工業(yè)控制系統(tǒng)外部故障的檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及工業(yè)控制系統(tǒng)故障自檢領(lǐng)域，特別涉及一種工業(yè)控制系統(tǒng)外部故障的檢測(cè)方法，從軟件入手來(lái)判斷工業(yè)控制系統(tǒng)外部設(shè)備故障，該方法對(duì)動(dòng)力設(shè)備采集的狀態(tài)信息進(jìn)行處理，依據(jù)條件對(duì)相關(guān)的硬件設(shè)備的聯(lián)鎖進(jìn)行處理，并對(duì)采集狀態(tài)信息及聯(lián)鎖信息增加必要的邏輯判斷，在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上進(jìn)行呈現(xiàn)，通知工作人員故障存在的原因；在PLC邏輯判斷模塊的穩(wěn)定性、易讀性及完整性進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)邏輯條件對(duì)設(shè)備狀態(tài)信息進(jìn)行判斷，并將判斷結(jié)果在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，告知工作人員系統(tǒng)故障的信息，有效保證了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，而且復(fù)雜度較低，易于實(shí)現(xiàn)。
【專利說(shuō)明】工業(yè)控制系統(tǒng)外部故障的檢測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)控制系統(tǒng)故障自檢領(lǐng)域，特別涉及一種工業(yè)控制系統(tǒng)外部故障的檢測(cè)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著社會(huì)主義工業(yè)的不斷發(fā)展，工業(yè)控制的發(fā)展正闊步前進(jìn)。新知識(shí)、新工藝、新設(shè)備在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用，帶來(lái)了工業(yè)控制領(lǐng)域的巨大變革，也對(duì)工業(yè)控制的水準(zhǔn)提出了更高的要求。對(duì)于一個(gè)完整的工業(yè)控制系統(tǒng)，當(dāng)前的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)從美學(xué)、易讀、人性化上提出了新的要求；當(dāng)前的邏輯控制部分，也就是PLC或DCS邏輯控制部分從穩(wěn)定性、易讀、完整性上提出了新的要求。這既是科技進(jìn)步帶來(lái)的工業(yè)控制領(lǐng)域的發(fā)展要求，也是工業(yè)控制不斷發(fā)展進(jìn)步的具體體現(xiàn)。
[0003]傳統(tǒng)的工業(yè)控制系統(tǒng)，邏輯控制模塊主要對(duì)硬件設(shè)備采集的相關(guān)信息進(jìn)行處理、依據(jù)條件對(duì)相關(guān)設(shè)備間的聯(lián)鎖進(jìn)行處理；數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)主要顯示邏輯控制模塊處理過(guò)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。傳統(tǒng)的工業(yè)控制系統(tǒng)，缺少針對(duì)外部信號(hào)處理后存在綜合故障或問(wèn)題的預(yù)判功能。而這往往需要運(yùn)營(yíng)工程師或設(shè)備維護(hù)人員花費(fèi)大量的精力去判斷、處理，從而使設(shè)備恢復(fù)正常運(yùn)行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種更加穩(wěn)定、容易操作的工業(yè)控制系統(tǒng)外部故障的檢測(cè)方法，通過(guò)設(shè)定的邏輯判斷模塊對(duì)采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果在數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控模塊實(shí)時(shí)顯示，告知工作人員系統(tǒng)故障的信息，有效保證了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
[0005]按照本發(fā)明所提供的設(shè)計(jì)方案，一種工業(yè)控制系統(tǒng)外部故障的檢測(cè)方法，工業(yè)控制系統(tǒng)包含:PLC控制單元、低壓設(shè)備信號(hào)檢測(cè)單元、設(shè)備線路、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)通信單元，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上安裝有PLC編程軟件、SCADA監(jiān)控軟件，其檢測(cè)方法實(shí)現(xiàn)過(guò)程包含如下步驟:
步驟1、PLC控制單元采集低壓設(shè)備信號(hào)檢測(cè)單元檢測(cè)的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，并對(duì)所采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理；
步驟2、PLC編程軟件使用經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換處理的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行邏輯判斷，并將邏輯判斷結(jié)果作為該軟件系統(tǒng)是否發(fā)出遠(yuǎn)程控制指令對(duì)動(dòng)力設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的條件；
步驟3、設(shè)備遠(yuǎn)程控制指令發(fā)出后，PLC控制單元實(shí)時(shí)監(jiān)控動(dòng)力設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，并判斷遠(yuǎn)程控制指令的執(zhí)行情況，若判斷結(jié)果為遠(yuǎn)程控制指令未得到有效執(zhí)行，則觸發(fā)低壓設(shè)備進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作，取消動(dòng)力設(shè)備驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并對(duì)未執(zhí)行原因進(jìn)行預(yù)判，將預(yù)判結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)；
步驟4、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)將PLC控制單元存儲(chǔ)的狀態(tài)信息借助SCADA軟件平臺(tái)進(jìn)行顯示，工作人員根據(jù)SCADA顯示的狀態(tài)信息有針對(duì)性的對(duì)動(dòng)力設(shè)備的故障進(jìn)行處理。
[0006]上述的檢測(cè)方法，所述步驟I中的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息包含電源信號(hào)、就地/遠(yuǎn)控信號(hào)、動(dòng)力設(shè)備故障信號(hào)、動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行信號(hào)、動(dòng)力設(shè)備停止信號(hào)。
[0007]上述的檢測(cè)方法，所述步驟2中的邏輯判斷包括判斷操作人員的遠(yuǎn)程控制指令是否發(fā)出及遠(yuǎn)程控制指令發(fā)出后的動(dòng)力設(shè)備執(zhí)行情況。優(yōu)選的，若判斷出操作人員的遠(yuǎn)程控制指令沒(méi)有發(fā)出，則判定工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的PLC編程軟件存在阻止遠(yuǎn)程控制命令發(fā)出的原因；若遠(yuǎn)程控制指令發(fā)出沒(méi)有得到有效執(zhí)行，則判定低壓控制模塊存在故障或通訊電纜存在斷線。
[0008]上述的檢測(cè)方法，所述步驟4中遠(yuǎn)程控制指令包含遠(yuǎn)程啟動(dòng)指令、遠(yuǎn)程停止指令、手動(dòng)切換指令。
[0009]本發(fā)明工業(yè)控制系統(tǒng)外部故障的檢測(cè)方法的有益效果:
本發(fā)明提供一種從軟件入手來(lái)判斷工業(yè)控制系統(tǒng)外部設(shè)備故障的檢測(cè)方法，該方法對(duì)動(dòng)力設(shè)備采集的狀態(tài)信息進(jìn)行處理，依據(jù)條件對(duì)相關(guān)的硬件設(shè)備的聯(lián)鎖進(jìn)行處理，并對(duì)采集狀態(tài)信息及聯(lián)鎖信息增加必要的邏輯判斷，在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上進(jìn)行呈現(xiàn)，通知工作人員故障存在的原因。在PLC邏輯判斷模塊的穩(wěn)定性、易讀性及完整性進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)邏輯條件對(duì)設(shè)備狀態(tài)信息進(jìn)行判斷，并將判斷結(jié)果在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，告知工作人員系統(tǒng)故障的信息，有效保證了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，而且復(fù)雜度較低，易于實(shí)現(xiàn)。
[0010]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中通用的邏輯判斷控制模塊的原理控制流程圖；
圖2為本發(fā)明的邏輯判斷模塊的原理控制流程圖。
[0011]【具體實(shí)施方式】:
下面結(jié)合附圖和技術(shù)方案對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，并通過(guò)優(yōu)選的實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式,但本發(fā)明的實(shí)施方式并不限于此。
[0012]實(shí)施例一，參見(jiàn)圖f 2，一種工業(yè)控制系統(tǒng)外部故障的檢測(cè)方法，工業(yè)控制系統(tǒng)包含:PLC控制單元、低壓設(shè)備信號(hào)檢測(cè)單元、設(shè)備線路、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)通信單元，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上安裝有PLC編程軟件、SCADA監(jiān)控軟件，其檢測(cè)方法實(shí)現(xiàn)過(guò)程包含如下步驟:
步驟1、PLC控制單元采集低壓設(shè)備信號(hào)檢測(cè)單元檢測(cè)的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，并對(duì)所采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理；
步驟2、PLC編程軟件使用經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換處理的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行邏輯判斷，并將邏輯判斷結(jié)果作為該軟件系統(tǒng)是否發(fā)出遠(yuǎn)程控制指令對(duì)動(dòng)力設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的條件；
步驟3、設(shè)備遠(yuǎn)程控制指令發(fā)出后，PLC控制單元實(shí)時(shí)監(jiān)控動(dòng)力設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，并判斷遠(yuǎn)程控制指令的執(zhí)行情況，若判斷結(jié)果為遠(yuǎn)程控制指令未得到有效執(zhí)行，則觸發(fā)低壓設(shè)備進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作，取消動(dòng)力設(shè)備驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并對(duì)未執(zhí)行原因進(jìn)行預(yù)判，將預(yù)判結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0013]步驟4、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)將PLC控制單元存儲(chǔ)的狀態(tài)信息借助SCADA軟件平臺(tái)進(jìn)行顯示，工作人員根據(jù)SCADA顯示的狀態(tài)信息有針對(duì)性的對(duì)動(dòng)力設(shè)備的故障進(jìn)行處理。
[0014]上述的檢測(cè)方法，所述步驟I中的動(dòng)力設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)信息包含電源信號(hào)、就地/遠(yuǎn)控信號(hào)、動(dòng)力設(shè)備故障信號(hào)、動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行信號(hào)、動(dòng)力設(shè)備停止信號(hào)。
[0015]上述的檢測(cè)方法，所述步驟2中的邏輯判斷包括判斷操作人員的遠(yuǎn)程控制指令是否發(fā)出及遠(yuǎn)程控制指令發(fā)出后的動(dòng)力設(shè)備執(zhí)行情況。優(yōu)選的，若判斷出操作人員的遠(yuǎn)程控制指令沒(méi)有發(fā)出，則判定工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的PLC編程軟件存在阻止遠(yuǎn)程控制命令發(fā)出的原因；若遠(yuǎn)程控制指令發(fā)出沒(méi)有得到有效執(zhí)行，則判定低壓控制模塊存在故障或通訊電纜存在斷線。
[0016]上述的檢測(cè)方法，所述步驟4中遠(yuǎn)程控制指令包含遠(yuǎn)程啟動(dòng)指令、遠(yuǎn)程停止指令、手動(dòng)切換指令。
[0017]傳統(tǒng)的工業(yè)控制系統(tǒng)，LOGIC部分主要對(duì)硬件設(shè)備采集的相關(guān)信息進(jìn)行處理、依據(jù)條件對(duì)相關(guān)設(shè)備間的聯(lián)鎖進(jìn)行處理；SCADA部分主要顯示LOGIC部分處理過(guò)的相關(guān)信息。本控制方法提供了一種從軟件入手判斷故障的方法。要求除了在LOGIC對(duì)硬件設(shè)備采集的狀態(tài)信息進(jìn)行處理、依據(jù)條件對(duì)相關(guān)設(shè)備間的聯(lián)鎖進(jìn)行處理外，對(duì)這些處理過(guò)的信息、設(shè)備間的聯(lián)鎖增加必要的邏輯判斷，并且在SCADA系統(tǒng)上進(jìn)行呈現(xiàn)，告訴相關(guān)人員故障存在的原因。PLC或DCS系統(tǒng)結(jié)合工業(yè)SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制及聯(lián)鎖的基本要求，但是沒(méi)有對(duì)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中可能出現(xiàn)的外部問(wèn)題進(jìn)行邏輯判斷。本發(fā)明PLC或DCS系統(tǒng)結(jié)合工業(yè)SCADA系統(tǒng)除實(shí)現(xiàn)控制及聯(lián)鎖的基本要求，也實(shí)現(xiàn)了對(duì)命令執(zhí)行情況的過(guò)程判斷，并觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作。
[0018]附圖1是傳統(tǒng)的邏輯控制方法，附圖2是改進(jìn)后的本發(fā)明邏輯控制方法。在兩種控制方法中都包含的信息有，Power電源信號(hào)、Remote_Local就地/遠(yuǎn)控信號(hào)、Fault故障信號(hào)、Running運(yùn)行信號(hào)、Stopping停止信號(hào)是步驟二中提到的動(dòng)力設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)信息；Start遠(yuǎn)程啟動(dòng)指令、Stop遠(yuǎn)程停止指令、Auto_Man手自動(dòng)切換指令是步驟五中提到的操作人員發(fā)送的遠(yuǎn)程控制指令；Start_C0m設(shè)備啟動(dòng)信號(hào)、Stop_Com設(shè)備停止信號(hào)是步驟四中提到的動(dòng)力設(shè)備驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在PLC或DCS的PLC控制模塊、低壓控制模塊、通訊電纜都不存在故障的情況下，操作人員通過(guò)SCADA軟件發(fā)送Start遠(yuǎn)程啟動(dòng)指令后，PLC控制模塊發(fā)送Start_Com設(shè)備啟動(dòng)指令,設(shè)備將進(jìn)入Running運(yùn)行狀態(tài)；而當(dāng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)，操作人員通過(guò)SCADA軟件發(fā)送Stop遠(yuǎn)程停止指令后，PLC控制模塊發(fā)送Stop_Com設(shè)備停止指令，設(shè)備將進(jìn)入Stopping運(yùn)行狀態(tài)。但是當(dāng)設(shè)備出現(xiàn):1、同時(shí)存在運(yùn)行信號(hào)、停止信號(hào)；2、既沒(méi)有運(yùn)行信號(hào)，也沒(méi)有停止信號(hào)；3、發(fā)出啟動(dòng)指令，而沒(méi)有運(yùn)行信號(hào)；4、發(fā)出停止指令，而沒(méi)有停止信號(hào)的四種情況時(shí)，操作維護(hù)人員就不能從現(xiàn)有信息判斷故障存在的原因了。
[0019]針對(duì)存在的問(wèn)題，在附圖2中，增加了一個(gè)故障判斷位L00p_Fault，只要系統(tǒng)出現(xiàn)以上四種情況的信息，SCADA系統(tǒng)上將顯示L00p_Fault故障，操作維護(hù)人員可以很快知道問(wèn)題的出處，快速處理，本發(fā)明也可以將其他故障信息融合進(jìn)來(lái)，以模擬量數(shù)值的形式存儲(chǔ)，針對(duì)不同的故障顯示不同的數(shù)值。
[0020]本發(fā)明在邏輯判斷模塊的穩(wěn)定性、易讀性及完整性進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)預(yù)定條件設(shè)定有邏輯判斷模塊，并將處理結(jié)果在數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控模塊實(shí)時(shí)顯示，告知工作人員系統(tǒng)故障的信息，有效保證了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，而且復(fù)雜度較低，易于實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種工業(yè)控制系統(tǒng)外部故障的檢測(cè)方法，工業(yè)控制系統(tǒng)包含:PLC控制單元、低壓設(shè)備信號(hào)檢測(cè)單元、設(shè)備線路、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)通信單元，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上安裝有PLC編程軟件、SCADA監(jiān)控軟件，其檢測(cè)方法包含如下步驟: 步驟1、PLC控制單元采集低壓設(shè)備信號(hào)檢測(cè)單元檢測(cè)的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，并對(duì)所采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理； 步驟2、PLC編程軟件使用經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換處理的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行邏輯判斷，并將邏輯判斷結(jié)果作為該軟件系統(tǒng)是否發(fā)出遠(yuǎn)程控制指令對(duì)動(dòng)力設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的條件； 步驟3、設(shè)備遠(yuǎn)程控制指令發(fā)出后，PLC控制單元實(shí)時(shí)監(jiān)控動(dòng)力設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，并判斷遠(yuǎn)程控制指令的執(zhí)行情況，若判斷結(jié)果為遠(yuǎn)程控制指令未得到有效執(zhí)行，則觸發(fā)低壓設(shè)備進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作，取消動(dòng)力設(shè)備驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并對(duì)未執(zhí)行原因進(jìn)行預(yù)判，將預(yù)判結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)； 步驟4、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)將PLC控制單元存儲(chǔ)的狀態(tài)信息借助SCADA軟件平臺(tái)進(jìn)行顯示，工作人員根據(jù)SCADA顯示的狀態(tài)信息對(duì)動(dòng)力設(shè)備的故障進(jìn)行處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)控制系統(tǒng)外部故障的檢測(cè)方法，其特征在于:所述步驟I中的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息包含電源信號(hào)、就地/遠(yuǎn)控信號(hào)、動(dòng)力設(shè)備故障信號(hào)、動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行信號(hào)、動(dòng)力設(shè)備停止信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)控制系統(tǒng)外部故障的檢測(cè)方法，其特征在于:所述步驟2中的邏輯判斷包括判斷操作人員的遠(yuǎn)程控制指令是否發(fā)出及遠(yuǎn)程控制指令發(fā)出后的動(dòng)力設(shè)備執(zhí)行情況。
4.根據(jù)權(quán)利要去3所述的工業(yè)控制系統(tǒng)外部故障的檢測(cè)方法，其特征在于:步驟2中的邏輯判斷具體實(shí)現(xiàn)包含如下內(nèi)容:若判斷出操作人員的遠(yuǎn)程控制指令沒(méi)有發(fā)出，則判定工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)存在阻止遠(yuǎn)程控制命令發(fā)出的原因；若遠(yuǎn)程控制指令發(fā)出沒(méi)有得到有效執(zhí)行，則判定低壓控制模塊存在故障或通訊電纜存在斷線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)控制系統(tǒng)外部故障的檢測(cè)方法，其特征在于:所述步驟4中遠(yuǎn)程控制指令包含遠(yuǎn)程啟動(dòng)指令、遠(yuǎn)程停止指令、手動(dòng)切換指令。
【文檔編號(hào)】G05B23/02GK104199439SQ201410411887
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】李永紅, 孫肇偉, 段世良 申請(qǐng)人:河南華東工控技術(shù)有限公司