一种核电厂控制系统信号流图在线生成和服务平台技术方案

本发明专利技术属于核电厂DCS控制技术领域，具体涉及一种核电厂控制系统信号流图在线生成和服务平台。通过该平台实现控制系统信号可视化流图自动化在线生成和查询，具体包括：数据分析与处理主机、图形化服务器、查询客户端、以太网络和VPN网络。福清核电厂在投用该系统后，发现和识别了组态功能图纸中丢失链接关系的情况，防范了风险分析过程中的不足，避免了重大人因失误问题的发生。

A signal flow graph online generation and service platform for nuclear power plant control system

The invention belongs to the field of DCS control technology in nuclear power plant, and specifically relates to a signal flow graph online generation and service platform of a nuclear power plant control system. Through this platform, the visual flow graph of control system is automatically generated and query online, including data analysis and processing host, graphical server, query client, Ethernet and VPN network. After the system was put into use in Fuqing nuclear power plant, the missing link relation in the configuration function drawings was discovered and identified, which prevented the shortage of risk analysis process and avoided the occurrence of major human error problems.

【技术实现步骤摘要】
一种核电厂控制系统信号流图在线生成和服务平台
本专利技术属于核电厂DCS控制
，具体涉及一种核电厂控制系统信号流图在线生成和服务平台。
技术介绍
目前核电厂普遍使用集散控制系统DCS实现核电厂的控制，因为DCS系统承担了全厂绝大部分的控制功能，整个DCS系统的组态数据十分庞大，内部逻辑关系复杂，进行风险分析时需要查阅大量的图纸资料，图纸之间的引用关系查找是一大难点。DCS组态数据中存在复杂的引用关系，因为组态软件自身的局限性，软件之间的链接关系查看也存在较大的局限性，主要局限为：只能对上游信号点进行溯源，无法方便快捷的对下游信号进线溯源；溯源过程中只能选择单一信号点，当上下游有多个引用点时，只能逐一查看，无法查看总貌图，存在遗漏分析的风险。特别的对于端接数据，电厂用于描述端接信息的文件为表格形式，而实际电缆组成控制系统过程中，存在网络化的多点连接，表格形式的端接信息对于核电厂运行以后的故障查找工作和分析工作非常低效和不便。鉴于此，需要开发一套核电厂控制系统信号流图在线生成和服务平台，以可视化、自动化的方式引导工作人员快速定位设备的控制功能以及设备在控制逻辑中的位置。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种核电厂控制系统信号流图在线生成和服务平台，以克服当前DCS组态软件、DCS工程师站软件在展现DCS组态数据逻辑关系的不便利现状，克服解决查找功能图纸、机柜端接关系表等众多文件导致效率低下的缺点，实现快速分析和查询控制系统的信号流图。为了实现这一目的，本专利技术采取的技术方案是：一种核电厂控制系统信号流图在线生成和服务平台，通过该平台实现控制系统信号可视化流图自动化在线生成和查询，具体包括：数据分析与处理主机、图形化服务器、查询客户端、以太网络和VPN网络；(1)数据分析与处理主机数据分析与处理主机负责采集控制系统的基础数据，创建数据分析与处理主机功能，包括端接数据库模块、组态数据库模块、DCS功能图数据库模块；(1.1)端接数据库模块：端接数据库模块收集端接文件数据，包括全厂的电缆清单和电缆端接信息数据，对获取的数据信息进行存储，并支持导入、导出和修改操作；端接文件包含控制系统内部电缆清单和控制系统外部接线清单，端接文件的属性为以下四方面的电缆规格信息：电缆编号、信号名称、端接起始地址、芯线数；(1.2)组态数据库模块：组态数据库模块取自于电厂的组态数据，存储控制系统的控制组态文本数据，控制组态文本数据包含全厂逻辑组态数据和画面组态数据，是全程控制功能的具体载体；组态数据库模块对获取的数据信息进行存储，并支持导入、导出和修改操作；组态数据使用独立的关键字为模块名称，对于涉及就地信号输入输出的模块，设置端接地址关键字；组态数据除了按照模块名称-类型-地址建立数据库外，还处理组态数据中包含的模块间的链接关系，形成链接关系数据库；(1.3)DCS功能图数据库模块：DCS功能图数据库模块取自于生效的DCS功能图数据，DCS功能图是全厂控制功能实现的图形化描绘方式，DCS功能图数据库模块功能图数据包括图纸本身以及图纸中各个模块的名称和位置信息，两者统一存储于DCS功能图数据库；DCS功能图数据库模块从DCS功能图中提取关键信息并用于生成功能图数据库；(1.4)数据分析与处理主机采集和生成以上(1.1)～(1.3)中的三种数据库，并提供数据库数据更新导入的功能、数据库至图形化服务器的接口功能；(2)图形化服务器图形化服务器实现信号流图的绘图功能，实现组态数据信号流图和电缆路径信号流图的绘制，组态和电缆能对接的进行特别提示并提供转化接口；包括信息采集端口、查询处理端口、组态数据信号流图功能模块、电缆路径信号流图功能模块、静态图库模块、信息绑定模块、信息分类标志模块；(2.1)信息采集端口对接数据分析与处理主机，获取信号流图所需的基础节点数据信息内容；(2.2)查询处理端口响应查询客户端的请求指令，查询入口包括电缆编号、信号名称、地址信息；(2.3)组态数据信号流图功能模块依数据查询与处理主机中采集生成的组态模块间链接关系进行信号流图绘制，信号流图的绘制过程中逐级展开和显示信号流图中的组态模块名称；(2.4)电缆路径信号流图功能模块依数据查询与处理主机中采集端接数据库进行信号流图绘制，信号流图的绘制过程中逐级展开和显示信号流图中的路径设备名称；(2.5)静态图库模块用于信号流图绘制过程中的过程展现，对于组态数据信号流图，静态图库依据包括输入模块、输出模块、计算模块、调节模块的不同模块类型建立不同的图库，提示当前模块的数据类型；不同信号流图在进行绘图的过程中，依据节点的模块类型、设备类型选择使用不同的图标，最终形成层次清晰的信号流图；(2.6)信息绑定模块用于辅助信号流图进行补充信息的展现，对于组态数据信号流图，绑定信号流图中涉及的功能图图纸页以及链接、相关的报警类型以及级别信息，每一个组态数据模块的主要补充信息；对于电缆路径信号流图，绑定信号流图中每一个设备的图纸页以及链接、涉及的标准接线图类型以及链接；(2.7)信息的分类标志模块用于实现两种信号流图之间的对接关系，对组态数据中涉及电缆接线的组态模块在组态数据信号流图中进行标注，并提供向电缆路径信号流图跳转的链接；电缆路径信号流图的末端直接指向DCS输入输出模块通道的，直接电缆路径信号流图中进行标注，并提供向组态数据信号流图跳转的链接；(3)查询客户端查询客户端为用户接入和使用信号流图在线生成和服务平台的入口，是包括计算机客户端，便携式巡检仪客户端和移动电话客户端三种主要形式；查询客户端通过电厂信息网络与图形化服务器建立连接；(4)以太网络和VPN网络与图形化服务器相连接，实现信号流图的发布功能，实现用户请求的相应。进一步的，如上所述的一种核电厂控制系统信号流图在线生成和服务平台，(1.1)端接数据库模块中，端接数据库的建立，首先针对各种不同的端接文件类型，根据字段属性，按照电缆编号、信号名称、端接起始地址、芯线数四方面的电缆规格信息合并，对其他字段取用合集，建立数据库。进一步的，如上所述的一种核电厂控制系统信号流图在线生成和服务平台，(1.2)组态数据库模块中，组态数据库的建立，按照功能模块类型进行组织，按照模块类型，每一种模块类型都设置相对应的参数表。进一步的，如上所述的一种核电厂控制系统信号流图在线生成和服务平台，(2)图形化服务器中，对于电缆路径信号流图，静态图库依据包括以下不同类型的设备建立不同的图库：终端设备控制柜、开关柜、隔离柜、仪表、执行机构、盘台。进一步的，如上所述的一种核电厂控制系统信号流图在线生成和服务平台，(3)查询客户端中，查询客户端具体是以下各种形式的移动查询终端之一：电厂办公网络的计算机设备、巡检仪、PDA、智能手机。进一步的，如上所述的一种核电厂控制系统信号流图在线生成和服务平台，(3)查询客户端中，计算机查询客户端为基础的查询客户端，使用电厂信息网络与图形化服务器建立连接，通过web网页的形式发送查询请求和获取路径服务。进一步的，如上所述的一种核电厂控制系统信号流图在线生成和服务平台，(3)查询客户端中，电厂巡检仪、PDA设备使用电厂无线信息网络接入图像化服务器，巡检仪和PDA设备使用客户端方式发送查询请求和获取路径本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核电厂控制系统信号流图在线生成和服务平台，通过该平台实现控制系统信号可视化流图自动化在线生成和查询，其特征在于：具体包括：数据分析与处理主机、图形化服务器、查询客户端、以太网络和VPN网络；(1)数据分析与处理主机数据分析与处理主机负责采集控制系统的基础数据，创建数据分析与处理主机功能，包括端接数据库模块、组态数据库模块、DCS功能图数据库模块；(1.1)端接数据库模块：端接数据库模块收集端接文件数据，包括全厂的电缆清单和电缆端接信息数据，对获取的数据信息进行存储，并支持导入、导出和修改操作；端接文件包含控制系统内部电缆清单和控制系统外部接线清单，端接文件的属性为以下四方面的电缆规格信息：电缆编号、信号名称、端接起始地址、芯线数；(1.2)组态数据库模块：组态数据库模块取自于电厂的组态数据，存储控制系统的控制组态文本数据，控制组态文本数据包含全厂逻辑组态数据和画面组态数据，是全程控制功能的具体载体；组态数据库模块对获取的数据信息进行存储，并支持导入、导出和修改操作；组态数据使用独立的关键字为模块名称，对于涉及就地信号输入输出的模块，设置端接地址关键字；组态数据除了按照模块名称‑类型‑地址建立数据库外，还处理组态数据中包含的模块间的链接关系，形成链接关系数据库；(1.3)DCS功能图数据库模块：DCS功能图数据库模块取自于生效的DCS功能图数据，DCS功能图是全厂控制功能实现的图形化描绘方式，DCS功能图数据库模块功能图数据包括图纸本身以及图纸中各个模块的名称和位置信息，两者统一存储于DCS功能图数据库；DCS功能图数据库模块从DCS功能图中提取关键信息并用于生成功能图数据库；(1.4)数据分析与处理主机采集和生成以上(1.1)～(1.3)中的三种数据库，并提供数据库数据更新导入的功能、数据库至图形化服务器的接口功能；(2)图形化服务器图形化服务器实现信号流图的绘图功能，实现组态数据信号流图和电缆路径信号流图的绘制，组态和电缆能对接的进行特别提示并提供转化接口；包括信息采集端口、查询处理端口、组态数据信号流图功能模块、电缆路径信号流图功能模块、静态图库模块、信息绑定模块、信息分类标志模块；(2.1)信息采集端口对接数据分析与处理主机，获取信号流图所需的基础节点数据信息内容；(2.2)查询处理端口响应查询客户端的请求指令，查询入口包括电缆编号、信号名称、地址信息；(2.3)组态数据信号流图功能模块依数据查询与处理主机中采集生成的组态模块间链接关系进行信号流图绘制，信号流图的绘制过程中逐级展开和显示信号流图中的组态模块名称；(2.4)电缆路径信号流图功能模块依数据查询与处理主机中采集端接数据库进行信号流图绘制，信号流图的绘制过程中逐级展开和显示信号流图中的路径设备名称；(2.5)静态图库模块用于信号流图绘制过程中的过程展现，对于组态数据信号流图，静态图库依据包括输入模块、输出模块、计算模块、调节模块的不同模块类型建立不同的图库，提示当前模块的数据类型；不同信号流图在进行绘图的过程中，依据节点的模块类型、设备类型选择使用不同的图标，最终形成层次清晰的信号流图；(2.6)信息绑定模块用于辅助信号流图进行补充信息的展现，对于组态数据信号流图，绑定信号流图中涉及的功能图图纸页以及链接、相关的报警类型以及级别信息，每一个组态数据模块的主要补充信息；对于电缆路径信号流图，绑定信号流图中每一个设备的图纸页以及链接、涉及的标准接线图类型以及链接；(2.7)信息的分类标志模块用于实现两种信号流图之间的对接关系，对组态数据中涉及电缆接线的组态模块在组态数据信号流图中进行标注，并提供向电缆路径信号流图跳转的链接；电缆路径信号流图的末端直接指向DCS输入输出模块通道的，直接电缆路径信号流图中进行标注，并提供向组态数据信号流图跳转的链接；(3)查询客户端查询客户端为用户接入和使用信号流图在线生成和服务平台的入口，是包括计算机客户端，便携式巡检仪客户端和移动电话客户端三种主要形式；查询客户端通过电厂信息网络与图形化服务器建立连接；(4)以太网络和VPN网络与图形化服务器相连接，实现信号流图的发布功能，实现用户请求的相应。...

【技术特征摘要】
1.一种核电厂控制系统信号流图在线生成和服务平台，通过该平台实现控制系统信号可视化流图自动化在线生成和查询，其特征在于：具体包括：数据分析与处理主机、图形化服务器、查询客户端、以太网络和VPN网络；(1)数据分析与处理主机数据分析与处理主机负责采集控制系统的基础数据，创建数据分析与处理主机功能，包括端接数据库模块、组态数据库模块、DCS功能图数据库模块；(1.1)端接数据库模块：端接数据库模块收集端接文件数据，包括全厂的电缆清单和电缆端接信息数据，对获取的数据信息进行存储，并支持导入、导出和修改操作；端接文件包含控制系统内部电缆清单和控制系统外部接线清单，端接文件的属性为以下四方面的电缆规格信息：电缆编号、信号名称、端接起始地址、芯线数；(1.2)组态数据库模块：组态数据库模块取自于电厂的组态数据，存储控制系统的控制组态文本数据，控制组态文本数据包含全厂逻辑组态数据和画面组态数据，是全程控制功能的具体载体；组态数据库模块对获取的数据信息进行存储，并支持导入、导出和修改操作；组态数据使用独立的关键字为模块名称，对于涉及就地信号输入输出的模块，设置端接地址关键字；组态数据除了按照模块名称-类型-地址建立数据库外，还处理组态数据中包含的模块间的链接关系，形成链接关系数据库；(1.3)DCS功能图数据库模块：DCS功能图数据库模块取自于生效的DCS功能图数据，DCS功能图是全厂控制功能实现的图形化描绘方式，DCS功能图数据库模块功能图数据包括图纸本身以及图纸中各个模块的名称和位置信息，两者统一存储于DCS功能图数据库；DCS功能图数据库模块从DCS功能图中提取关键信息并用于生成功能图数据库；(1.4)数据分析与处理主机采集和生成以上(1.1)～(1.3)中的三种数据库，并提供数据库数据更新导入的功能、数据库至图形化服务器的接口功能；(2)图形化服务器图形化服务器实现信号流图的绘图功能，实现组态数据信号流图和电缆路径信号流图的绘制，组态和电缆能对接的进行特别提示并提供转化接口；包括信息采集端口、查询处理端口、组态数据信号流图功能模块、电缆路径信号流图功能模块、静态图库模块、信息绑定模块、信息分类标志模块；(2.1)信息采集端口对接数据分析与处理主机，获取信号流图所需的基础节点数据信息内容；(2.2)查询处理端口响应查询客户端的请求指令，查询入口包括电缆编号、信号名称、地址信息；(2.3)组态数据信号流图功能模块依数据查询与处理主机中采集生成的组态模块间链接关系进行信号流图绘制，信号流图的绘制过程中逐级展开和显示信号流图中的组态模块名称；(2.4)电缆路径信号流图功能模块依数据查询与处理主机中采集端接数据库进行信号流图绘制，信号流图的绘制过程中逐级展开和显示信号流图中的路径设备名称；(2.5)静态图库模块用于信号流图绘制过程中的过程展现，对于组态数据信号流图，静态图库依据包括输入模块、输出模块、计算模块、调节模块的不同模块类型建立不同的图库，提示当前模块的数据类型；不同信号流图在进行绘图的过程中，依据节点的模块类型、设备类型选择使用不同的图标，最终形成层次清晰的信号流图；(2.6)信息绑定模块用于辅助信号流图进行补充信息的展现，对于组态数据信号流图，绑定信号流图中涉及的功能图图纸页以及链接、相关的报警类型以及级别信息，每一个组态数据模块的主要补充信息；对于电缆路径信号流图，绑定信号流图中每一个设备的图纸页以及链接、涉及的标准接线图类型以及链接；(2.7)信息的分类标志模块用于实现两种信号流图之间的对接关系，对组态数据中涉及电缆接线的组态模块在组态数据信号流图中...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤兵，卢俊，万舒，王月，林信桐，杨汝贞，张磊，李沛，刘仁朋，朱宁，王丹，何林，
申请(专利权)人：福建福清核电有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35