一种环网型SCADA系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种环网型SCADA系统，该系统包括：中心节点和分别与其建立通讯的多个环路采集节点；任意相邻的两个环路采集节点之间建立网络直连使多个环路采集节点形成环网；任意的第一环路采集节点中包括：至少一个第一采集任务模块、至少一个第二采集任务模块和至少一个第三采集任务模块；第一采集任务模块执行第一环路采集节点的数据采集任务；第二采集任务模块执行与第一环路采集节点相邻的第二数据采集节点的数据采集任务；第三采集任务模块执行与第一环路采集节点相邻的第三数据采集节点的数据采集任务。通过该实施例方案，在不增加硬件成本基础上实现了系统内部数据通讯自冗余，解决了数据采集过程中的故障。

【技术实现步骤摘要】
一种环网型SCADA系统
本专利技术实施例涉及数据处理技术，尤指一种环网型SCADA系统。
技术介绍
SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。SCADA系统是以计算机为基础的DCS(分布式控制系统)与电力自动化监控系统。工业自动化控制领域，常见使用SCADA采集数据和监控现场运行设备，现场安装有各类仪表和通讯设备，SCADA系统通过通讯协议采集获取数据，对于数据采集任务规模较大的SCADA系统，通常需要将采集范围按照区域划分成多个采集节点，并在每个节点部署IOSERVER(输入输出服务)来完成数据采集任务，IOSERVER采集过程需要与SCADA实时库建立通讯，及时将采集到的变化数据反馈给实时库。SCADA采集系统运行环境：SCADA服务器运行SCADA实时库软件、配置数据库，采集节点服务器运行IOSERVER数据采集软件。IOSERVER软件系统按照配置数据库要求从现场设备采集实时数据，反馈给SCADA实时库。SCADA多节点数据采集系统实现方式：1、按区域部署多个采集节点IOSERVER软件，每个节点IOSERVER配置所需采集的通讯链路和数据项；2、采集节点IOSERVER与SCADA中心节点实时库建立冗余数据通路，将实时数据反馈给SCADA数据中心实时库；3、将需要冗余的节点IOSERVER进行部署备用采集系统，主备IOSERVER实现自动冗余备份。常规SCADA多节点数据采集系统图如图1所示，包括数据通讯主备网、采集冗余系统。现有SCADA多节点数据采集系统的缺点包括：(1)某个采集节点与SCADA中心节点通讯故障，主备网均出现故障则该采集节点无法传输数据到SCADA实时库；(2)某个采集节点IOSERVER服务器故障，如果未配置冗余系统，则该节点数据将丢失故障期间的实时数据；(3)每个采集节点IOSERVER服务器进行冗余备份，导致部署成本提高，增加系统维护和升级的工作复杂度。常见解决方法：传统解决SCADA采集系统故障的方法通过增加网路通讯冗余线路、增加冗余服务器，当故障发生时进行切换，防止数据问题造成的危害：(1)为了防止通讯故障，每个节点访问SCADA服务器的网络链路需要冗余；(2)为了防止采集故障，每个IOSERVER节点服务器需要冗余；(3)先采用成本低的通讯冗余，出现服务器故障时，通过设置服务器运行异常报警点，及时排除故障。当前技术存在的问题：(1)实施和维护工作量大；(2)通讯部署和实施成本提高；(3)服务器部署和实施成本提高。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种环网型SCADA系统，能够不增加硬件成本，实现系统内部数据通讯自冗余，解决数据采集过程中出现的故障。为了达到本专利技术实施例目的，本专利技术实施例提供了一种环网型数据采集与监控SCADA系统，所述系统可以包括：至少一个中心节点和分别与所述中心节点建立通讯的多个环路采集节点；所述多个环路采集节点中任意相邻的两个环路采集节点之间建立网络直连，使所述多个环路采集节点形成环网；所述多个环路采集节点中任意的第一环路采集节点中包括：至少一个第一采集任务模块、至少一个第二采集任务模块和至少一个第三采集任务模块；其中，所述第一采集任务模块，用于执行所述第一环路采集节点的数据采集任务；所述第二采集任务模块，用于执行与所述第一环路采集节点相邻的第二数据采集节点的数据采集任务，作为所述第二数据采集节点的备用数据采集任务；所述第三采集任务模块，用于执行与所述第一环路采集节点相邻的第三数据采集节点的数据采集任务，作为所述第三数据采集节点的备用数据采集任务。在一种示例性的实施例中，所述第一环路采集节点中还包括：环路通讯模块；所述环路通讯模块，用于环路采集节点之间的数据通讯，从而实现采集的实时数据的转发和所述数据采集任务的控制。在一种示例性的实施例中，所述中心节点包括：实时库以及与所述实时库相连的数据接收模块；所述数据接收模块，用于接收从环路采集节点采集到的实时数据，并发送给所述实时库；所述实时库，用于存储所述实时数据。在一种示例性的实施例中，所述环路通讯模块包括：数据转发模块；所述数据转发模块分别与所述第一采集任务模块、所述第二采集任务模块和所述第三采集任务模块相连；所述数据转发模块与所述数据接收模块相连；所述数据转发模块，用于接收所述第一采集任务模块、所述第二采集任务模块和/或所述第三采集任务模块采集的实时数据，并将所述实时数据转发给所述数据接收模块。在一种示例性的实施例中，所述中心节点还包括：配置库和与所述配置库相连的配置获取模块；所述配置获取模块，用于提供数据采集任务所需的通讯协议配置表和采集节点配置表；所述配置库，用于存放所述通讯协议配置表和所述采集节点配置表。在一种示例性的实施例中，所述第一采集任务模块和所述第二采集任务模块分别与所述配置获取模块相连；所述第一采集任务模块、所述第二采集任务模块和所述第三采集任务模块还用于：在启动后向所述配置获取模块验证身份，并向所述配置获取模块获取所述通讯协议配置表和所述采集节点配置表。在一种示例性的实施例中，所述通讯协议配置表，用于提供SCADA系统的访问通讯设备的通讯协议配置信息；所述采集节点配置表，用于提供SCADA系统需要获取的关于环路采集节点的节点数据配置信息。在一种示例性的实施例中，所述通讯协议配置信息包括：采集节点ID、通讯协议ID、通讯协议类型以及一个或多个通讯协议参数；所述节点数据配置信息包括：所述采集节点ID、数据项名称以及一个或多个采集参数。在一种示例性的实施例中，所述环路通讯模块还包括：任务控制模块；所述任务控制模块分别与所述第一采集任务模块、所述第二采集任务模块、所述第三采集任务模块和所述数据转发模块相连；所述任务控制模块，用于控制所述第一采集任务模块、所述第二采集任务模块和/或所述第三采集任务模块执行数据采集任务，并控制所述数据转发模块执行数据转发任务。在一种示例性的实施例中，所述任务控制模块中配置有：采集节点路由表和/或采集节点状态表；所述采集节点路由表，用于设定关于所述环网的上行方向和下行方向，并确定所述环网上的每一个环路采集节点的上行节点和下行节点；所述上行节点是指每一个环路采集节点沿所述上行方向上的下一个环路采集节点；所述下行节点是指每一个环路采集节点沿所述下行方向上的下一个环路采集节点；所述采集节点状态表，用于实时记录并更新当前环路采集节点以及所述环网上与所述当前环路采集节点相邻的两个环路采集节点的节点状态；所述节点状态包括非采集故障状态、所述采集故障状态、非通讯故障状态和通讯故障状态。本专利技术实施例的SCADA系统包括：至少一个中心节点和分别与所述中心节点建立通讯的多个环路采集节点；所述多个环路采集节点中任意相邻的两个环路采集节点之间建立网络直连，使所述多个环路采集节点形成环网；所述多个环路采集节点中任意的第一环路采集节点中包括：至少一个第一采集任务模块、至少一个第二采集任务模块和至少一个第三采集任务模块；其中，所述第一采集任务模块，用于执行所述第一环路采集节点的数据采集任务；所述第二采集任务模块，用于执行与所述第一环路采集节点相邻的第二数据采集节点的数据采集任务，作为所述第二数据采集节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环网型数据采集与监控SCADA系统，其特征在于，所述系统包括：至少一个中心节点和分别与所述中心节点建立通讯的多个环路采集节点；所述多个环路采集节点中任意相邻的两个环路采集节点之间建立网络直连，使所述多个环路采集节点形成环网；所述多个环路采集节点中任意的第一环路采集节点中包括：至少一个第一采集任务模块、至少一个第二采集任务模块和至少一个第三采集任务模块；其中，所述第一采集任务模块，用于执行所述第一环路采集节点的数据采集任务；所述第二采集任务模块，用于执行与所述第一环路采集节点相邻的第二数据采集节点的数据采集任务，作为所述第二数据采集节点的备用数据采集任务；所述第三采集任务模块，用于执行与所述第一环路采集节点相邻的第三数据采集节点的数据采集任务，作为所述第三数据采集节点的备用数据采集任务。

【技术特征摘要】
1.一种环网型数据采集与监控SCADA系统，其特征在于，所述系统包括：至少一个中心节点和分别与所述中心节点建立通讯的多个环路采集节点；所述多个环路采集节点中任意相邻的两个环路采集节点之间建立网络直连，使所述多个环路采集节点形成环网；所述多个环路采集节点中任意的第一环路采集节点中包括：至少一个第一采集任务模块、至少一个第二采集任务模块和至少一个第三采集任务模块；其中，所述第一采集任务模块，用于执行所述第一环路采集节点的数据采集任务；所述第二采集任务模块，用于执行与所述第一环路采集节点相邻的第二数据采集节点的数据采集任务，作为所述第二数据采集节点的备用数据采集任务；所述第三采集任务模块，用于执行与所述第一环路采集节点相邻的第三数据采集节点的数据采集任务，作为所述第三数据采集节点的备用数据采集任务。2.根据权利要求1所述的环网型SCADA系统，其特征在于，所述第一环路采集节点中还包括：环路通讯模块；所述环路通讯模块，用于环路采集节点之间的数据通讯，从而实现采集的实时数据的转发和所述数据采集任务的控制。3.根据权利要求2所述的环网型SCADA系统，其特征在于，所述中心节点包括：实时库以及与所述实时库相连的数据接收模块；所述数据接收模块，用于接收从环路采集节点采集到的实时数据，并发送给所述实时库；所述实时库，用于存储所述实时数据。4.根据权利要求3所述的环网型SCADA系统，其特征在于，所述环路通讯模块包括：数据转发模块；所述数据转发模块分别与所述第一采集任务模块、所述第二采集任务模块和所述第三采集任务模块相连；所述数据转发模块与所述数据接收模块相连；所述数据转发模块，用于接收所述第一采集任务模块、所述第二采集任务模块和/或所述第三采集任务模块采集的实时数据，并将所述实时数据转发给所述数据接收模块。5.根据权利要求4所述的环网型SCADA系统，其特征在于，所述中心节点还包括：配置库和与所述配置库相连的配置获取模块；所述配置获取模块，用于提供数据采集任务所需的通讯协议配置表和采集节点配置表；所述配置库，用于存放所述通...

【专利技术属性】
技术研发人员：杭小林，王振华，王泽军，赵志渊，李立涛，
申请(专利权)人：新智能源系统控制有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11