本發(fā)明涉及一種監(jiān)測平臺，尤其是涉及一種火電廠分布式控制系統(tǒng)在線運行狀態(tài)監(jiān)測平臺。

背景技術(shù)：

火電廠的自動化發(fā)展是電力產(chǎn)業(yè)自動化發(fā)展的重要組成部分。自動控制設(shè)備是火電廠自動化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，包括傳感器、變送器、通訊設(shè)備、工業(yè)計算機等，具有數(shù)量眾多、種類繁雜、失效率高等特點。因此對發(fā)電廠內(nèi)的自動控制設(shè)備的監(jiān)控至關(guān)重要，但是目前尚無集成監(jiān)測發(fā)電廠控制設(shè)備運行狀態(tài)的系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種火電廠分布式控制系統(tǒng)在線運行狀態(tài)監(jiān)測平臺。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種火電廠分布式控制系統(tǒng)在線運行狀態(tài)監(jiān)測平臺，所述的分布式控制系統(tǒng)包括DCS控制設(shè)備、交換機和工作站計算機，所述的DCS控制設(shè)備內(nèi)設(shè)有控制器，所述的控制器通過所述的交換機連接工作站計算機，該監(jiān)測平臺包括OPC服務(wù)器和監(jiān)控服務(wù)器，所述的監(jiān)控服務(wù)器通過OPC服務(wù)器連接至交換機，所述的監(jiān)控服務(wù)器設(shè)有監(jiān)測系統(tǒng)，所述的監(jiān)測系統(tǒng)包括：

DCS控制設(shè)備監(jiān)測模塊：用于對DCS控制設(shè)備狀態(tài)進行監(jiān)測；

交換機狀態(tài)監(jiān)測模塊：用于對交換機狀態(tài)進行監(jiān)測；

控制器和工作站計算機監(jiān)測模塊：用于對DCS控制設(shè)備所有控制器以及所有工作站計算機狀態(tài)進行監(jiān)測；

邏輯判斷模塊：該模塊用于對上述監(jiān)測模塊的監(jiān)測結(jié)果進行邏輯處理；

顯示和報警模塊：該模塊用于根據(jù)邏輯判斷模塊的處理結(jié)果進行顯示并進行故障報警。

所述的DCS控制設(shè)備狀態(tài)包括DCS控制設(shè)備機柜內(nèi)溫度、DCS控制設(shè)備機柜中電源狀態(tài)信息、DCS控制設(shè)備機柜內(nèi)I/O卡件狀態(tài)信息和現(xiàn)場總要信息點狀態(tài)信息，所述的現(xiàn)場總要信息點為分布在火電廠工作現(xiàn)場并與所述的I/O卡件連接的傳感器。

所述的交換機狀態(tài)包括交換機CPU使用率、內(nèi)存使用率、網(wǎng)絡(luò)掉線及發(fā)生的時間、交換機通訊信息量。

控制器和工作站計算機狀態(tài)包括控制器和工作站計算機的CPU負載和內(nèi)存負載。

所述的監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)還設(shè)有歷史數(shù)據(jù)存儲模塊和歷史數(shù)據(jù)查看模塊，歷史數(shù)據(jù)存儲模塊連接邏輯判斷模塊，并對邏輯處理后的數(shù)據(jù)進行存儲，歷史數(shù)據(jù)查看模塊連接歷史數(shù)據(jù)存儲模塊，歷史數(shù)據(jù)查看模塊獲取歷史數(shù)據(jù)存儲模塊中數(shù)據(jù)并進行展示。

該系統(tǒng)還包括邏輯知識庫和邏輯配置模塊，所述的邏輯知識庫連接邏輯配置模塊，所述的邏輯配置模塊連接邏輯判斷模塊，所述的邏輯配置模塊用于用戶自主配置邏輯判斷模塊的判斷邏輯。

該監(jiān)測平臺還包括外置聲光報警器，所述的外置聲光報警器連接所述的顯示和報警模塊。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

(1)本發(fā)明集成了多種狀態(tài)監(jiān)測，包括DCS控制設(shè)備狀態(tài)、交換機狀態(tài)、控制器和工作站計算機狀態(tài)，實現(xiàn)了全面監(jiān)測，可以全方位指導(dǎo)維修人員了解整個火電廠分布式控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)，滿足精細化檢修的需求，提高火電廠分布式控制系統(tǒng)的運行可靠性；

(2)本發(fā)明設(shè)置歷史數(shù)據(jù)存儲模塊和歷史數(shù)據(jù)查看模塊，提供了歷史數(shù)據(jù)回看功能，滿足后期根據(jù)火電廠分布式控制系統(tǒng)歷史運行狀態(tài)進行分析，進而進行對系統(tǒng)進行完善；

(3)本發(fā)明設(shè)置外置聲光報警器，在發(fā)生故障時可以及時通知維修人員進行處理。

附圖說明

圖1為本發(fā)明監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明火電廠分布式控制系統(tǒng)在線運行狀態(tài)監(jiān)測平臺的具體結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本發(fā)明基于OPC協(xié)議的數(shù)據(jù)獲取流程圖；

圖4為本發(fā)明基于SNMP協(xié)議讀取控制設(shè)備的狀態(tài)信息的流程圖；

圖5為本發(fā)明基于RPC協(xié)議的狀態(tài)信息讀取的流程圖。

圖中，1為DCS控制設(shè)備監(jiān)測模塊，2為交換機狀態(tài)監(jiān)測模塊，3為控制器和工作站計算機監(jiān)測模塊，4為實時數(shù)據(jù)庫模塊，5為邏輯判斷模塊，6為顯示和報警模塊，7為歷史數(shù)據(jù)存儲模塊，8為歷史數(shù)據(jù)查看模塊，9為邏輯知識庫，10為邏輯配置模塊。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

實施例

如圖1所示，一種火電廠分布式控制系統(tǒng)在線運行狀態(tài)監(jiān)測平臺，分布式控制系統(tǒng)包括DCS控制設(shè)備、交換機和工作站計算機，DCS控制設(shè)備內(nèi)設(shè)有控制器，控制器通過交換機連接工作站計算機，該監(jiān)測平臺包括OPC服務(wù)器和監(jiān)控服務(wù)器，監(jiān)控服務(wù)器通過OPC服務(wù)器連接至交換機，監(jiān)控服務(wù)器設(shè)有監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測系統(tǒng)包括：

DCS控制設(shè)備監(jiān)測模塊1：用于對DCS控制設(shè)備狀態(tài)進行監(jiān)測；

交換機狀態(tài)監(jiān)測模塊2：用于對交換機狀態(tài)進行監(jiān)測；

控制器和工作站計算機監(jiān)測模塊3：用于對DCS控制設(shè)備所有控制器以及所有工作站計算機狀態(tài)進行監(jiān)測；

邏輯判斷模塊5：該模塊用于對上述監(jiān)測模塊的監(jiān)測結(jié)果進行邏輯處理，其中數(shù)據(jù)檢測模塊監(jiān)測的數(shù)據(jù)首先存放在實時數(shù)據(jù)庫模塊4中，從而邏輯判斷模塊5從實時數(shù)據(jù)庫模塊4中進行數(shù)據(jù)調(diào)用；

顯示和報警模塊6：該模塊用于根據(jù)邏輯判斷模塊5的處理結(jié)果進行顯示并進行故障報警。

監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)還設(shè)有歷史數(shù)據(jù)存儲模塊7和歷史數(shù)據(jù)查看模塊8，歷史數(shù)據(jù)存儲模塊7連接邏輯判斷模塊5，并對邏輯處理后的數(shù)據(jù)進行存儲，歷史數(shù)據(jù)查看模塊8連接歷史數(shù)據(jù)存儲模塊7，歷史數(shù)據(jù)查看模塊8獲取歷史數(shù)據(jù)存儲模塊7中數(shù)據(jù)并進行展示。

該系統(tǒng)還包括邏輯知識庫9和邏輯配置模塊10，邏輯知識庫9連接邏輯配置模塊10，邏輯配置模塊10連接邏輯判斷模塊5，邏輯配置模塊10用于用戶自主配置邏輯判斷模塊5的判斷邏輯。

通過以上系統(tǒng)數(shù)據(jù)的計算和處理，形成控制設(shè)備在線運行狀態(tài)監(jiān)測畫面，作為人機互動接口，主要包括：控制設(shè)備可靠性監(jiān)測系統(tǒng)主畫面，交換機流量信息畫面、卡件狀態(tài)畫面、重要點及電源信息監(jiān)測畫面、報警狀態(tài)畫面以及離線狀態(tài)畫面。這些畫面的局部定位和綜合可以全方位指導(dǎo)維修人員控制設(shè)備的運行狀態(tài)，以便根據(jù)畫面信息指示及時維護控制設(shè)備。

該監(jiān)測平臺還包括外置聲光報警器，外置聲光報警器連接顯示和報警模塊6。

具體地，如圖2所示，DCS控制設(shè)備狀態(tài)包括DCS控制設(shè)備機柜內(nèi)溫度、DCS控制設(shè)備機柜中電源狀態(tài)信息、DCS控制設(shè)備機柜內(nèi)I/O卡件狀態(tài)信息和現(xiàn)場總要信息點狀態(tài)信息，現(xiàn)場總要信息點為分布在火電廠工作現(xiàn)場并與I/O卡件連接的傳感器。交換機狀態(tài)包括交換機CPU使用率、內(nèi)存使用率、網(wǎng)絡(luò)掉線及發(fā)生的時間、交換機通訊信息量?？刂破骱凸ぷ髡居嬎銠C狀態(tài)包括控制器和工作站計算機的CPU負載和內(nèi)存負載。

(1)DCS控制設(shè)備機柜內(nèi)溫度：對于DCS控制設(shè)備機柜K1內(nèi)溫度的采集，首先，通過溫度傳感器K2采集生成模擬電信號，在經(jīng)過溫度數(shù)據(jù)采集卡K3將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，溫度采集卡生成的數(shù)字信號經(jīng)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到DCS控制設(shè)備內(nèi)的控制器K4，控制器K4將此信息經(jīng)交換機K7發(fā)送至OPC服務(wù)器K8，進而發(fā)送至監(jiān)控服務(wù)器K9。

(2)DCS控制設(shè)備機柜中電源狀態(tài)信息：對于控制柜供電電源模塊K5的狀態(tài)監(jiān)測，首先，開關(guān)型數(shù)據(jù)采集卡K6連接電源模塊K5的狀態(tài)采集接口，根據(jù)電源的狀態(tài)接口的輸出，封裝成狀態(tài)字，狀態(tài)字包含直流電源、交流電源等狀態(tài)詳細信息，開關(guān)型采集卡K6將裝狀態(tài)字經(jīng)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)提交給分布式控制器K4，控制器K4將此信息經(jīng)交換機K7發(fā)送至OPC服務(wù)器K8，進而發(fā)送至監(jiān)控服務(wù)器K9。

(3)DCS控制設(shè)備機柜內(nèi)I/O卡件狀態(tài)信息：對于開關(guān)型采集卡K6本身的狀態(tài)，每塊I/O卡與同柜內(nèi)分布式控制器K4相連，按固定時間間隔0.5秒向控制器發(fā)送狀態(tài)字，包含地址、類型、運行狀態(tài)、故障、報警等信息，控制器K4將此信息經(jīng)交換機K7發(fā)送至OPC服務(wù)器K8，進而發(fā)送至監(jiān)控服務(wù)器K9。

(4)現(xiàn)場總要信息點狀態(tài)信息：I/O卡件與生產(chǎn)現(xiàn)場傳感器相連，獲得實時信息，控制器按固定時間間隔0.5秒從I/O卡鍵讀取信息，控制器K4將此信息經(jīng)交換機K7發(fā)送至OPC服務(wù)器K8，進而發(fā)送至監(jiān)控服務(wù)器K9。

(5)對于交換機K7狀態(tài)的監(jiān)測，服務(wù)器K8通過以太網(wǎng)與交換機相連，通過SNMP協(xié)議獲得交換機狀態(tài)，包括CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)吞吐量等信息。

(6)控制器K4和工作站計算機K11的狀態(tài)監(jiān)控是通過控制器內(nèi)部的守護進程采集的，OPC服務(wù)器K8經(jīng)過交換機K7與各分布式控制器物理相連，再通過PRC協(xié)議從控制器K4獲得控制器的CPU負載、內(nèi)存負載等信息。

對上述數(shù)據(jù)進行監(jiān)測后傳輸至控服務(wù)器K9，監(jiān)控服務(wù)器K9進行一系列處理后顯示至屏幕K10，同時記錄至數(shù)據(jù)庫。

本平臺針對不同的網(wǎng)絡(luò)型設(shè)備采用了三種狀態(tài)信息驅(qū)動：OPC、SNMP和RPC。

圖3是基于OPC技術(shù)的數(shù)據(jù)獲取流程，本發(fā)明所遵循的OPC標(biāo)準(zhǔn)是以微軟公司的OLE技術(shù)為基礎(chǔ)的，采用在控制設(shè)備側(cè)配置OPC服務(wù)器，在狀態(tài)可靠性監(jiān)測系統(tǒng)側(cè)配置OPC客戶端，采用OPC技術(shù)建立起可靠性監(jiān)測系統(tǒng)對控制設(shè)備實時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)采集機制，并將設(shè)備可靠性狀態(tài)分析中所需的控制設(shè)備中的信息作為可靠性監(jiān)測系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫存儲和調(diào)用。這種數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)獲取方式具有高效性、可靠性的性能特點。

圖4是基于SNMP協(xié)議的控制設(shè)備狀態(tài)獲取流程。簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)是基于TCP/IP協(xié)議族的網(wǎng)絡(luò)管理標(biāo)準(zhǔn)，能夠支持網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，用以監(jiān)測連接到網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備是否有任何引起管理上關(guān)注的情況。本次系統(tǒng)采用該協(xié)議將控制設(shè)備系統(tǒng)設(shè)備中交換機、操作員站、工程師站以及過程站分別作為被管理的系統(tǒng)。通過各自的代理者的軟件元件可以讀取OID參數(shù)，通過OID狀態(tài)信號可以獲取交換機、操作員站、工程師站以及過程站的CUP負載、內(nèi)存占用率等信息，而這些信號成為分析控制器運行狀態(tài)、控制設(shè)備卡件運行狀態(tài)、操作員站運行狀態(tài)、工程師站運行狀態(tài)和交換機運行狀態(tài)等的依據(jù)。

圖5是基于RPC協(xié)議的狀態(tài)信息讀取流程。RPC(Remote Procedure Call Protocol)——遠程過程調(diào)用協(xié)議，它是一種通過網(wǎng)絡(luò)從遠程計算機程序上請求服務(wù)，而不需要了解底層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的協(xié)議。本系統(tǒng)中采用可靠性檢測系統(tǒng)調(diào)用過程站、操作員站和工程師站的守護進程，可靠性監(jiān)測系統(tǒng)通過訪問控制設(shè)備中狀態(tài)自檢進程，獲得設(shè)備內(nèi)部狀態(tài)信息。

本發(fā)明對基于設(shè)備可靠性的控制設(shè)備線運行狀態(tài)進行研究，基于信息處理技術(shù)，設(shè)計了一套控制設(shè)備在線運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于第三方通訊協(xié)議，對相關(guān)于網(wǎng)絡(luò)型控制設(shè)備可靠性的控制設(shè)備的運行狀態(tài)進行在線監(jiān)視，主要功能包括記錄機柜內(nèi)溫度、控制器的異常狀態(tài)信息、控制負荷率、內(nèi)存負荷率、報警、故障、離線及狀態(tài)發(fā)生的時間；記錄控制系統(tǒng)各卡件異常狀態(tài)信息、報警、故障、離線及狀態(tài)發(fā)生的時間；記錄控制系統(tǒng)的兩路電源系統(tǒng)切換、報警、掉電及狀態(tài)發(fā)生的時間；記錄控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)狀態(tài)變化，對網(wǎng)絡(luò)交換機端口信息、交換機CPU使用率、內(nèi)存使用率及網(wǎng)絡(luò)掉線及發(fā)生的時間；對交換機的交換或通訊信息量進行監(jiān)視，并根據(jù)系統(tǒng)重要程度進行分級，自動生成各種報警、故障信息報表，并統(tǒng)計記錄各設(shè)備報警、故障發(fā)生的次數(shù)，對重要報警通過聲光報警。