一种集成FF总线协议的核电DCS系统数据交互方法与流程

本发明属于系统控制，具体涉及一种集成ff总线协议的核电dcs系统数据交互方法。

背景技术：

1、工业dcs控制系统应用于化工、电力、核电等各个行业。目前核电dcs控制系统的控制功能，主要集中在控制器中执行。通过将算法按照域或组的概念分别下装给多个控制器中。在dcs控制系统中，控制器为整个系统的核心，任何控制器出现故障，将导致整个控制逻辑无法正常运行；控制现场的仪表与dcs的控制器之间采用模拟信号传送传感器的测量值，容易受到干扰。换言之，当前核电dcs系统相对封闭，整个系统的测控任务集中在控制器中执行，不同厂商的设备基本无法实现互连及信息的交换。测控任务集中在控制器中执行，增加了单点的风险性；并且数据在采集过程中，存在数据延时和干扰。

2、ff总线采用公开化的通信协议，遵守同一通信标准的不同厂商的设备之间可以互连及实现信息交换。工程人员可以灵活选择不同厂商的ff总线产品来组成实际的控制系统，达到最佳的系统集成。目前市场上的fcs系统，在系统开发之初就基于ff协议的特点设计fcs系统，无法与当前既有dcs系统进行混合控制。

技术实现思路

1、本发明需要解决的技术问题为：现有传统核电dcs系统对控制器的依赖性及数据传输的延时和干扰问题。

2、本发明的技术方案如下所述：

3、一种集成ff总线协议的核电dcs系统数据交互方法，dcs系统对ff接口模块进行组态时，调用ff仪表组态软件；在ff仪表组态软件中，进行ff仪表的基本组态功能，之后对ff仪表中功能块的参数进行组态，ff功能块参数的属性信息与操作员站进行数据交互，实现非周期性数据传输；在对ff仪表中变量数据进行组态后，生成混合控制数据给dcs系统，dcs系统将混合控制数据进行内存映射，生成的变量内存地址信息给ff组态软件使用，ff功能块的变量信息与工程师站进行数据交互，实现周期性数据传输。

4、作为优选方案：操作员站通过非周期性数据通讯方式获取ff功能块参数信息的数据交互过程为：ff仪表组态软件首先根据工程需求生成参数信息供操作员站使用，操作员站根据生成的参数信息，向控制器模块发送参数信息请求数据包，控制器模块将参数信息请求数据包发送给ff接口卡模块，ff接口卡模块根据收到的参数信息请求数据包发送给指定的ff设备获取参数，之后将参数通过控制器模块传输给操作员站；在此数据交互过程中，控制器模块对接收到的数据包不解析、只转发。

5、作为优选方案：对于非周期性数据的交互，在ff仪表组态功能提供接口，用户根据工程组态要求，将要传输到操作员站的ff功能块参数信息以列表的方式展示，用户根据需要选择要传输到操作员站的参数；参数选择之后生成参数关联的信息；操作员站根据参数关联的信息发送数据读取和设置命令，将数据包通过控制器模块以透明传输的方式，发送到ff接口卡模块；ff接口卡模块根据命令发送到相应的ff仪表中获取参数信息或设置参数信息。

6、作为优选方案：所述参数关联的信息，包括控制器地址、板卡地址、ff仪表地址、索引、子索引信息。

7、作为优选方案：工程师站通过周期性数据通讯方式获取ff功能块变量信息的数据交互过程为：ff仪表组态软件根据工程需求生成变量组态信息供工程师站组态使用，工程师站获取变量信息后，将变量进行内存映射分配，并将变量内存地址分配信息供ff仪表组态软件使用；ff仪表组态软件将变量内存地址分配信息发送给ff接口卡模块，ff接口卡模块根据变量信息及对应的变量地址信息、即变量内存地址分配信息，在系统运行过程中，周期性的从ff设备中获取变量信息，并将变量信息传输到控制器模块的指定地址的内存中，工程师站从控制器模块中获取变量值，从而实现周期性数据的读写功能，进一步实现dcs系统与ff总线模块的混合控制功能。

8、作为优选方案：对于周期性数据的交互，首先在ff仪表组态时的变量定义模块，选择要交互的数据；在dcs系统中，获取ff仪表组态中可交互的变量，并采用当前dcs系统中设备地址空间的分配方式，为ff仪表组态数据分配空间；ff仪表组态获取dcs系统中对交互数据的空间分配；系统运行过程中，ff接口卡模块周期性获取ff仪表中交互数据传输到dcs系统分配的地址空间，从而实现ff仪表数据与dcs系统中数据的周期性交互功能。

9、作为优选方案：ff仪表中数据与dcs系统中控制逻辑数据的交互，通过周期性数据进行交互。

10、本发明的有益效果为：

11、(1)本发明的一种集成ff总线协议的核电dcs系统数据交互方法，在核电dcs系统中集成ff总线协议，实现了ff仪表中的数据与控制器中数据的交互，在保证当前系统稳定运行的基础上，解决了传统核电dcs控制系统对控制器的依赖性及数据传输的延时和干扰等问题，从根本上改变当前核电dcs系统的集散式体系结构，形成一种全新的分布式控制系统。

12、(2)本发明的一种集成ff总线协议的核电dcs系统数据交互方法，在核电dcs系统中集成ff总线协议，通过ff仪表本身自带的数据采集和功能块功能，实现控制功能的分布性，提高数据采集的实时性和精准度。

13、(3)本发明的一种集成ff总线协议的核电dcs系统数据交互方法，ff仪表数据与控制器中数据进行交互，实现ff仪表中功能块与控制器中功能块的组合逻辑控制。

14、(4)本发明的一种集成ff总线协议的核电dcs系统数据交互方法，集成ff总线协议后，ff设备与控制器断开后仍然可维持底层设备的独立正常运行，智能化程度大大加强；且ff设备集数据采集和功能运算于一体，提高了数据实时性和准确度。

技术特征：

1.一种集成ff总线协议的核电dcs系统数据交互方法，其特征在于：dcs系统对ff接口模块进行组态时，调用ff仪表组态软件；在ff仪表组态软件中，进行ff仪表的基本组态功能，之后对ff仪表中功能块的参数进行组态，ff功能块参数的属性信息与操作员站进行数据交互，实现非周期性数据传输；在对ff仪表中变量数据进行组态后，生成混合控制数据给dcs系统，dcs系统将混合控制数据进行内存映射，生成的变量内存地址信息给ff组态软件使用，ff功能块的变量信息与工程师站进行数据交互，实现周期性数据传输。

2.根据权利要求1所述的一种集成ff总线协议的核电dcs系统数据交互方法，其特征在于：操作员站通过非周期性数据通讯方式获取ff功能块参数信息的数据交互过程为：ff仪表组态软件首先根据工程需求生成参数信息供操作员站使用，操作员站根据生成的参数信息，向控制器模块发送参数信息请求数据包，控制器模块将参数信息请求数据包发送给ff接口卡模块，ff接口卡模块根据收到的参数信息请求数据包发送给指定的ff设备获取参数，之后将参数通过控制器模块传输给操作员站；在此数据交互过程中，控制器模块对接收到的数据包不解析、只转发。

3.根据权利要求2所述的一种集成ff总线协议的核电dcs系统数据交互方法，其特征在于：对于非周期性数据的交互，在ff仪表组态功能提供接口，用户根据工程组态要求，将要传输到操作员站的ff功能块参数信息以列表的方式展示，用户根据需要选择要传输到操作员站的参数；参数选择之后生成参数关联的信息；操作员站根据参数关联的信息发送数据读取和设置命令，将数据包通过控制器模块以透明传输的方式，发送到ff接口卡模块；ff接口卡模块根据命令发送到相应的ff仪表中获取参数信息或设置参数信息。

4.根据权利要求3所述的一种集成ff总线协议的核电dcs系统数据交互方法，其特征在于：所述参数关联的信息，包括控制器地址、板卡地址、ff仪表地址、索引、子索引信息。

5.根据权利要求1所述的一种集成ff总线协议的核电dcs系统数据交互方法，其特征在于：工程师站通过周期性数据通讯方式获取ff功能块变量信息的数据交互过程为：ff仪表组态软件根据工程需求生成变量组态信息供工程师站组态使用，工程师站获取变量信息后，将变量进行内存映射分配，并将变量内存地址分配信息供ff仪表组态软件使用；ff仪表组态软件将变量内存地址分配信息发送给ff接口卡模块，ff接口卡模块根据变量信息及对应的变量地址信息、即变量内存地址分配信息，在系统运行过程中，周期性的从ff设备中获取变量信息，并将变量信息传输到控制器模块的指定地址的内存中，工程师站从控制器模块中获取变量值，从而实现周期性数据的读写功能，进一步实现dcs系统与ff总线模块的混合控制功能。

6.根据权利要求5所述的一种集成ff总线协议的核电dcs系统数据交互方法，其特征在于：对于周期性数据的交互，首先在ff仪表组态时的变量定义模块，选择要交互的数据；在dcs系统中，获取ff仪表组态中可交互的变量，并采用当前dcs系统中设备地址空间的分配方式，为ff仪表组态数据分配空间；ff仪表组态获取dcs系统中对交互数据的空间分配；系统运行过程中，ff接口卡模块周期性获取ff仪表中交互数据传输到dcs系统分配的地址空间，从而实现ff仪表数据与dcs系统中数据的周期性交互功能。

7.根据权利要求6所述的一种集成ff总线协议的核电dcs系统数据交互方法，其特征在于：ff仪表中数据与dcs系统中控制逻辑数据的交互，通过周期性数据进行交互。

技术总结
本发明属于系统控制技术领域，具体涉及一种集成FF总线协议的核电DCS系统数据交互方法。本发明的方法在核电DCS系统中集成FF总线协议，实现了FF仪表中的数据与控制器中数据的交互，在保证当前系统稳定运行的基础上，解决了传统核电DCS控制系统对控制器的依赖性及数据传输的延时和干扰等问题，从根本上改变当前核电DCS系统的集散式体系结构，形成一种全新的分布式控制系统。

技术研发人员：孔令秋,冷强,郭喆,梁嘉琳,李华龙,赵爽
受保护的技术使用者：中核控制系统工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13