控制站根據(jù)所述共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息，判斷是否包含 所述請求控制站請求共享的所有數(shù)據(jù)；如果是，則觸發(fā)第一應(yīng)答反饋?zhàn)幽K；如果否，則觸 發(fā)第二應(yīng)答反饋?zhàn)幽K；所述第一應(yīng)答反饋?zhàn)幽K，用于生成包含所述請求控制站請求共享的所有數(shù)據(jù)的共享 數(shù)據(jù)包，并生成第一應(yīng)答標(biāo)記信息，所述第一應(yīng)答標(biāo)記信息用于標(biāo)識所述共享數(shù)據(jù)包包含 所述請求控制站請求共享的所有數(shù)據(jù)；所述第二應(yīng)答反饋?zhàn)幽K，用于生成包含當(dāng)前存在數(shù)據(jù)的共享數(shù)據(jù)包，并生成第二應(yīng) 答標(biāo)記信息，所述第二應(yīng)答標(biāo)記信息用于標(biāo)識所述共享數(shù)據(jù)包未包含所述請求控制站請求 共享的所有數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于，所述判 斷子模塊通過控制所述應(yīng)答控制站查找哈希表，判斷所述哈希表中是否包含與所述標(biāo)識信 息相匹配的變量數(shù)據(jù)，若是，則確定包含所述請求控制站請求共享的數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于，當(dāng)某控 制站需要向多個(gè)控制站發(fā)送數(shù)據(jù)共享請求、并需要向另外多個(gè)控制站發(fā)送應(yīng)答反饋時(shí)，所 述裝置還包括周期獲取模塊，用于控制所述某控制站確定發(fā)送所有數(shù)據(jù)共享請求和應(yīng)答信息的發(fā)送 周期，根據(jù)發(fā)送某一共享請求和某一應(yīng)答信息的控制周期，獲得所述發(fā)送周期包含的控制 周期數(shù)目；共享請求發(fā)送模塊，用于所述某控制站根據(jù)需要接收所述共享請求的控制站數(shù)目、以 及一個(gè)發(fā)送周期中剩余的控制周期，獲得剩余的每個(gè)控制周期內(nèi)發(fā)送所述數(shù)據(jù)共享請求的 控制站數(shù)目，并在剩余的每個(gè)控制周期中向相應(yīng)數(shù)目的控制站發(fā)送所述數(shù)據(jù)共享請求；則所述應(yīng)答反饋發(fā)送模塊用于控制所述某控制站利用一個(gè)發(fā)送周期中的最后一個(gè)控 制周期發(fā)送所述所有應(yīng)答信息以及共享數(shù)據(jù)包。
10.根據(jù)權(quán)利要求6 9中任一項(xiàng)所述的分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)裝置，其特征 在于，所述裝置還包括重發(fā)請求模塊，用于控制所述請求控制站判斷在預(yù)置時(shí)間內(nèi)是否接收到共享數(shù)據(jù)包， 如果否，則重新發(fā)起所述數(shù)據(jù)共享請求。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)方法及裝置，其中，所述方法包括應(yīng)答控制站接收請求控制站發(fā)起的數(shù)據(jù)共享請求，所述數(shù)據(jù)共享請求中攜帶有共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息；所述應(yīng)答控制站根據(jù)所述共享數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息，生成應(yīng)答反饋，所述應(yīng)答反饋包括共享數(shù)據(jù)包以及應(yīng)答信息；所述應(yīng)答控制站向所述請求控制站發(fā)送所述應(yīng)答反饋，實(shí)現(xiàn)所述請求控制站和應(yīng)答控制站之間的數(shù)據(jù)共享。通過本發(fā)明，可以在分布式控制系統(tǒng)中降低分布式控制系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的耦合性，實(shí)現(xiàn)有效的非對稱數(shù)據(jù)共享。
文檔編號G05B19/418GK101859139SQ20101019259
公開日2010年10月13日 申請日期2010年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月1日
發(fā)明者劉金龍, 施波, 王常力, 趙艷領(lǐng), 黃寧, 黃玲 申請人:杭州和利時(shí)自動化有限公司