專利名稱：一種分布式控制系統(tǒng)的對等通信方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工業(yè)自動化控制技術領域，更具體地說，涉及一種分布式控制系統(tǒng)的對等通信方法和系統(tǒng)。
背景技術：
目前，DCS (Distributed Control System，分布式控制系統(tǒng))已經(jīng)廣泛應用于核電、火電、化工等領域。DCS系統(tǒng)中，系統(tǒng)網(wǎng)絡是實現(xiàn)監(jiān)控級與控制級之間通信的網(wǎng)絡，一般采用工業(yè)以太網(wǎng)，系統(tǒng)網(wǎng)絡上一般至少有兩類站點控制站和操作站；其中，控制站實現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集、運算以及控制，操作站實現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的監(jiān)視、操作和管理?？刂普竞筒僮髡局g依賴相互通信完成數(shù)據(jù)交互，它們之間的通信一般有兩種模式c/s(ciient/server，客戶機/ 服務器)模式、P-P (Point-Point，點對點對等)通信模式?？刂普竞筒僮髡局g通信采用C/S模式的情況是由兩臺冗余數(shù)據(jù)服務器與控制站進行實時通信，所有操作站都會向兩臺服務器請求數(shù)據(jù)。這種模式一般可以完成大規(guī)模 DCS系統(tǒng)的操作站和控制站的之間的數(shù)據(jù)通信，通信效率較高。但是這種結(jié)構(gòu)的最大問題是充當數(shù)據(jù)服務器的兩臺服務器成為事實上的數(shù)據(jù)網(wǎng)關，成為系統(tǒng)可靠性的瓶頸，數(shù)據(jù)服務器的某種故障會造成整個系統(tǒng)通信失效的情況，造成整個DCS系統(tǒng)癱瘓，系統(tǒng)的可靠性很低，很難滿足工業(yè)控制系統(tǒng)對可靠性的需求。與C/S模式不同的是，P-P通信模式中，每個操作站都能與控制站進行實時通信， 由操作站獲取控制站中實時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)控制器與操作站之間數(shù)據(jù)的直接交換。 然而，通過發(fā)明人的研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有P-P通信模式仍然存在如下問題由于控制站與各個操作站之間均需通信，當系統(tǒng)規(guī)模變大后，即操作站數(shù)目增加之后，多個操作站同時對控制站的數(shù)據(jù)請求，將使得系統(tǒng)網(wǎng)絡的負荷增大，容易造成系統(tǒng)不穩(wěn)定因素，使得數(shù)據(jù)通信效率低下；此外，這種通信模式對控制器的網(wǎng)絡性能要求極高，一般的嵌入式的控制器性能難以滿足要求，如果配置高檔的處理器芯片，將造成系統(tǒng)成本的急劇增大。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明實施例提供一種分布式控制系統(tǒng)的對等通信方法和系統(tǒng)，以便提高控制站和操作站之間數(shù)據(jù)通信的可靠性和高效性。本發(fā)明實施例提供一種分布式控制系統(tǒng)的對等通信方法，所述方法包括操作站前端接收周期性數(shù)據(jù)請求，將所述數(shù)據(jù)請求轉(zhuǎn)發(fā)至操作站后端，同時，根據(jù)所述數(shù)據(jù)請求，從操作站前端數(shù)據(jù)共享區(qū)獲取并返回相應數(shù)據(jù)；所述操作站后端根據(jù)所述數(shù)據(jù)請求訪問相應控制站，周期性從所述控制站獲取相關數(shù)據(jù)，并將所述相關數(shù)據(jù)更新至所述數(shù)據(jù)共享區(qū)。優(yōu)選的，所述操作站后端根據(jù)所述數(shù)據(jù)請求訪問相應控制站，周期性從所述控制站獲取相關數(shù)據(jù)，具體包括所述操作站后端和控制站分別建立有對應所述數(shù)據(jù)請求的通信數(shù)據(jù)表，所述控制站根據(jù)所述通信數(shù)據(jù)表周期性向所述操作站后端發(fā)送相關數(shù)據(jù)，所述操作站后端根據(jù)所述通信數(shù)據(jù)表周期性解析所述相關數(shù)據(jù)。進一步，所述方法還包括所述操作站后端根據(jù)新增數(shù)據(jù)請求生成動態(tài)通信子表，并將所述動態(tài)通信子表發(fā)送至所述控制站，由所述操作站后端和控制站根據(jù)所述動態(tài)通信子表更新已有通信數(shù)據(jù)表。進一步，所述方法還包括由所述操作站后端刪除所述通信數(shù)據(jù)表中對應停止數(shù)據(jù)請求的數(shù)據(jù)點。優(yōu)選的，所述由所述操作站后端刪除所述通信數(shù)據(jù)表中對應停止數(shù)據(jù)請求的數(shù)據(jù)點，具體包括所述操作站后端獲取所述通信數(shù)據(jù)表中數(shù)據(jù)點的質(zhì)量系數(shù)，將質(zhì)量系數(shù)小于預置值的數(shù)據(jù)點確定為停止數(shù)據(jù)請求的數(shù)據(jù)點，并將所述停止數(shù)據(jù)請求的數(shù)據(jù)點刪除。優(yōu)選的，所述操作站后端采用多進程的方式訪問控制站，對每個控制站的訪問對
應一進程。一種分布式控制系統(tǒng)的對等通信系統(tǒng)，包括操作站和控制站，其中，所述操作站包括操作站前端和操作站后端；所述操作站前端，用于接收周期性數(shù)據(jù)請求，將所述數(shù)據(jù)請求轉(zhuǎn)發(fā)至操作站后端， 同時，根據(jù)所述數(shù)據(jù)請求，從自身數(shù)據(jù)共享區(qū)獲取并返回相應數(shù)據(jù)；所述操作站后端，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)請求訪問相應控制站，周期性從所述控制站獲取相關數(shù)據(jù)，并將所述相關數(shù)據(jù)更新至所述數(shù)據(jù)共享區(qū)；所述控制站，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)請求，周期性向所述操作站后端提供相關數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，所述操作站前端和控制站分別建立有對應所述數(shù)據(jù)請求的通信數(shù)據(jù)表， 所述控制站根據(jù)所述通信數(shù)據(jù)表周期性向所述操作站后端發(fā)送相關數(shù)據(jù)，所述操作站后端根據(jù)所述通信數(shù)據(jù)表周期性解析所述相關數(shù)據(jù)。進一步，所述操作站后端還用于，根據(jù)新增數(shù)據(jù)請求生成動態(tài)通信子表，并將所述動態(tài)通信子表發(fā)送至所述控制站，由所述操作站后端和控制站根據(jù)所述動態(tài)通信子表更新已有通信數(shù)據(jù)表。進一步，所述操作站后端還用于，刪除所述通信數(shù)據(jù)表中對應停止數(shù)據(jù)請求的數(shù)據(jù)點。同現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的技術方案中，操作站的通信采用“前端-后端”的方式，并在操作站前端設置數(shù)據(jù)共享區(qū)，以存儲操作站后端從控制站實時獲取的數(shù)據(jù)，當操作站前端接收到數(shù)據(jù)請求，便直接從操作站前端數(shù)據(jù)共享區(qū)獲取并返回相應數(shù)據(jù)，從而省去由操作站后端根據(jù)該數(shù)據(jù)請求向控制站獲取相應的數(shù)據(jù)的等待時間；而同時，操作站后端根據(jù)該數(shù)據(jù)請求，周期性訪問控制站，以更新數(shù)據(jù)共享區(qū)內(nèi)的相關數(shù)據(jù)，使得數(shù)據(jù)共享區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)與控制站內(nèi)數(shù)據(jù)的一致，能夠提高控制站和操作站之間數(shù)據(jù)通信的可靠性和高效性。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術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)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實施例提供的一種分布式控制系統(tǒng)的對等通信方法流程示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的操作站與控制站之間的通信模式示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的操作站與控制站之間根據(jù)通信數(shù)據(jù)表進行通信的示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的對于通信數(shù)據(jù)表的維護流程示意圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的一種分布式控制系統(tǒng)的對等通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明實施例摒棄了控制站和操作站之間C/S的通信模式，采用P-P通信模式。下面，首先對本發(fā)明提供的分布式控制系統(tǒng)的對等通信方法實施例進行說明，參照圖1所示， 所述方法包括步驟101、操作站前端接收周期性數(shù)據(jù)請求，將所述數(shù)據(jù)請求轉(zhuǎn)發(fā)至操作站后端， 同時，根據(jù)所述數(shù)據(jù)請求，從操作站前端數(shù)據(jù)共享區(qū)獲取并返回相應數(shù)據(jù)；該實施例中，對操作站的功能進行劃分，根據(jù)不同的實現(xiàn)功能，將操作站劃分為操作站前端和操作站后端，其中，操作站前端和操作站后端采用異步處理的方式，并且，在操作站前端設置一共享數(shù)據(jù)區(qū)，用于存儲控制站提供的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，對于該數(shù)據(jù)區(qū)，操作站前端和操作站后端均可訪問。操作站前端負責接收數(shù)據(jù)請求，通常，該數(shù)據(jù)請求是涉及獲取控制站采集到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)的請求。接收到該請求之后，操作站前端便將該請求轉(zhuǎn)發(fā)至操作站后端，與此同時， 操作站前端并不等待操作站后端的數(shù)據(jù)反饋，直接從操作站前端數(shù)據(jù)共享區(qū)獲取并返回相應數(shù)據(jù)。步驟102、所述操作站后端根據(jù)所述數(shù)據(jù)請求訪問相應控制站，周期性從所述控制站獲取相關數(shù)據(jù)，并將所述相關數(shù)據(jù)更新至所述數(shù)據(jù)共享區(qū)。在操作站前端從數(shù)據(jù)共享區(qū)獲取并返回相應數(shù)據(jù)時，操作站后端根據(jù)所述數(shù)據(jù)請求訪問相應控制站。通常，操作站后端訪問控制站是周期性訪問。通過操作站后端的周期性訪問，操作站后端能夠獲得控制站采集到的實時現(xiàn)場數(shù)據(jù)。當操作站后端獲取相關數(shù)據(jù)之后，將這些數(shù)據(jù)發(fā)送至操作站前端的數(shù)據(jù)共享區(qū)， 更新數(shù)據(jù)共享區(qū)內(nèi)相應位置的已有數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)共享區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)的更新，使得其中存儲的數(shù)據(jù)可以和控制站采集到的線程數(shù)據(jù)保持一致，從而保證操作站前端能夠獲取現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)。
可見，本發(fā)明提供的技術方案中，操作站的通信采用“前端-后端”異步處理的方式，并在操作站前端設置數(shù)據(jù)共享區(qū)，以存儲操作站后端從控制站實時獲取的數(shù)據(jù)，當操作站前端接收到數(shù)據(jù)請求，便直接從操作站前端數(shù)據(jù)共享區(qū)獲取并返回相應數(shù)據(jù)，從而省去由操作站后端根據(jù)該數(shù)據(jù)請求向控制站獲取相應的數(shù)據(jù)的等待時間；而同時，操作站后端根據(jù)該數(shù)據(jù)請求，周期性訪問控制站，以更新數(shù)據(jù)共享區(qū)內(nèi)的相關數(shù)據(jù)，使得數(shù)據(jù)共享區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)與控制站內(nèi)數(shù)據(jù)的一致，能夠提高控制站和操作站之間數(shù)據(jù)通信的可靠性和高效性。在具體實施時，一般在操作站前端設置HMI (Human Machine hterface，人機界面)，前述數(shù)據(jù)請求通過HMI發(fā)起，數(shù)據(jù)請求經(jīng)由HMI傳輸至操作站前端。該實施例中，操作站與控制站之間的通信模式示意圖如圖2所示。該通信模式下，操作站前端從HMI接收到用戶發(fā)起的數(shù)據(jù)請求，根據(jù)所述數(shù)據(jù)請求，操作站前端從數(shù)據(jù)共享區(qū)中查找已經(jīng)存在的相應數(shù)據(jù)，并將這些相應數(shù)據(jù)發(fā)送至HMI，由HMI呈現(xiàn)給用戶。當然，操作站前端也可以實現(xiàn)根據(jù)實際的數(shù)據(jù)請求，直接向數(shù)據(jù)共享區(qū)寫入新的數(shù)據(jù)。在操作站前端從數(shù)據(jù)共享區(qū)中查找已經(jīng)存在的相應數(shù)據(jù)的同時，所述數(shù)據(jù)請求由操作站前端傳輸至操作站后端，操作站后端啟動對控制站的周期性通信訪問，使得操作站后端能夠獲得控制站采集到的實時現(xiàn)場數(shù)據(jù)。每當操作站后端從控制站獲得相關數(shù)據(jù)，便將這些數(shù)據(jù)發(fā)送至操作站前端的數(shù)據(jù)共享區(qū)，更新數(shù)據(jù)共享區(qū)內(nèi)相應位置的已有數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)請求為周期性發(fā)起的，因此，操作站前端從數(shù)據(jù)共享區(qū)獲取并向HMI返回相應數(shù)據(jù)也為周期性發(fā)生，另外，數(shù)據(jù)共享區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)的更新也為周期性發(fā)生，從而能夠保證操作站前端能夠獲取現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)。對于數(shù)據(jù)請求發(fā)起的具體周期，以及操作站后端訪問控制站的具體周期，本發(fā)明實施例不做具體限制，本領域技術人員可以根據(jù)實際工業(yè)應用場景進行具體設置。為了便于對本發(fā)明進一步的理解，下面結(jié)合本發(fā)明的具體實施方式
對本發(fā)明進行詳細描述。本發(fā)明實施例中，當操作站前端接收到數(shù)據(jù)請求中攜帶有需要的數(shù)據(jù)參數(shù)名稱， 該數(shù)據(jù)請求轉(zhuǎn)發(fā)至操作站后端之后，操作站后端根據(jù)該數(shù)據(jù)參數(shù)名稱，查找該數(shù)據(jù)參數(shù)在控制站中的地址等相關信息，生成一通信數(shù)據(jù)表，該通信數(shù)據(jù)表存儲于數(shù)據(jù)共享區(qū)，并將該通信數(shù)據(jù)表發(fā)送至控制站?？梢姡撏ㄐ艛?shù)據(jù)表實質(zhì)是根據(jù)操作站前端(根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)請求中數(shù)據(jù)參數(shù)名稱)和操作站后端共同維護的。當控制站接收到操作站后端發(fā)送的通信數(shù)據(jù)表之后，根據(jù)通信數(shù)據(jù)表中攜帶有需要請求的數(shù)據(jù)參數(shù)名稱，以及該數(shù)據(jù)參數(shù)在控制站中的地址等相關信息，也生成一存儲于自身的通信數(shù)據(jù)表，且快速獲取到控制站中已采集到的相關現(xiàn)場數(shù)據(jù)。由于操作站后端和控制站分別建立的通信數(shù)據(jù)表內(nèi)容相對應，均包含了實時數(shù)據(jù)請求中所要求獲得的參數(shù)信息，因此，控制站可以根據(jù)自身建立的通信數(shù)據(jù)表，周期性向操作站后端發(fā)送數(shù)據(jù)；而操作站后端，則根據(jù)自身建立的通信數(shù)據(jù)表周期性解析所述相關數(shù)據(jù)。實際應用中，數(shù)據(jù)請求不同，操作站后端和控制站分別建立的通信數(shù)據(jù)表是變化的。當新增數(shù)據(jù)請求，即新增數(shù)據(jù)點，例如數(shù)據(jù)請求中包含新的需要請求的數(shù)據(jù)參數(shù)名稱時，為使通信時數(shù)據(jù)量最小，操作站后端并不是直接根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)請求生成當前新的通信數(shù)據(jù)表，而是根據(jù)新增的數(shù)據(jù)點生成一張實時變化的動態(tài)通信子表，該通信子表中至少應當包含快速檢測出的新的數(shù)據(jù)點的名稱和相關信息。操作站后端在向控制站發(fā)送當前新的數(shù)據(jù)請求時，同時將該通信子表發(fā)送至控制站，并判斷該通信子表是否在預置時間內(nèi)成功發(fā)送，若確定該通信子表成功發(fā)送后，則由操作站后端和控制站根據(jù)所述動態(tài)通信子表更新已有通信數(shù)據(jù)表。從而保證操作站后端和控制站可以根據(jù)新的通信數(shù)據(jù)表進行數(shù)據(jù)
ififn。圖3所示即為操作站與控制站之間根據(jù)通信數(shù)據(jù)表進行通信的示意圖。其中，操作站前端通過MACS. DLL驅(qū)動(該驅(qū)動是HMI的驅(qū)動，用于接收并響應HMI的讀寫請求命令，并為HMI提供數(shù)據(jù)的動態(tài)庫)連接HMI，操作站后端通過Gmonitor. exe (該程序模塊負責接收并響應操作站前端發(fā)送的數(shù)據(jù)請求，處理通信數(shù)據(jù)表并與對應的控制站建立連接通信的進程)連接相應的現(xiàn)場控制站。需要說明的是，本發(fā)明實施例中，操作站前端通過以動態(tài)庫形式存在，如MACS. DLL，使得操作站前端可以直接被HMI調(diào)用?？紤]到現(xiàn)場控制站的數(shù)量可能很多，且互相獨立，因此，操作站后端通常采用多進程的方式，即每個控制站都對應一個單獨的進程進行通信，以使對于各個現(xiàn)場控制站的數(shù)據(jù)通信相互獨立，互不干擾?？梢岳斫獾氖?，多線程是這樣一種機制，它允許在程序中并發(fā)執(zhí)行多個指令流，每個指令流都稱為一個線程，彼此間互相獨立。多線程是為了使得多個線程并行的工作以完成多項任務，以提高系統(tǒng)的效率。線程是在同一時間需要完成多項任務的時候被實現(xiàn)的。此外，操作站后端與控制站對應的通信數(shù)據(jù)表必須實時保持一致，而維護該變量表必然涉及對其進行數(shù)據(jù)點的添加或是刪除運算。由于刪除運算相比于添加運算而言，往往對于器件的性能消耗較大，因此，如果控制站也對其維護的通信數(shù)據(jù)表執(zhí)行刪除運算，則勢必會影響控制器的性能，影響控制安全。為了避免這一缺陷，本發(fā)明實施例中，將數(shù)據(jù)點刪除運算設置于性能高的操作站后端，控制站只進行簡單的數(shù)據(jù)點添加維護，以使二者的通信數(shù)據(jù)表完全一致。對于數(shù)據(jù)點刪除操作，為避免因控制站刪除操作影響其自身運行效率，本發(fā)明實施例中，由操作站后端直接對通信數(shù)據(jù)表中相應的數(shù)據(jù)點進行刪除，再將刪除相應數(shù)據(jù)點之后的通信數(shù)據(jù)表發(fā)送至控制站，由控制站直接利用該通信數(shù)據(jù)表覆蓋原通信數(shù)據(jù)表。這樣，雖然可能帶來操作站后端和控制站之間通信量的增加，但相比控制站刪除操作時對通信數(shù)據(jù)表執(zhí)行的遍歷循環(huán)帶來的影響是值得的，而且通信數(shù)據(jù)表本身很小，對于刪除數(shù)據(jù)點后的通信表則更小，因此，由此造成的通信量的增加可以忽略不計。根據(jù)數(shù)據(jù)請求，對變更的數(shù)據(jù)點的快速檢測能夠提高操作站后端與控制站之間數(shù)據(jù)通信的效率，然而，檢測的快速性可能也會帶來不必要的通信。例如當操作站前端顯示數(shù)據(jù)請求的頁面發(fā)生切換，且快速檢測到新的數(shù)據(jù)請求點，則操作站后端將當前通信數(shù)據(jù)表中不再需要的數(shù)據(jù)點刪除，此時，若頁面很快切回，且又切換回上一頁面，則操作站后端又會將剛刪除的數(shù)據(jù)點重新增至這一時刻的通信數(shù)據(jù)表，這樣連續(xù)向控制站發(fā)送通信數(shù)據(jù)表，造成了通信量增加的情況。因此，本發(fā)明實施例中，采用一種動態(tài)最優(yōu)評估方法，對通信數(shù)據(jù)表中的每個數(shù)據(jù)點進行質(zhì)量評估，對于質(zhì)量高的點不會立即從通信表中刪除，從而使通信量與通信次數(shù)均達到最合理配置。具體實現(xiàn)方式如下對于每個數(shù)據(jù)點的質(zhì)量利用質(zhì)量系數(shù)這一參數(shù)表示，質(zhì)量系數(shù)由操作站前端和操作站后端共同維護。操作站前端每接收到該數(shù)據(jù)點請求，就會將該數(shù)據(jù)點的質(zhì)量系數(shù)以一定步長增加，直至增加到某一上限值。相應地，當操作站前端每停止接收該數(shù)據(jù)點請求，操作站后端便周期將通信數(shù)據(jù)表中該數(shù)據(jù)點的質(zhì)量系數(shù)以一定步長減小，直至減少為0。當操作站后端檢測到通信表中有質(zhì)量系數(shù)為0的數(shù)據(jù)點時開始計時，預置計時時間內(nèi)，操作站前、后端仍各自維護各數(shù)據(jù)點的質(zhì)量系數(shù)。當達到預置計時時間之后，操作站后端會將質(zhì)量系數(shù)小于某一界限的所有數(shù)據(jù)點確定為停止數(shù)據(jù)請求的數(shù)據(jù)點，并從通信數(shù)據(jù)表中將這些數(shù)據(jù)點刪除。圖4所示為本發(fā)明實施例中對于通信數(shù)據(jù)表的維護流程示意圖，具體包括步驟401、操作站前端響應由HMI發(fā)起的數(shù)據(jù)請求；步驟402、操作站前端檢測數(shù)據(jù)請求中包含的新的數(shù)據(jù)點；該步驟執(zhí)行的前提是上一次數(shù)據(jù)請求對應的通信數(shù)據(jù)表已處理完成，這是由于， 通信數(shù)據(jù)表由操作站前、后端共同維護，若操作站后端未處理完畢，則操作站前端的檢測處理會使通信數(shù)據(jù)表發(fā)生混亂；步驟403、操作站后端通過數(shù)據(jù)點的質(zhì)量系數(shù)判斷是否有需要刪除的數(shù)據(jù)點；步驟404、若有新增數(shù)據(jù)點或需要刪除的數(shù)據(jù)點，則繼續(xù)步驟405;否則，重復執(zhí)行步驟401 ；步驟405、操作站后端生成通信子表，發(fā)送至控制站；步驟406、操作站后端判斷通信子表是否成功發(fā)送，如果是，則繼續(xù)步驟407 ；否則，重復執(zhí)行步驟401 ；步驟407、操作站后端和控制站同時維護各自建立的通信數(shù)據(jù)表，使二者各自建立的通信數(shù)據(jù)表保持完全一致。可見，通過質(zhì)量系數(shù)對通信數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)點進行評估，屏蔽檢測的快速性帶來的影響，使得操作站后端與控制站之間的通信量與通信頻率達到最低。過上述各實施方式可見，可以滿足對等通信中必須保證HMI能夠及時正確獲取所需數(shù)據(jù)，也必須保證控制站同時與多個操作站通信時，及控制器性能及運行周期不會受到影響，保障控制過程安全性的各項要求，使得本發(fā)明實施例同樣適用于大規(guī)模的通信要求。相應上述分布式控制系統(tǒng)的對等通信方法實施例，本發(fā)明還提供了一種分布式控制系統(tǒng)的對等通信系統(tǒng)，如圖5所示，所述系統(tǒng)包括操作站50和控制站51，其中，所述操作站50包括操作站前端501和操作站后端502 ；所述操作站前端501，用于接收周期性數(shù)據(jù)請求，將所述數(shù)據(jù)請求轉(zhuǎn)發(fā)至操作站后端502，同時，根據(jù)所述數(shù)據(jù)請求，從自身數(shù)據(jù)共享區(qū)獲取并返回相應數(shù)據(jù)；所述操作站后端502，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)請求訪問相應控制站51，周期性從所述控制站51獲取相關數(shù)據(jù)，并將所述相關數(shù)據(jù)更新至所述數(shù)據(jù)共享區(qū)；所述控制站51，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)請求，周期性向所述操作站后端502提供相關數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)實施例中，對操作站的功能進行劃分，根據(jù)不同的實現(xiàn)功能，將操作站劃分為操作站前端和操作站后端，其中，操作站前端和操作站后端采用異步處理的方式，并且， 在操作站前端設置一共享數(shù)據(jù)區(qū)，用于存儲控制站提供的現(xiàn)場數(shù)據(jù)。操作站前端負責接收數(shù)據(jù)請求，通常，該數(shù)據(jù)請求是涉及獲取控制站采集到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)的請求。接收到該請求之后，操作站前端便將該請求轉(zhuǎn)發(fā)至操作站后端，與此同時， 操作站前端并不等待操作站后端的數(shù)據(jù)反饋，直接從操作站前端數(shù)據(jù)共享區(qū)獲取并返回相應數(shù)據(jù)。在操作站前端從數(shù)據(jù)共享區(qū)獲取并返回相應數(shù)據(jù)時，操作站后端根據(jù)所述數(shù)據(jù)請求訪問相應控制站。通常，操作站后端訪問控制站是周期性訪問。通過操作站后端的周期性訪問，操作站后端能夠獲得控制站采集到的實時現(xiàn)場數(shù)據(jù)。當操作站后端獲取相關數(shù)據(jù)之后，將這些數(shù)據(jù)發(fā)送至操作站前端的數(shù)據(jù)共享區(qū)， 更新數(shù)據(jù)共享區(qū)內(nèi)相應位置的已有數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)共享區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)的更新，使得其中存儲的數(shù)據(jù)可以和控制站采集到的線程數(shù)據(jù)保持一致，從而保證操作站前端能夠獲取現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)?？梢?，本發(fā)明提供的技術方案中，操作站的通信采用“前端-后端”異步處理的方式，并在操作站前端設置數(shù)據(jù)共享區(qū)，以存儲操作站后端從控制站實時獲取的數(shù)據(jù)，當操作站前端接收到數(shù)據(jù)請求，便直接從操作站前端數(shù)據(jù)共享區(qū)獲取并返回相應數(shù)據(jù)，從而省去由操作站后端根據(jù)該數(shù)據(jù)請求向控制站獲取相應的數(shù)據(jù)的等待時間；而同時，操作站后端根據(jù)該數(shù)據(jù)請求，周期性訪問控制站，以更新數(shù)據(jù)共享區(qū)內(nèi)的相關數(shù)據(jù)，使得數(shù)據(jù)共享區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)與控制站內(nèi)數(shù)據(jù)的一致，能夠提高控制站和操作站之間數(shù)據(jù)通信的可靠性和高效性。需要說明的是，所述操作站前端和控制站分別建立有對應所述數(shù)據(jù)請求的通信數(shù)據(jù)表，所述控制站根據(jù)所述通信數(shù)據(jù)表周期性向所述操作站后端發(fā)送相關數(shù)據(jù)，所述操作站后端根據(jù)所述通信數(shù)據(jù)表周期性解析所述相關數(shù)據(jù)。上述通信方式具體為當操作站前端接收到數(shù)據(jù)請求中攜帶有需要的數(shù)據(jù)參數(shù)名稱，該數(shù)據(jù)請求轉(zhuǎn)發(fā)至操作站后端之后，操作站后端根據(jù)該數(shù)據(jù)參數(shù)名稱，查找該數(shù)據(jù)參數(shù)在控制站中的地址等相關信息，生成一通信數(shù)據(jù)表，該通信數(shù)據(jù)表存儲于數(shù)據(jù)共享區(qū)，并將該通信數(shù)據(jù)表發(fā)送至控制站。當控制站接收到操作站后端發(fā)送的通信數(shù)據(jù)表之后，根據(jù)通信數(shù)據(jù)表中攜帶有需要請求的數(shù)據(jù)參數(shù)名稱，以及該數(shù)據(jù)參數(shù)在控制站中的地址等相關信息，也生成一存儲于自身的通信數(shù)據(jù)表，且快速獲取到控制站中已采集到的相關現(xiàn)場數(shù)據(jù)。 由于操作站后端和控制站分別建立的通信數(shù)據(jù)表內(nèi)容相對應，均包含了實時數(shù)據(jù)請求中所要求獲得的參數(shù)信息，因此，控制站可以根據(jù)自身建立的通信數(shù)據(jù)表，周期性向操作站后端發(fā)送數(shù)據(jù)；而操作站后端，則根據(jù)自身建立的通信數(shù)據(jù)表周期性解析所述相關數(shù)據(jù)。此外，所述操作站后端還用于，根據(jù)新增數(shù)據(jù)請求生成動態(tài)通信子表，并將所述動態(tài)通信子表發(fā)送至所述控制站，由所述操作站后端和控制站根據(jù)所述動態(tài)通信子表更新已有通信數(shù)據(jù)表。這是由于，數(shù)據(jù)請求不同，操作站后端和控制站分別建立的通信數(shù)據(jù)表是變化的。當新增數(shù)據(jù)請求，即新增數(shù)據(jù)點，例如數(shù)據(jù)請求中包含新的需要請求的數(shù)據(jù)參數(shù)名稱時，為使通信時數(shù)據(jù)量最小，操作站后端并不是直接根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)請求生成當前新的通信數(shù)據(jù)表，而是根據(jù)新增的數(shù)據(jù)點生成一張實時變化的動態(tài)通信子表，該通信子表中至少應當包含快速檢測出的新的數(shù)據(jù)點的名稱和相關信息。操作站后端在向控制站發(fā)送當前新的數(shù)據(jù)請求時，同時將該通信子表發(fā)送至控制站，并判斷該通信子表是否在預置時間內(nèi)成功發(fā)送，若確定該通信子表成功發(fā)送后，則由操作站后端和控制站根據(jù)所述動態(tài)通信子表更新已有通信數(shù)據(jù)表。從而保證操作站后端和控制站可以根據(jù)新的通信數(shù)據(jù)表進行數(shù)據(jù)通信。還需要指出的是，所述操作站后端還用于，刪除所述通信數(shù)據(jù)表中對應停止數(shù)據(jù)請求的數(shù)據(jù)點。這是由于，操作站后端與控制站對應的通信數(shù)據(jù)表必須實時保持一致，而維護該變量表必然涉及對其進行數(shù)據(jù)點的添加或是刪除運算。由于刪除運算相比于添加運算而言，往往對于器件的性能消耗較大，因此，如果控制站也對其維護的通信數(shù)據(jù)表執(zhí)行刪除運算，則勢必會影響控制器的性能，影響控制安全。為了避免這一缺陷，將數(shù)據(jù)點刪除運算設置于性能高的操作站后端，控制站只進行簡單的數(shù)據(jù)點添加維護，以使二者的通信數(shù)據(jù)表完全一致。對于數(shù)據(jù)點刪除操作，為避免因控制站刪除操作影響其自身運行效率，由操作站后端直接對通信數(shù)據(jù)表中相應的數(shù)據(jù)點進行刪除，再將刪除相應數(shù)據(jù)點之后的通信數(shù)據(jù)表發(fā)送至控制站，由控制站直接利用該通信數(shù)據(jù)表覆蓋原通信數(shù)據(jù)表。對于系統(tǒng)實施例而言，由于其基本相應于方法實施例，所以描述得比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。以上所描述的系統(tǒng)實施例僅僅是示意性的，本領域普通技術人員在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，即可以理解并實施。本領域普通技術人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可存儲于計算機可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory, ROM)或隨機存儲記憶體(Random Access Memory, RAM)等。對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術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)明實施例的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此， 本發(fā)明實施例將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求
1.一種分布式控制系統(tǒng)的對等通信方法，其特征在于，所述方法包括操作站前端接收周期性數(shù)據(jù)請求，將所述數(shù)據(jù)請求轉(zhuǎn)發(fā)至操作站后端，同時，根據(jù)所述數(shù)據(jù)請求，從操作站前端數(shù)據(jù)共享區(qū)獲取并返回相應數(shù)據(jù)；所述操作站后端根據(jù)所述數(shù)據(jù)請求訪問相應控制站，周期性從所述控制站獲取相關數(shù)據(jù)，并將所述相關數(shù)據(jù)更新至所述數(shù)據(jù)共享區(qū)。
2.根據(jù)權利要求1所述的分布式控制系統(tǒng)的對等通信方法，其特征在于，所述操作站后端根據(jù)所述數(shù)據(jù)請求訪問相應控制站，周期性從所述控制站獲取相關數(shù)據(jù)，具體包括所述操作站后端和控制站分別建立有對應所述數(shù)據(jù)請求的通信數(shù)據(jù)表，所述控制站根據(jù)所述通信數(shù)據(jù)表周期性向所述操作站后端發(fā)送相關數(shù)據(jù)，所述操作站后端根據(jù)所述通信數(shù)據(jù)表周期性解析所述相關數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權利要求2所述的分布式控制系統(tǒng)的對等通信方法，其特征在于，所述方法還包括所述操作站后端根據(jù)新增數(shù)據(jù)請求生成動態(tài)通信子表，并將所述動態(tài)通信子表發(fā)送至所述控制站，由所述操作站后端和控制站根據(jù)所述動態(tài)通信子表更新已有通信數(shù)據(jù)表。
4.根據(jù)權利要求1所述的分布式控制系統(tǒng)的對等通信方法，其特征在于，所述方法還包括由所述操作站后端刪除所述通信數(shù)據(jù)表中對應停止數(shù)據(jù)請求的數(shù)據(jù)點。
5.根據(jù)權利要求4所述的分布式控制系統(tǒng)的對等通信方法，其特征在于，所述由所述操作站后端刪除所述通信數(shù)據(jù)表中對應停止數(shù)據(jù)請求的數(shù)據(jù)點，具體包括所述操作站后端獲取所述通信數(shù)據(jù)表中數(shù)據(jù)點的質(zhì)量系數(shù)，將質(zhì)量系數(shù)小于預置值的數(shù)據(jù)點確定為停止數(shù)據(jù)請求的數(shù)據(jù)點，并將所述停止數(shù)據(jù)請求的數(shù)據(jù)點刪除。
6.根據(jù)權利要求1-5中任一項所述的分布式控制系統(tǒng)的對等通信方法，其特征在于， 所述操作站后端采用多進程的方式訪問控制站，對每個控制站的訪問對應一進程。
7.一種分布式控制系統(tǒng)的對等通信系統(tǒng)，其特征在于，包括操作站和控制站，其中， 所述操作站包括操作站前端和操作站后端；所述操作站前端，用于接收周期性數(shù)據(jù)請求，將所述數(shù)據(jù)請求轉(zhuǎn)發(fā)至操作站后端，同時，根據(jù)所述數(shù)據(jù)請求，從自身數(shù)據(jù)共享區(qū)獲取并返回相應數(shù)據(jù)；所述操作站后端，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)請求訪問相應控制站，周期性從所述控制站獲取相關數(shù)據(jù)，并將所述相關數(shù)據(jù)更新至所述數(shù)據(jù)共享區(qū)；所述控制站，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)請求，周期性向所述操作站后端提供相關數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權利要求7所述的分布式控制系統(tǒng)的對等通信系統(tǒng)，其特征在于，所述操作站前端和控制站分別建立有對應所述數(shù)據(jù)請求的通信數(shù)據(jù)表，所述控制站根據(jù)所述通信數(shù)據(jù)表周期性向所述操作站后端發(fā)送相關數(shù)據(jù)，所述操作站后端根據(jù)所述通信數(shù)據(jù)表周期性解析所述相關數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權利要求7所述的分布式控制系統(tǒng)的對等通信系統(tǒng)，其特征在于，所述操作站后端還用于，根據(jù)新增數(shù)據(jù)請求生成動態(tài)通信子表，并將所述動態(tài)通信子表發(fā)送至所述控制站，由所述操作站后端和控制站根據(jù)所述動態(tài)通信子表更新已有通信數(shù)據(jù)表。
10.根據(jù)權利要求7所述的分布式控制系統(tǒng)的對等通信系統(tǒng)，其特征在于，所述操作站后端還用于，刪除所述通信數(shù)據(jù)表中對應停止數(shù)據(jù)請求的數(shù)據(jù)點。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分布式控制系統(tǒng)的對等通信方法和系統(tǒng)。其中，所述方法包括操作站前端接收周期性數(shù)據(jù)請求，將所述數(shù)據(jù)請求轉(zhuǎn)發(fā)至操作站后端，同時，根據(jù)所述數(shù)據(jù)請求，從操作站前端數(shù)據(jù)共享區(qū)獲取并返回相應數(shù)據(jù)；所述操作站后端根據(jù)所述數(shù)據(jù)請求訪問相應控制站，周期性從所述控制站獲取相關數(shù)據(jù)，并將所述相關數(shù)據(jù)更新至所述數(shù)據(jù)共享區(qū)。通過本發(fā)明實施例，能夠提高控制站和操作站之間數(shù)據(jù)通信的可靠性和高效性。
文檔編號H04L29/08GK102185911SQ20111010402
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月25日 優(yōu)先權日2011年4月25日
發(fā)明者周劍, 孫豪陽, 張麒, 胡元春, 金鑫, 黃玲 申請人:杭州和利時自動化有限公司