【技术实现步骤摘要】
一种冗余数据采集系统及其运行使用方法
本专利技术涉及工业互联网领域的工业现场数据采集领域，具体涉及一种冗余数据采集系统及其运行使用方法。
技术介绍
工业互联网支持智能电网、智慧水务、智慧城市、智能交通、智能家居等领域的信息采集，支持高可靠性、高实时性、高可用性和高安全性的大区域协同控制。为了实现此目标，需要构造的数据采集系统的可靠性和可用性不低于工业生产控制系统，例如：如果要求配电系统可靠性达到99.999％的要求，则采集系统的通信子系统就应提供不低于此指标的可用性，然而对于目前的蜂窝无线通信的通信终端设备所提供数据传输可用性通常不能满足。因此，业界通常采用冗余配置的数据采集系统或子系统。现有的冗余数据采集系统是采用相同的物理设备构成相同采集功能的备份系统，此种方法优点是设计和工程施工简单，然而存在投资成本高、功能重复、增加了社保运维负担等缺点。为此，本专利技术提供一种冗余数据采集系统及其运行使用方法，实现功能扩展方便、冗余控制准确实时、建设运行成本合理。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中存在的成本高、功能重复、设备运维负担重、可靠性差的技术问题...
【技术保护点】
1.一种冗余数据采集系统，包括物理设备，物理设备包括位于现场侧的计量终端、采集终端以及通信终端，位于主站侧的通信路由器以及采集关口，其特征在于：所述冗余数据采集系统包括相互冗余的数据采集功能平面，相互冗余的数据采集功能平面之间是逐级进行备份。
【技术特征摘要】
1.一种冗余数据采集系统，包括物理设备，物理设备包括位于现场侧的计量终端、采集终端以及通信终端，位于主站侧的通信路由器以及采集关口，其特征在于：所述冗余数据采集系统包括相互冗余的数据采集功能平面，相互冗余的数据采集功能平面之间是逐级进行备份。2.根据权利要求1所述的冗余数据采集系统，其特征在于：所述数据采集功能平面还包括功能组件以及协议栈；所述功能组件包括计量及量化功能组件、数据采集功能组件及通信传输功能组件；所述协议栈包括计量协议，采集协议及通信传输协议；所述冗余数据采集系统中至少包含一个具备完整数据采集功能的数据采集功能平面以及至少包含一个与具备完整数据采集功能的数据采集功能平面相互异构的冗余的数据采集功能平面；所述相互异构的冗余的数据采集功能平面中采用了至少一种异构的物理设备，或异构的功能组件，或异构的协议栈；所述相互异构的冗余的数据采集功能平面之间建立有解析冗余关系，冗余采集功能平面之间具备了数据值和数据时标的相互监督和重构的功能。3.根据权利要求2所述的冗余数据采集系统，其特征在于：所述冗余的数据采集功能平面的现场数据采集设备是计量终端或采集终端，功能组件是计量及量化功能组件或数据采集功能组件；相互冗余的数据采集功能平面之间的计量终端或计量及量化功能组件设置有现场通信总线，通过现场通信总线相互校验数据，建立跨不同数据采集功能平面的计量数据相关性分析能力，计量数据相关性分析能力包括相互监督，动态解析重构计量数值以及动态解析重构计量时标；相互冗余的数据采集功能平面之间的采集终端或数据采集功能组件设置有现场通信总线通过现场通信总线相互校验数据发现并记录采集终端或数据采集功能组件错误，监督采集数值和采集时标，动态解析重构采集数据与采集时标，以及控制主备采集终端之间的切换或主备数据采集功能组件之间的切换；相互冗余的数据采集功能平面之间的采集终端与计量终端之间设置有现场通信总线；或数据采集功能组件与计量及量化功能组件之间设置有现场通信总线；通过现场通信总线建立跨不同数据采集功能平面的计量数据相关性分析能力，计量数据相关性分析能力包括相互监督，动态解析重构计量数值以及动态解析重构计量时标，控制主用与备用计量终端之间的切换或主用与备用计量及量化功能组件之间的切换。4.根据权利要求3所述的冗余数据采集系统，其特征在于：冗余的物理设备之间或冗余的功能组件之间采用解析冗余获得数据之间的解析相关性；冗余的同构物理设备之间或冗余的同构的功能组件之间采用有限长度数值序列对比方法相互校验数据；冗余的异构的物理设备之间或冗余的异构的功能组件之间采用解析冗余的拟合曲线对比方法相互校验数据。5.根据权利要求2所述的冗余数据采集系统，其特征在于：所述相互冗余的数据采集功能平面冗余的是通信终端或通信传输功能组件，实现数据采集现场与数据采集主站之间的通信连接；冗余配置通信终端之间连接有现场通信总线，通信终端之间或通信传输功能组件之间相互监测，对比相互冗余通信传输通道的服务质量和可用度，实现主备通信传输通道切换。6.根据权利要求3-5任一所述的冗余数据采集系统，其特征在于：现场侧的物理设备之间或功能组件之间通过现场通信总线相互对比时间值和时钟值来实现时钟系统的控制与管理；物理设备之间或功能组件之间的构成时钟同步关系树，位于时钟同步关系树下级的物理设备或功能组件同步于上级的物理设备或功能组件，位于时钟同步关系树同层级的物理设备或功能组件之间互同步，位于同一现场通信总线且没有时钟关系数继承关系的物理设备或功能组件之间互同步。7.一种冗余数据采集系统的运行使用方法，其特征在于：冗余数据采集系统的使用方法基于权利要求1-6任一所述的冗余数据采集系统，方法包括：步骤一，物理设备或功能组件自检和自评估，当自检结果和自评估结果不满足可靠性和可用度指标，则触发冗余物理设备或功能组件的主用倒换成备用或主用与备用之间负荷分担，倒换或负荷分担的过程采用主用与备用之间的互控逻辑实现或由上级设备的统一控制逻辑实现；步骤二，物理设备和功能组件实时监测和评估相互冗余中对端的冗余物理设备或功能组件，当判断冗余物理设备或功能组件不满足可靠性和可用度指标，则触发冗余物理设备或功能组件的备用倒换为主用或主用备用负荷分担，倒换或负荷分担的过程采用主用与备用之间互控逻辑实现或由上级设备的统一控制逻辑实现；步骤三，上级的物理设备或功能组件直接获取下级的物理设备或功能组件的状态信息，或是上级的物理设备或功能组件根据本级的物理设备或功能组件工作状态推断出下级的物理设备或功能组件的工作状态，上级的物理设备或功能组件直接控制下级的物理设备或功能组件的主备冗余倒换或负荷分担；步骤四，根据冗余数据采集系统中的物理设备和功能组件的可靠性和可用度动态配置冗余数据采集平面的物理设备，功能组件和协议栈。8.根据权利要求7所述的冗余数据采集系统...
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