一种集成FF总线协议的核电DCS系统数据交互方法

技术领域

本发明属于系统控制技术领域，具体涉及一种集成FF总线协议的核电DCS系统数据交互方法。

背景技术

工业DCS控制系统应用于化工、电力、核电等各个行业。目前核电DCS控制系统的控制功能，主要集中在控制器中执行。通过将算法按照域或组的概念分别下装给多个控制器中。在DCS控制系统中，控制器为整个系统的核心，任何控制器出现故障，将导致整个控制逻辑无法正常运行；控制现场的仪表与DCS的控制器之间采用模拟信号传送传感器的测量值，容易受到干扰。换言之，当前核电DCS系统相对封闭，整个系统的测控任务集中在控制器中执行，不同厂商的设备基本无法实现互连及信息的交换。测控任务集中在控制器中执行，增加了单点的风险性；并且数据在采集过程中，存在数据延时和干扰。

FF总线采用公开化的通信协议，遵守同一通信标准的不同厂商的设备之间可以互连及实现信息交换。工程人员可以灵活选择不同厂商的FF总线产品来组成实际的控制系统，达到最佳的系统集成。目前市场上的FCS系统，在系统开发之初就基于FF协议的特点设计FCS系统，无法与当前既有DCS系统进行混合控制。

发明内容

本发明需要解决的技术问题为：现有传统核电DCS系统对控制器的依赖性及数据传输的延时和干扰问题。

本发明的技术方案如下所述：

一种集成FF总线协议的核电DCS系统数据交互方法，DCS系统对FF接口模块进行组态时，调用FF仪表组态软件；在FF仪表组态软件中，进行FF仪表的基本组态功能，之后对FF仪表中功能块的参数进行组态，FF功能块参数的属性信息与操作员站进行数据交互，实现非周期性数据传输；在对FF仪表中变量数据进行组态后，生成混合控制数据给DCS系统，DCS系统将混合控制数据进行内存映射，生成的变量内存地址信息给FF组态软件使用，FF功能块的变量信息与工程师站进行数据交互，实现周期性数据传输。

作为优选方案：操作员站通过非周期性数据通讯方式获取FF功能块参数信息的数据交互过程为：FF仪表组态软件首先根据工程需求生成参数信息供操作员站使用，操作员站根据生成的参数信息，向控制器模块发送参数信息请求数据包，控制器模块将参数信息请求数据包发送给FF接口卡模块，FF接口卡模块根据收到的参数信息请求数据包发送给指定的FF设备获取参数，之后将参数通过控制器模块传输给操作员站；在此数据交互过程中，控制器模块对接收到的数据包不解析、只转发。

作为优选方案：对于非周期性数据的交互，在FF仪表组态功能提供接口，用户根据工程组态要求，将要传输到操作员站的FF功能块参数信息以列表的方式展示，用户根据需要选择要传输到操作员站的参数；参数选择之后生成参数关联的信息；操作员站根据参数关联的信息发送数据读取和设置命令，将数据包通过控制器模块以透明传输的方式，发送到FF接口卡模块；FF接口卡模块根据命令发送到相应的FF仪表中获取参数信息或设置参数信息。

作为优选方案：所述参数关联的信息，包括控制器地址、板卡地址、FF仪表地址、索引、子索引信息。

作为优选方案：工程师站通过周期性数据通讯方式获取FF功能块变量信息的数据交互过程为：FF仪表组态软件根据工程需求生成变量组态信息供工程师站组态使用，工程师站获取变量信息后，将变量进行内存映射分配，并将变量内存地址分配信息供FF仪表组态软件使用；FF仪表组态软件将变量内存地址分配信息发送给FF接口卡模块，FF接口卡模块根据变量信息及对应的变量地址信息、即变量内存地址分配信息，在系统运行过程中，周期性的从FF设备中获取变量信息，并将变量信息传输到控制器模块的指定地址的内存中，工程师站从控制器模块中获取变量值，从而实现周期性数据的读写功能，进一步实现DCS系统与FF总线模块的混合控制功能。

作为优选方案：对于周期性数据的交互，首先在FF仪表组态时的变量定义模块，选择要交互的数据；在DCS系统中，获取FF仪表组态中可交互的变量，并采用当前DCS系统中设备地址空间的分配方式，为FF仪表组态数据分配空间；FF仪表组态获取DCS系统中对交互数据的空间分配；系统运行过程中，FF接口卡模块周期性获取FF仪表中交互数据传输到DCS系统分配的地址空间，从而实现FF仪表数据与DCS系统中数据的周期性交互功能。

作为优选方案：FF仪表中数据与DCS系统中控制逻辑数据的交互，通过周期性数据进行交互。

本发明的有益效果为：

(1)本发明的一种集成FF总线协议的核电DCS系统数据交互方法，在核电DCS系统中集成FF总线协议，实现了FF仪表中的数据与控制器中数据的交互，在保证当前系统稳定运行的基础上，解决了传统核电DCS控制系统对控制器的依赖性及数据传输的延时和干扰等问题，从根本上改变当前核电DCS系统的集散式体系结构，形成一种全新的分布式控制系统。

(2)本发明的一种集成FF总线协议的核电DCS系统数据交互方法，在核电DCS系统中集成FF总线协议，通过FF仪表本身自带的数据采集和功能块功能，实现控制功能的分布性，提高数据采集的实时性和精准度。

(3)本发明的一种集成FF总线协议的核电DCS系统数据交互方法，FF仪表数据与控制器中数据进行交互，实现FF仪表中功能块与控制器中功能块的组合逻辑控制。

(4)本发明的一种集成FF总线协议的核电DCS系统数据交互方法，集成FF总线协议后，FF设备与控制器断开后仍然可维持底层设备的独立正常运行，智能化程度大大加强；且FF设备集数据采集和功能运算于一体，提高了数据实时性和准确度。

附图说明

图1为本发明的一种集成FF总线协议的核电DCS系统数据交互方法业务处理流程图；

图2为图1为本发明的一种集成FF总线协议的核电DCS系统数据交互方法业务处理流程图数据交互图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的一种集成FF总线协议的核电DCS系统数据交互方法进行详细说明。

如图1，一种集成FF总线协议的核电DCS系统数据交互方法，DCS系统对FF接口模块进行组态时，调用FF仪表组态软件；在FF仪表组态软件中，进行FF仪表的基本组态功能，之后对FF仪表中功能块的参数进行组态，FF功能块参数的属性信息与操作员站进行数据交互，实现非周期性数据传输；在对FF仪表中变量数据进行组态后，生成混合控制数据给DCS系统，DCS系统将混合控制数据进行内存映射，生成的变量内存地址信息给FF组态软件使用，FF功能块的变量信息与工程师站进行数据交互，实现周期性数据传输。

操作员站通过非周期性数据通讯方式获取FF功能块参数信息，工程师站通过周期性数据通讯方式获取FF功能块变量信息。

如图2所示，操作员站通过非周期性数据通讯方式获取FF功能块参数信息的数据交互过程为：FF仪表组态软件首先根据工程需求生成参数信息供操作员站使用，操作员站根据生成的参数信息，向控制器模块发送参数信息请求数据包，控制器模块将参数信息请求数据包发送给FF接口卡模块，FF接口卡模块根据收到的参数信息请求数据包发送给指定的FF设备获取参数，之后将参数通过控制器模块传输给操作员站。在此数据交互过程中，控制器模块对接收到的数据包不解析、只转发。

对于非周期性数据的交互，对于FF仪表中功能块的参数信息，FF协议本身不支持周期性的数据获取方式，因此FF接口卡模块不具备周期性获取功能块参数信息的功能。为满足工程应用过程中操作员读取和设置FF功能块参数信息的功能，本发明通过非周期性数据获取的方式实现。实现方案如下：在FF仪表组态功能提供接口，用户可根据工程组态要求，将要传输到操作员站的FF功能块参数信息以列表的方式展示，用户根据需要选择要传输到操作员站的参数；参数选择之后生成参数关联的：控制器地址、板卡地址、FF仪表地址、索引、子索引等信息；操作员站根据参数关联的信息发送数据读取和设置命令，将数据包通过控制器模块以透明传输的方式，发送到FF接口卡模块；FF接口卡模块根据命令发送到相应的FF仪表中获取参数信息或设置参数信息。

如图2所示，工程师站通过周期性数据通讯方式获取FF功能块变量信息的数据交互过程为：FF仪表组态软件根据工程需求生成变量组态信息供工程师站组态使用，工程师站获取变量信息后，将变量进行内存映射分配，并将变量内存地址分配信息供FF仪表组态软件使用；FF仪表组态软件将变量内存地址分配信息发送给FF接口卡模块，FF接口卡模块根据变量信息及对应的变量地址信息、即变量内存地址分配信息，在系统运行过程中，周期性的从FF设备中获取变量信息，并将变量信息传输到控制器模块的指定地址的内存中，工程师站从控制器模块中获取变量值，从而实现周期性数据的读写功能，进一步实现DCS系统与FF总线模块的混合控制功能。

对于周期性数据的交互，FF仪表中数据与DCS系统中控制逻辑数据的交互，通过周期性数据进行交互。实现方案如下：用户要想实现数据交互，首先在FF仪表组态时的变量定义模块，选择要交互的数据；在DCS系统中，获取FF仪表组态中可交互的变量，并采用当前DCS系统中设备地址空间的分配方式，为FF仪表组态数据分配空间；FF仪表组态获取DCS系统中对交互数据的空间分配。系统运行过程中，FF接口卡模块周期性获取FF仪表中交互数据传输到DCS系统分配的地址空间，从而实现FF仪表数据与DCS系统中数据的周期性交互功能。

集成FF总线协议的DCS控制系统，在保证当前DCS系统和FF总线协议模块稳定运行的基础上，实现了DCS系统与FF总线模块的数据交互。从根本上改变当前核电DCS系统的集散式体系结构，形成了一种全新的分布式控制系统；实现了开放式的可互相连接的系统结构。