一种基于虚实结合技术的DCS可靠性验证方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于虚实结合技术的DCS可靠性验证方法及系统，所述基于虚实结合技术的DCS可靠性验证方法，包括如下步骤：S1：对应至少一种实体系统的实体最小系统建立相应的至少一个虚拟控制系统；S2：采集真实机组DCS系统的运行数据，发送给包括有所述实体最小系统和所述虚拟控制系统的验证平台运行所述运行数据得到相应的运行结果并对所述运行数据进行故障分析和可靠性分析得到运行结果数据。本发明专利技术通过虚实结合方式，实现实体最小数字化仪控系统网络、虚拟仪控系统网络和真实机组仪控系统网络结合，完整复制现场真实控制系统和环境，同时融合智能运维平台，实现现场硬件可靠性智能诊断、整体仪控平台设备健康水平诊断。整体仪控平台设备健康水平诊断。整体仪控平台设备健康水平诊断。

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚实结合技术的DCS可靠性验证方法及系统


[0001]本专利技术涉及仪控系统
，特别是涉及一种基于虚实结合技术的DCS可靠性验证方法及系统。

技术介绍

[0002]当前的主流电站采用数字化仪控系统(DCS)来实现机组系统和设备的监视、控制和保护，DCS系统规模庞大、设计复杂，运维过程中需要有一套平台来进行功能可靠性验证。
[0003]现有的开展功能可靠性验证的平台有DCS最小系统和模拟机，两个平台在验证都存在一定的局限性或不足，具体如下：
[0004]现有的DCS最小系统由于系统规模小，与实际DCS差别较大，当工艺控制比较复杂时，控制信号跨站间的影响不便于在局限的几个站内发现；单个控制站的硬件配置和软件组态与实际DCS的差别也比较大，进行单站的功能可靠性验证时，需安排专业工程师去升级改造硬件配置和软件组态。模拟机没有实际的控制站，侧重LEVE2层的功能验证，绝大部分LEVEL1和LEVE0层的信号传输和CPU级的逻辑运算的可靠性不能得到很好的验证。

技术实现思路

[0005]鉴于以上现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于虚实结合技术的DCS可靠性验证方法及系统，用于解决现有技术中对仪控设计、制造和工艺设计隐患排查，以及对工艺控制和保护相关问题复现和隐患排查成果、改造优化方案的可靠性验证的技术问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种虚实结合的DCS可靠性验证方法，包括如下步骤：
[0007]S1：对应至少一种实体系统的实体最小系统建立相应的至少一个虚拟控制系统；
[0008]S2：采集真实机组DCS系统的运行数据，发送给包括有实体最小系统和虚拟控制系统的验证平台运行运行数据得到相应的运行结果、并对运行数据进行故障分析和可靠性分析得到运行结果数据；
[0009]S3：判断运行数据在验证平台的运行结果与真实机组DCS系统的运行结果是否一致，若运行结果不一致，则进一步故障分析和决策或方案进一步优化，直至真实机组DCS系统的运行结果与验证平台期望的运行结果一致。
[0010]于本专利技术的一实施例中，S1中的实体最小系统包括为实现对相应应用环境的所有必要功能所需的所有硬件设备进行控制的最小系统。
[0011]于本专利技术的一实施例中，虚拟控制系统对应最小系统包括为实现在相应应用环境的所有必要功能所需的所有硬件设备对应的虚拟硬件设备、以及对虚拟硬件设备进行控制的最小虚拟系统。
[0012]于本专利技术的一实施例中，S2中，采集真实机组DCS系统的运行数据包括：采集真实机组DCS系统的实时数据和历史数据。
[0013]于本专利技术的一实施例中，S2中，运行数据包括真实机组DCS系统的运行数据中的诊断参数和可能影响现场设备非安全运行的数据。
[0014]于本专利技术的一实施例中，S2中，对运行数据进行故障分析得到运行结果数据包括：对诊断参数或可能影响现场设备非安全运行的数据进行识别分析，生成故障处理策略或生产运维指导参数。
[0015]于本专利技术的一实施例中，S2中，对应的实体最小系统和虚拟控制系统的验证平台运行运行数据包括：对于硬件相关的故障通过在实体最小系统上模拟重现故障现象以定位相应的故障原因。
[0016]于本专利技术的一实施例中，S2中，对运行数据进行故障分析包括：
[0017]基于虚拟控制系统的设备台账数据库和储存有包括故障点的实时/历史数据的历史故障数据库中的数据，针对故障点对应的真实机组DCS系统的故障硬件设备进行静态故障分析；
[0018]基于采集的故障点的实时/历史数据和虚拟控制系统及实体最小系统的局部失效故障推演数据库的数据进行动态故障分析；
[0019]根据静态故障分析的静态分析结果和动态故障分析的动态分析结果生成故障隐患应对策略。
[0020]于本专利技术的一实施例中，故障分析包括对故障产生原因、对真实机组DCS系统的哪些硬件设备会产生影响、以及可能会产生的什么样的影响的分析；实体最小系统和虚拟控制系统对运行数据进行故障分析得到的分析结果数据包括静态故障分析的静态分析结果和动态故障分析的动态分析结果。
[0021]于本专利技术的一实施例中，S2中，采集真实机组DCS系统的运行数据之后，还包括：将故障数据转换为虚拟控制系统的对应故障点的相应虚拟硬件设备能够识别的数据信号。
[0022]于本专利技术的一实施例中，S3中，判断运行数据在验证平台的运行结果与真实机组DCS系统的运行结果是否一致之前，还包括：
[0023]根据验证平台生成的故障处理策略或生产运维指导参考，结合技术组评估分析，形成最终的处理指导文件在真实机组DCS系统中实施运行维护或方案优化。
[0024]于本专利技术的一实施例中，故障处理策略包括工程阶段的隐患排查/处理策略、运维阶段的隐患处理策略。
[0025]于本专利技术的一实施例中，隐患包括信号通道分配不合理、工艺系统组合隔离分配不合理、站间信号传输方案不合理、缺省值设计或配置不合理、以及仪控产品自身缺陷发现不及时。
[0026]本专利技术还提供了虚实结合的DCS可靠性验证系统，包括：
[0027]实体系统，实体系统包括至少一个实体最小系统，每个实体最小系统为包括实现对相应应用环境的所有必要功能所需的所有硬件设备进行控制的最小系统；
[0028]虚拟系统，虚拟系统包括至少一个虚拟控制系统和核电仿真推演系统，每个虚拟控制系统对应一个实体最小系统；以及
[0029]综合管理子系统，综合管理子系统控制将真实机组DCS系统的运行数据发送至核电仿真推演系统，综合管理子系统包括设备台账数据库、实时/历史数据库和可靠性分析诊断机理模块，实时/历史数据库的数据来源于真实机组DCS系统；
[0030]其中，核电仿真推演系统控制将运行数据发送给包括有实体最小系统和虚拟控制系统的验证平台运行、并进行故障分析和可靠性分析，再将运行结果和故障分析结果数据发送给可靠性分析诊断机理模块；可靠性分析诊断机理模块判断分析出对应于真实机组DCS系统运行结果的验证策略。
[0031]在本专利技术的一实施例中，验证平台为验证系统的子平台，验证平台包括核电仿真推演系统。
[0032]于本专利技术的一实施例中，每个虚拟控制系统还包括：与为实现在相应应用环境的所有必要功能所需的所有硬件设备对应的虚拟硬件设备、以及对虚拟硬件设备进行控制的最小虚拟系统，每个虚拟控制系统与对应的实体最小系统通过通讯网关进行连接。
[0033]于本专利技术的一实施例中，可靠性分析诊断机理模块包括：
[0034]判断分析模块，判断分析模块判断故障点对应的实体最小系统和虚拟控制系统的运行结果与真实机组DCS系统的运行结果是否一致；以及
[0035]验证反馈模块，验证反馈模块控制在运行结果不一致时进一步故障分析和决策或方案进一步优化，直至真实机组DCS系统的运行结果与验证平台期望的运行结果一致。
[0036]于本专利技术的一实施例中，综合管理子系统还包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种虚实结合的数字化仪控系统(DCS)可靠性验证方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：对应至少一种实体系统的实体最小系统建立相应的至少一个虚拟控制系统；S2：采集真实机组DCS系统的运行数据，发送给包括有所述实体最小系统和所述虚拟控制系统的验证平台运行所述运行数据得到相应的运行结果、并对所述运行数据进行故障分析和可靠性分析得到运行结果数据；S3：判断所述运行数据在所述验证平台的所述运行结果与所述真实机组DCS系统的运行结果是否一致，若运行结果不一致，则进一步故障分析和决策或方案进一步优化，直至所述真实机组DCS系统的所述运行结果与所述验证平台期望的所述运行结果一致。2.根据权利要求1所述的基于虚实结合技术的DCS可靠性验证方法，其特征在于：所述S1中的所述实体最小系统包括为实现对相应应用环境的所有必要功能所需的所有硬件设备进行控制的最小系统。3.根据权利要求2所述的基于虚实结合技术的DCS可靠性验证方法，其特征在于：所述虚拟控制系统对应所述最小系统包括为实现在所述相应应用环境的所有必要功能所需的所有硬件设备对应的虚拟硬件设备、以及对所述虚拟硬件设备进行控制的最小虚拟系统。4.根据权利要求1所述的基于虚实结合技术的DCS可靠性验证方法，其特征在于：所述S2中，采集真实机组DCS系统的所述运行数据包括：采集所述真实机组DCS系统的实时数据和历史数据。5.根据权利要求1所述的基于虚实结合技术的DCS可靠性验证方法，其特征在于：所述S2中，所述运行数据包括所述真实机组DCS系统的所述运行数据中的诊断参数和可能影响现场设备非安全运行的数据。6.根据权利要求5所述的基于虚实结合技术的DCS可靠性验证方法，其特征在于：所述S2中，对所述运行数据进行故障分析得到所述运行结果数据包括：对所述诊断参数或所述可能影响现场设备非安全运行的数据进行识别分析，生成故障处理策略或生产运维指导参数。7.根据权利要求1所述的基于虚实结合技术的DCS可靠性验证方法，其特征在于：所述S2中，对应的所述实体最小系统和所述虚拟控制系统的验证平台运行所述运行数据包括：对于硬件相关的故障通过在所述实体最小系统上模拟重现故障现象以定位相应的故障原因。8.根据权利要求1所述的基于虚实结合技术的DCS可靠性验证方法，其特征在于：所述S2中，对所述运行数据进行故障分析包括：基于所述虚拟控制系统的设备台账数据库和储存有包括所述故障点的所述实时/历史数据库中的数据，针对所述故障点对应的所述真实机组DCS系统的故障硬件设备进行静态故障分析；基于采集的所述故障点的所述实时/历史数据和所述虚拟控制系统及所述实体最小系统的局部失效故障推演数据库的数据进行动态故障分析；根据所述静态故障分析的静态分析结果和所述动态故障分析的动态分析结果生成所述故障隐患应对策略。9.根据权利要求8所述的基于虚实结合技术的DCS可靠性验证方法，其特征在于：所述
故障分析包括对故障产生原因、对所述真实机组DCS系统的哪些硬件设备会产生影响、以及可能会产生的什么样的影响的分析；所述实体最小系统和所述虚拟控制系统对所述运行数据进行故障分析得到的所述分析结果数据包括所述静态故障分析的所述静态分析结果和所述动态故障分析的所述动态分析结果。10.根据权利要求1所述的基于虚实结合技术的DCS可靠性验证方法，其特征在于：所述S2中，采集所述真实机组DCS系统的所述运行数据之后，还包括：将所述故障数据转换为所述虚拟控制系统的对应所述故障点的相应虚拟硬件设备能够识别的数据信号。11.根据权利要求6所述的基于虚实结合技术的DCS可靠性验证方法，其特征在于：所述S3中，判断所述运行数据在所述验证平台的所述运行结果与所述真实机组DCS系统的运行结果是否一致之前，还包括：根据所述验证平台生成的所述故障处理策略或所述生产运维指导参考，结合技术组评估分析，形成最终的处理指导文件在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，白杰，桂思玉，胡亮，熊威，徐建飞，郑泽材，何海玉，
申请(专利权)人：中广核苍南核电有限公司，
类型：发明
国别省市：