一种单环网型SCADA系统的多节点数据采集方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种单环网型SCADA系统的多节点数据采集方法，SCADA系统包括：至少一个中心节点和多个环路采集节点，任意相邻的两个环路采集节点之间建立网络直连形成环网；与任意的第一环路采集节点相邻的第二环路采集节点中设置有第一采集备任务，该方法包括：通过第一环路采集节点中设置的第一采集主任务采集第一环路采集节点的实时数据，并将实时数据传输给中心节点；当第一环路采集节点处于采集故障状态时，通过环网中相邻两个环路采集节点之间的通讯和第一采集备任务实现实时数据的采集。该实施例方案在不增加硬件成本的基础上，实现了系统内部数据通讯自冗余，解决了数据采集过程中出现的故障。

【技术实现步骤摘要】
一种单环网型SCADA系统的多节点数据采集方法
本专利技术实施例涉及数据处理技术，尤指一种单环网型SCADA系统的多节点数据采集方法。
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单环网型SCADA系统的多节点数据采集方法，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单环网型数据采集与监控SCADA系统的多节点数据采集方法，所述SCADA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，其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；与任意的第一环路采集节点相邻的第二环路采集节点中设置有第一采集备任务，所述第一采集备任务为所述第一环路采集节点的备用采集任务；所述方法可以包括：通过所述第一环路采集节点中设置的第一采集主任务采集所述第一环路采集节点的实时数据，并将所述实时数据传输给所述中心节点；当所述第一环路采集节点处于采集故障状态时，通过所述环网中相邻两个环路采集节点之间的通讯和所述第一采集备任务实现所述实时数据的采集。在一种示例性的实施例中，所述方法可以包括：当所述第一环路采集节点与所述中心节点之间的通讯出现故障时，通过所述环网中相邻两个环路采集节点之间的通讯实现所述实时数据的传输。在一种示例性的实施例中，所述当所述第一环路采集节点处于采集故障状态时，通过所述环网中相邻两个环路采集节点之间的通讯和所述第一采集备任务实现所述实时数据的采集可以包括：采用所述第一采集备任务，通过所述第一环路采集节点和所述第二环路采集节点之间的网络通讯，采集所述第一环路采集节点的实时数据。在一种示例性的实施例中，当所述第一环路采集节点与所述中心节点之间的通讯出现故障时，通过所述环网中相邻两个环路采集节点之间的通讯实现所述实时数据的传输可以包括：通过所述第一环路采集节点中的第一任务控制进程按照预设方向向所述环网中的一个或多个环路采集节点依次发送数据转发请求，直至接收到所述环网中任意的第三环路采集节点对所述数据转发请求的反馈信息；其中，当所述第三环路采集节点的节点状态为非通讯故障状态时发出所述反馈信息；根据所述反馈信息，将所述第一环路采集节点中采集的实时数据通过所述第一环路采集节点到所述第三环路采集节点之间的环网路径转发给所述第三环路采集节点，并通过所述第三环路采集节点将所述实时数据传输给所述中心节点。在一种示例性的实施例中，所述通过所述第一环路采集节点中的第一任务控制进程按照预设方向向所述环网中的多个环路采集节点依次发送数据转发请求，直至接收到所述环网中任意的第三环路采集节点对所述数据转发请求的反馈信息可以包括：通过所述第一任务控制进程向所述环网的上行方向发送第一数据转发请求，并向所述环网的下行方向发送第二数据转发请求；通过所述第一任务控制进程接收关于所述第一数据转发请求的第一反馈信息，以及关于所述第二数据转发请求的第二反馈信息；其中，所述第三环路采集节点包括所述上行方向上以所述述第一环路采集节点为起始点的第a个环路采集节点和所述下行方向上以所述述第一环路采集节点为起始点的第b个环路采集节点；a+b≤N+1，N为所述环网中环路采集节点的总数，a、b和N均为大于1的正整数；当所述第a个环路采集节点的状态为非通讯故障状态时发出所述第一反馈信息，当所述第b个环路采集节点的状态为非通讯故障状态时发出所述第二反馈信息。在一种示例性的实施例中，所述方法可以包括：在所述第一任务控制进程接收到所述第一反馈信息和所述第二反馈信息以后，根据所述第一反馈信息中包含的所述第a个环路采集节点的节点身份标识ID、所述第二反馈信息中包含的所述第b个环路采集节点节点的节点ID以及预设的采集节点路由表分别获取上行路径和下行路径；从所述上行路径和所述下行路径中获取最短路径作为转发路径，并通过所述最短路径将所述第一环路采集节点中采集的实时数据转发给所述第a个环路采集节点或所述第b个环路采集节点，并通过该节点将所述实时数据传输给所述中心节点。在一种示例性的实施例中，在任意相邻的两个环路采集节点之间建立网络直连，以使所述多个环路采集节点形成环网后，所述方法可以包括：在每个环路采集节点上配置采集节点路由表和/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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单环网型数据采集与监控SCADA系统的多节点数据采集方法，其特征在于，所述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，其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；与任意的第一环路采集节点相邻的第二环路采集节点中设置有第一采集备任务，所述第一采集备任务为所述第一环路采集节点的备用采集任务；所述方法包括：通过所述第一环路采集节点中设置的第一采集主任务采集所述第一环路采集节点的实时数据，并将所述实时数据传输给所述中心节点；当所述第一环路采集节点处于采集故障状态时，通过所述环网中相邻两个环路采集节点之间的通讯和所述第一采集备任务实现所述实时数据的采集。

【技术特征摘要】
1.一种单环网型数据采集与监控SCADA系统的多节点数据采集方法，其特征在于，所述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，其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；与任意的第一环路采集节点相邻的第二环路采集节点中设置有第一采集备任务，所述第一采集备任务为所述第一环路采集节点的备用采集任务；所述方法包括：通过所述第一环路采集节点中设置的第一采集主任务采集所述第一环路采集节点的实时数据，并将所述实时数据传输给所述中心节点；当所述第一环路采集节点处于采集故障状态时，通过所述环网中相邻两个环路采集节点之间的通讯和所述第一采集备任务实现所述实时数据的采集。2.根据权利要求1所述的单环网型SCADA系统的多节点数据采集方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述第一环路采集节点与所述中心节点之间的通讯出现故障时，通过所述环网中相邻两个环路采集节点之间的通讯实现所述实时数据的传输。3.根据权利要求1所述的单环网型SCADA系统的多节点数据采集方法，其特征在于，所述当所述第一环路采集节点处于采集故障状态时，通过所述环网中相邻两个环路采集节点之间的通讯和所述第一采集备任务实现所述实时数据的采集包括：采用所述第一采集备任务，通过所述第一环路采集节点和所述第二环路采集节点之间的网络通讯，采集所述第一环路采集节点的实时数据。4.根据权利要求2所述的单环网型SCADA系统的多节点数据采集方法，其特征在于，当所述第一环路采集节点与所述中心节点之间的通讯出现故障时，通过所述环网中相邻两个环路采集节点之间的通讯实现所述实时数据的传输包括：通过所述第一环路采集节点中的第一任务控制进程按照预设方向向所述环网中的一个或多个环路采集节点依次发送数据转发请求，直至接收到所述环网中任意的第三环路采集节点对所述数据转发请求的反馈信息；其中，当所述第三环路采集节点的节点状态为非通讯故障状态时发出所述反馈信息；根据所述反馈信息，将所述第一环路采集节点中采集的实时数据通过所述第一环路采集节点到所述第三环路采集节点之间的环网路径转发给所述第三环路采集节点，并通过所述第三环路采集节点将所述实时数据传输给所述中心节点。5.根据权利要求4所述的单环网型SCADA系统的多节点数据采集方法，其特征在于，所述通过所述第一环路采集节点中的第一任务控制进程按照预设方向向所述环网中的多个环路采集节点依次发送数据转发请求，直至接收到所述环网中任意的第三环路采集节点对所述数据转发请求的反馈信息包括：通过所述第一任务控制进程向所述环网的上行方向发送第一数据转发请求，并向所述环网的下行方向发送第二数据转发请求；通过所述第一任务控制进程接收关于所述第一数据转发请求的第一反馈信息，以及关于所述第二数据转发请求的第二反馈信息；其中，所述第三环路采集节点包括所述上行方向上以所述述第一环路采集节点为起始点的第a个环路采集节点和所述下行方向上以所述述第一环路采集节点为起始点的第b个环路采集节点；a+b≤N+...

【专利技术属性】
技术研发人员：杭小林，王振华，姜闿笈，李振兴，
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