[发明专利]一种控制器初始下装和在线下装方法

摘要

一种控制器初始下装和在线下装系统结构及方法，该系统包括两个控制器、工程师站、控制器接入交换机、工程师站接入交换机和核心交换机；两个控制器分别通过两条以太网线连接到控制器接入级交换机，两个控制器组成一个过程站，命名为1号过程站，两个控制器的一个为主卡工作模式，另一个为备卡工作模式，过程站的数量根据工程需要进行扩展；工程师站通过以太网线连接到工程师站接入交换机，工程师站的数量根据实际需要扩展；控制器接入交换机和工程师站接入交换机通过以太网连接到核心交换机；本发明还公开了控制器初始下装和在线下装方法；该系统结构简单，生成二进制的组态文件和比较文件，读写速度快，节约空间，提高了初始下装和在线下装的效率，具有高安全性和可靠性。

主权项

1.一种控制器初始下装和在线下装方法，该方法采用的系统结构包括第一控制器(FM1)、第二控制器(FS1)、工程师站(E1)、控制器接入交换机(S2)、工程师站接入交换机(S3)和核心交换机(S1)；所述第一控制器(FM1)和第二控制器(FS1)分别通过两条以太网线连接到控制器接入级交换机(S2)，第一控制器(FM1)和第二控制器(FS1)采用相同的控制器；第一控制器(FM1)和第二控制器(FS1)，按照第一控制器(FM1)安装在左侧，第二控制器(FS1)安装在右侧的关系一起组成一个过程站，命名为1号过程站(#1)，两个控制器的一个为主卡工作模式，另一个为备卡工作模式，主备次序根据需要进行灵活选择，默认为左侧为主卡即第一控制器(FM1)为主卡，右侧为备卡即第二控制器(FS1)为备卡；过程站的数量根据工程需要进行扩展，过程站的结构和连接关系同1号过程站(#1)；过程站定义，过程站是火电厂控制系统的一个控制单元，配置一对主备冗余的控制器，根据电厂设备的分配配置各种IO卡件；IO卡件是分布式控制系统基本的输入输出模块，分布式控制系统与电厂各种测量仪表的数据交换都通过IO卡件完成，IO卡件包括模拟量输入卡件(FAI)、模拟量输出卡件(FAO)、开关量输入卡件(FDI)、开关量输出卡件(FDO)和第三方通讯卡件(FCM)；工程师站(E1)通过以太网线连接到工程师站接入交换机(S3)，工程师站(E1)的数量根据实际需要扩展，但是至少配置一台工程师站；扩展工程师站的连接方式和工程师站(E1)相同；控制器接入交换机(S2)和工程师站接入交换机(S3)通过以太网连接到核心交换机(S1)；其特征在于：所述方法如下：控制器下装操作分为初始下装和在线下装，初始下装将组态文件发送到控制器，在线下装将比较文件发送到控制器，下面对初始下装和在线下装进行详细说明：(1)初始下装组态文件是二进制文件，详细记录和描述了过程站的组成和配置信息，包括IO卡件的配置信息、卡件通道的配置信息、模拟量点和开关量点的配置信息；组态文件由工程师站(E1)编译生成，其结构化模型如表1所示，组态文件采用二进制，写入的数据是二进制流，工程师站(E1)编译生成组态文件的方法和字节顺序如下：第一个字节描述该组态文件所在的过程站号，第二个字节描述该过程站配置的IO卡件总数，接下来为IO卡件信息区，IO卡件信息区包括卡件信息、模拟量数据区和开关量数据区；IO卡件信息区写入该站实际配置的IO卡件数量，前4个字节表示该卡件的索引号，接下来的一个字节表示卡件的类型，下一个字节表示卡件的广播周期，单位为毫秒，接下来描述该卡件下的数据点，按照先模拟量点后开关量点的顺序，写入该卡件的模拟量点总数，如果卡件没有开关量点，则为0，当模拟量点数大于1时，依次按照如下顺序生成每个点的结构：4字节索引号，4字节物理量程上限，4字节物理量程下限，4字节例外报告死区，4字节例外报告最大间隔时间，4字节报警上限1，4字节报警下限1，4字节报警上限2，4字节报警下限2，4字节报警上限3，4字节报警下限3；1字节是否启用标志，0表示不启用，1表示启用；然后写入该卡件的开关量点总数，当开关量点总数大于1时，按照如下顺序生成开关量数据区：4字节索引号，4字节例外报告最大间隔时间，1字节报警定义，1字节是否启用标志；按照如上格式，依次写入第二块IO卡件的信息，第三块IO卡件信息，直到所有的IO卡件信息全部写完，生成了该站的组态文件；表1 组态文件的结构化模型初始下装过程，工程师站(E1)编译生成组态文件，通过以太网连接1号过程站(#1)的第一控制器(FM1)，连接成功后，组态文件经过工程师站接入交换机(S3)，核心交换机(S1)和控制器接入交换机(S2)，发送到1号过程站(#1)的第一控制器(FM1)，第一控制器(FM1)接收到组态文件后，通过控制器接入交换机(S2)将组态文件发送到第二控制器(FS1)；(2)在线下装比较文件是二进制文件，记录和描述了过程站当前配置信息相比目前控制器中的配置信息的变化部分，具体包括IO卡件的删除、增加和修改信息，模拟量点的新增和修改信息，开关量点的新增和修改信息；比较文件由工程师站(E1)编译生成，比较文件的结构化模型如下表2所示，工程师站(E1)按照表2的结构编译生成比较文件，比较文件包括卡件的变化信息、模拟量点的变化信息和开关量点的变化信息三部分，卡件的变化信息分为删除、新增和修改三个部分，模拟量点的变化信息包括修改和新增两部分，开关量点的变化信息包括修改和新增两部分；工程师站(E1)根据当前系统配置的修改情况，结合对应1号过程站(#1)的组态文件，统计生成比较文件；其生成过程如下：首先计算并写入1字节删除的IO卡件总数，当删除的IO卡件总数大于0时，依次写入4字节第一块删除的IO卡件索引号，4字节第二块删除的IO卡件索引号，直到4字节最后一块删除的IO卡件索引号，接下来写入1字节新增加的IO卡件总数，当新增加的IO卡件总数大于0时，写入第一块新增卡件索引号，第一块新增IO卡件类型，第一块新增IO卡件周期，按照如上结构，依次写入第二块新增IO卡件信息，直到最后一块，当新增IO卡件信息写入完成后，计算并写入修改的IO卡件总数，当修改的IO卡件总数大于0时，写入修改的IO卡件索引号，修改的IO卡件的类型，IO卡件的广播周期，接下来生成模拟量的修改信息区，首先写入模拟量点修改总数,按照如下顺序生成每个模拟量点的修改：4字节索引号，4字节物理量程上限，4字节物理量程下限，4字节例外报告死区，4字节例外报告最大间隔时间，4字节报警上限1，4字节报警下限1，4字节报警上限2，4字节报警下限2，4字节报警上限3，4字节报警下限3；1字节是否启用标志，0表示不启用，1表示启用，依次写入第二个点，直到最后一个点，修改信息写入完成后，生成新增模拟量点信息，新增模拟量点信息和修改模拟量点信息的结构一致；模拟量点信息生成完成后，生成开关量点信息，开关量点的格式按照先写入修改，然后写入新增，结构如下，4字节索引号，4字节例外报告最大间隔时间，1字节报警定义，1字节是否启用标志；表2 比较文件的结构模型在线下装过程，首先工程师站(E1)通过以太网连接1号过程站(#1)的第一控制器(FM1)，然后从第一控制器(FM1)中读取组态文件到工程师站(E1)，工程师站(E1)根据第一控制器(FM1)中的组态文件以及当前工程师站(E1)中对1号过程站(#1)的配置信息，编译生成比较文件，通过以太网连接1号过程站(#1)的第一控制器(FM1)，连接成功后，比较文件经过工程师接入交换机(S3)，核心交换机(S1)和控制器接入交换机(S2)，发送到1号过程站(#1)的第一控制器(FM1)，第一控制器(FM1)接收到比较文件后，通过控制器接入交换机(S2)将比较文件发送到第二控制器(FS1)。