一种核电厂控制系统组态数据可视化平台及方法技术方案

本发明专利技术涉及核电厂DCS控制技术领域，具体公开了一种核电厂控制系统组态数据可视化平台及方法，方法包括以下步骤：(1)平台数据采集；(2)控制组态图重构；(3)多字段检索方式开发；(4)多文件关联查询功能开发。本发明专利技术通过整合梳理DCS控制组态图、仪控设计文件、DCS硬件端接图的映射关系，实现关系重建以及灵活多变检索方式的创建，具备良好的人机接口和跳转功能。

【技术实现步骤摘要】
一种核电厂控制系统组态数据可视化平台及方法
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组态数据可视化平台及方法。
技术介绍
核电厂控制系统是核电厂重要的组成部分，承担着全厂绝大部分的数据采集、控制、安全保护的功能。采用DCS(离散控制系统)作为核电厂全厂控制系统是当前国内外核电的主流趋势，由此也造成了DCS系统的软件组态数据十分庞大，软硬件接口关系繁杂。对于核电常用的西门子DCS平台，日常维护工作前的安全措施分析工作必须依靠人工查阅相应的文件资料，由于以下原因，导致工作量巨大且容易造成人因失误。1.DCS控制软件可导出由标准模块组成的图形化组态图纸(Visio或PDF格式)和文本格式(Xml格式)的组态数据，前者可视化效果好，但只包含上下游逻辑关系和少量模块参数信息；后者包含全面的控制设计数据，信息量满足要求，但专业性强可读性差；2.DCS平台分别通过两种软件实现组态图和硬件端接图的生成，导出后无法关联跳转；3.DCS平台自带的控制软件只支持按照图名进行单一控制组态的检索，而现场实际工作需按机柜号、卡件号等对DCS组态图进行检索；4.DCS平台导出的控制软件图纸无法清晰地展现核电站在数据采集、控制、安全保护等方面的功能要求，与设计文件的关联性差。鉴于此，需要研究一种核电厂控制系统组态数据可视化方法，以实现文件准备工作的信息化和智能化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种核电厂控制系统组态数据可视化平台及方法，实现软件组态、硬件端接、设计文件三者之间的快速准确关联。本专利技术的技术方案如下：一种核电厂控制系统组态数据可视化平台，其特征在于：包括数据存储和处理主机、计算机查询终端、以太网络；所述的数据存储和处理主机，能够建立标准化数据库，完成组态数据、端接文件、设计文件的收集和存储，并将其存放在系统存储模块，为组态数据可视化提供数据来源；建立组态数据的解析规则，整合组态数据的组织关联，将控制系统内的数据类型转化成通用计算机系统能够识别和处理的数据类型；所述的计算机查询终端，作为人机接口，通过以太网络与数据存储和处理主机相连，接收工作人员对数据存储和处理主机的控制命令，展现组态数据可视化后的成果。一种基于可视化平台的核电厂控制系统组态数据可视化方法，包括以下步骤：(1)平台数据采集对核电现场文本格式的DCS组态数据和PDF格式的DCS硬件端接图实施备份导出，并整理收集PDF格式的DCS设计文件，打包后导入可视化平台数据库中；(2)控制组态图重构对采集到的DCS组态数据进行解析，通过提取文本格式组态数据中的信号点名、功能分区、图符类型、图符参数、参数设定值、硬件端口信息、上下游链接关系、信号和图符的坐标信息等数据，实现组态图重构，并实现组态图之间的引用；(3)多字段检索方式开发文本格式的DCS组态数据包含DCS组态图的完整参数和配置信息，根据DCS组态数据文件中的多种组织关系，实现多字段检索；(4)多文件关联查询功能开发将DCS设计文件、DCS硬件端接图和DCS组态图相互关联，以实现一键跳转查看。步骤1中，DCS组态数据中每一个文本文件对应重构一张组态图，DCS硬件端接图中每一个设备对应一个PDF文件。步骤2中，具体包括以下步骤：2.1对控制系统涉及的图符类型进行统计，整合图符与文件中图符字段的组织关系，实现组态图中图符的重建；2.2对每个图符包含的所有参数进行统计，整合参数含义与参数数值的组织关系，从而实现组态图中图符参数配置弹出框的显示；2.3对提取到的图符端口类型进行统计，整合端口含义与文件中端口数值的组织关系，实现组态图中端口的重建；2.4提取端口的链接字段，实现端口之间的链接。步骤2.4中，提取端口的链接字段，根据端口从属的图符分为全局变量和局部变量，全局变量之间的链接用于实现组态图之间的引用，局部变量之间的链接直接用实线显示，实现组态图中信号点上下游链接关系的重建。还包括步骤2.5，通过提取DCS组态数据中的坐标信息，在鼠标移动到重构的组态图上信号点或图符对应位置时自动标注红色方框，实现显示和定位的附加功能。步骤3中，根据DCS组态数据文件提取功能分区字段，实现DCS组态图按功能分区检索；根据DCS组态数据文件功能分区与机柜号的组织关系，实现DCS组态图按机柜号检索；根据DCS组态数据文件名与卡件号的组织关系，实现DCS组态图按卡件号检索；根据DCS组态数据文件提取的系统号字段，实现DCS组态图按系统号检索。步骤4中，将DCS设计文件、DCS硬件端接图和DCS组态图相互关联，具体包括以下步骤：4.1准备现场导出的PDF格式的DCS硬件端接图、整理收集的PDF格式的DCS设计文件以及重构的DCS组态图；4.2将DCS组态图与DCS硬件端接图通过图纸的名称字段，直接建立匹配关系；4.3将DCS组态图与DCS设计文件进行匹配。步骤4.3中，将DCS组态图的名称字段与DCS设计文件的标题部分进行匹配，若匹配成功，则建立关联，否则执行下一步；将DCS组态图的名称字段与DCS设计文件的输入/输出部分进行匹配，若匹配成功，则建立关联，否则执行下一步；将DCS组态图的名称字段与DCS设计文件的命令/指示部分进行匹配，若匹配成功，则建立关联，否则执行下一步；将DCS组态图的名称字段与DCS设计文件的页码部分进行匹配，若匹配成功，则建立关联，否则提示错误。一种基于可视化平台的核电厂控制系统组态数据可视化方法，包括以下步骤：(1)平台数据采集对核电现场文本格式的DCS组态数据和PDF格式的DCS硬件端接图实施备份导出，并整理收集PDF格式的DCS设计文件，打包后导入可视化平台数据库中；其中，DCS组态数据中每一个文本文件对应重构一张组态图，DCS硬件端接图中每一个设备对应一个PDF文件；(2)控制组态图重构对采集到的DCS组态数据每一个文本文件进行解析，通过提取文本格式组态数据中的信号点名、功能分区、图符类型、图符参数、参数设定值、硬件端口信息、上下游链接关系、信号和图符的坐标信息等数据，实现组态图重构，并实现组态图之间的引用，具体包括以下步骤：2.1对控制系统涉及的图符类型进行统计，整合图符与文件中图符字段的组织关系，实现组态图中图符的重建；2.2对每个图符包含的所有参数进行统计，整合参数含义与参数数值的组织关系，从而实现组态图中图符参数配置弹出框的显示；2.3对提取到的图符端口类型进行统计，整合端口含义与文件中端口数值的组织关系，实现组态图中端口的重建；2.4提取端口的链接字段，实现端口之间的链接，根据端口从属的图符分为全局变量和局部变量，全局变量之间的链接用于实现组态图之间的引用，局部变量之间的链接直接用实线显示，实现组态图中信号点上下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核电厂控制系统组态数据可视化平台，其特征在于：包括数据存储和处理主机、计算机查询终端、以太网络；/n所述的数据存储和处理主机，能够建立标准化数据库，完成组态数据、端接文件、设计文件的收集和存储，并将其存放在系统存储模块，为组态数据可视化提供数据来源；建立组态数据的解析规则，整合组态数据的组织关联，将控制系统内的数据类型转化成通用计算机系统能够识别和处理的数据类型；/n所述的计算机查询终端，作为人机接口，通过以太网络与数据存储和处理主机相连，接收工作人员对数据存储和处理主机的控制命令，展现组态数据可视化后的成果。/n

【技术特征摘要】
1.一种核电厂控制系统组态数据可视化平台，其特征在于：包括数据存储和处理主机、计算机查询终端、以太网络；
所述的数据存储和处理主机，能够建立标准化数据库，完成组态数据、端接文件、设计文件的收集和存储，并将其存放在系统存储模块，为组态数据可视化提供数据来源；建立组态数据的解析规则，整合组态数据的组织关联，将控制系统内的数据类型转化成通用计算机系统能够识别和处理的数据类型；
所述的计算机查询终端，作为人机接口，通过以太网络与数据存储和处理主机相连，接收工作人员对数据存储和处理主机的控制命令，展现组态数据可视化后的成果。


2.一种基于可视化平台的核电厂控制系统组态数据可视化方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)平台数据采集
对核电现场文本格式的DCS组态数据和PDF格式的DCS硬件端接图实施备份导出，并整理收集PDF格式的DCS设计文件，打包后导入可视化平台数据库中；
(2)控制组态图重构
对采集到的DCS组态数据进行解析，通过提取文本格式组态数据中的信号点名、功能分区、图符类型、图符参数、参数设定值、硬件端口信息、上下游链接关系、信号和图符的坐标信息等数据，实现组态图重构，并实现组态图之间的引用；
(3)多字段检索方式开发
文本格式的DCS组态数据包含DCS组态图的完整参数和配置信息，根据DCS组态数据文件中的多种组织关系，实现多字段检索；
(4)多文件关联查询功能开发
将DCS设计文件、DCS硬件端接图和DCS组态图相互关联，以实现一键跳转查看。


3.如权利要求2所述的一种核电厂控制系统组态数据可视化方法，其特征在于：步骤1中，DCS组态数据中每一个文本文件对应重构一张组态图，DCS硬件端接图中每一个设备对应一个PDF文件。


4.如权利要求2所述的一种核电厂控制系统组态数据可视化方法，其特征在于：步骤2中，具体包括以下步骤：
2.1对控制系统涉及的图符类型进行统计，整合图符与文件中图符字段的组织关系，实现组态图中图符的重建；
2.2对每个图符包含的所有参数进行统计，整合参数含义与参数数值的组织关系，从而实现组态图中图符参数配置弹出框的显示；
2.3对提取到的图符端口类型进行统计，整合端口含义与文件中端口数值的组织关系，实现组态图中端口的重建；
2.4提取端口的链接字段，实现端口之间的链接。


5.如权利要求4所述的一种核电厂控制系统组态数据可视化方法，其特征在于：步骤2.4中，提取端口的链接字段，根据端口从属的图符分为全局变量和局部变量，全局变量之间的链接用于实现组态图之间的引用，局部变量之间的链接直接用实线显示，实现组态图中信号点上下游链接关系的重建。


6.如权利要求2所述的一种核电厂控制系统组态数据可视化方法，其特征在于：还包括步骤2.5，通过提取DCS组态数据中的坐标信息，在鼠标移动到重构的组态图上信号点或图符对应位置时自动标注红色方框，实现显示和定位的附加功能。


7.如权利要求2所述的一种核电厂控制系统组态数据可视化方法，其特征在于：步骤3中，根据DCS组态数据文件提取功能分区字段，实现DCS组态图按功能分区检索；
根据DCS组态数据文件功能分区与机柜号的组织关系，实现DCS组态图按机柜号检索；
根据DCS组态数据文件名与卡件号的组织关系，实现DCS组态图按卡件号检索；
根据DCS组态数据文件提取的系统号字段，实现DCS组态图按系统号检索。


8.如权利要求2所述的一种核电厂控制系统组态数据可视化方法，其特征在于：步骤4中，将DCS设计文件、DCS硬件端接图和DCS组态图相互关联，具体包括以下步骤：
4.1准备现场导出的PDF格式的DCS硬件端接图、整理收集的PDF格式的DCS设计文件以及重构的DCS组态...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪，刘仁朋，尤兵，万舒，陈烨，郑媛媛，曹培根，王征勇，陈伟，商海龙，李晓振，王东祥，郑健伟，姚路锋，梁鑫，王向阳，王冲，徐震，
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