專利名稱：一種開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信息技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
目前，電站控制領(lǐng)域中最常用的實(shí)時(shí)控制方式均采用分散控制系統(tǒng)(DCS， Distributed Control System)。DCS主要由四部分組成1/0板、控制器、操作站和通訊網(wǎng)絡(luò)。具有兩大特色高可靠性和開(kāi)放性。DCS采用了底層硬件負(fù)責(zé)控制實(shí)現(xiàn)、下位機(jī)控制器負(fù)責(zé)控制算法的計(jì)算和判斷、上位機(jī)計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)人機(jī)交互和軟件修改的分散方式。同時(shí)， DCS采用了開(kāi)放式、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)中各臺(tái)計(jì)算機(jī)采用局域網(wǎng)方式通信， 實(shí)現(xiàn)信息傳輸，當(dāng)需要改變或擴(kuò)充系統(tǒng)功能時(shí)，可將新增計(jì)算機(jī)方便地接入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)或從網(wǎng)絡(luò)中卸下，幾乎不影響系統(tǒng)其它計(jì)算機(jī)的工作。但是，DCS的開(kāi)放性僅僅是針對(duì)其系統(tǒng)本身，是基于接口標(biāo)準(zhǔn)而言的，無(wú)法直接采用市售的成熟產(chǎn)品作為硬件來(lái)源。其次，由于受到組態(tài)規(guī)則的限制，和需要考慮控制的實(shí)現(xiàn)方式和控制能力，DCS 一般只提供基本算法模塊，導(dǎo)致一些新型控制與信息處理方法無(wú)法應(yīng)用于電站控制領(lǐng)域，如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、預(yù)測(cè)算法、內(nèi)模糊控制等。再者，DCS為了保證其可靠性，對(duì)其運(yùn)行期間的邏輯修改有著繁瑣的操作流程要求，甚至有很多DCS不允許在線修改邏輯，從而無(wú)法及時(shí)根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)控制策略進(jìn)行調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)具備通用性，可跟DCS進(jìn)行通信，對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控及優(yōu)化。一種開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)110和下位機(jī)120 ；所述上位機(jī)110安裝有組態(tài)監(jiān)控軟件，所述上位機(jī)110通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與所述下位機(jī)120 連接，所述下位機(jī)120安裝有實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件，所述上位機(jī)110和/或下位機(jī)120以可通信方式與分散控制系統(tǒng)DCS連接；所述組態(tài)監(jiān)控軟件，用于獲取DCS的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并對(duì)所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算得到運(yùn)算結(jié)果，以及發(fā)送所述運(yùn)算結(jié)果至所述DCS，完成組態(tài)監(jiān)控軟件的共享內(nèi)存數(shù)據(jù)與DCS數(shù)據(jù)之間的交互和實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互；所述實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件，用于獲取DCS的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并對(duì)所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算得到運(yùn)算結(jié)果，以及發(fā)送所述運(yùn)算結(jié)果至所述DCS，完成實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的分布式共享內(nèi)存數(shù)據(jù)與DCS數(shù)據(jù)之間的交互。一個(gè)實(shí)施例中，所述下位機(jī)120包括控制器210、1/0卡230和串口卡220，所述控制器210安裝有實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件，所述控制器210與所述I/O卡230連接，所述控制器210與所述串口卡220連接，所述控制器210和/或所述I/O卡230以可通信方式與DCS連接。一個(gè)實(shí)施例中，所述控制器210、I/O卡230和串口卡220采用冗余可插拔式設(shè)計(jì)。一個(gè)實(shí)施例中，所述上位機(jī)110和/或下位機(jī)120以可通信方式與DCS連接包括所述上位機(jī)Iio以O(shè)PC通信方式與DCS連接。一個(gè)實(shí)施例中，所述控制器210和/或所述I/O卡230以可通信方式與DCS連接包括所述控制器210通過(guò)所述串口卡220串口與DCS連接；和/或所述I/O卡230以I/O通信方式與DCS連接。一種開(kāi)放式優(yōu)化控制方法，包括從分散控制系統(tǒng)DCS獲取實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)；對(duì)所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算得到運(yùn)算結(jié)果；發(fā)送所述運(yùn)算結(jié)果至所述DCS。本發(fā)明實(shí)施例中，提供了一種開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)具備通用性，包括上位機(jī)和下位機(jī)，該上位機(jī)安裝有組態(tài)監(jiān)控軟件，用于獲取DCS的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并對(duì)所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算得到運(yùn)算結(jié)果，以及發(fā)送所述運(yùn)算結(jié)果至所述DCS，完成組態(tài)監(jiān)控軟件的共享內(nèi)存數(shù)據(jù)與DCS數(shù)據(jù)之間的交互；上位機(jī)與下位機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，而下位機(jī)安裝有實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件，用于獲取DCS的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并對(duì)所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算得到運(yùn)算結(jié)果，以及發(fā)送所述運(yùn)算結(jié)果至所述DCS，完成實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的分布式共享內(nèi)存數(shù)據(jù)與DCS數(shù)據(jù)之間的交互；該上位機(jī)和/或下位機(jī)以可通信方式與DCS連接；該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)對(duì)DCS進(jìn)行監(jiān)控，并從DCS獲取實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，之后對(duì)該實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算， 將運(yùn)算得到的運(yùn)算結(jié)果發(fā)送至DCS，從而對(duì)DCS進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)一實(shí)施例系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)另一實(shí)施例系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明開(kāi)放式優(yōu)化控制方法中第一實(shí)施例流程圖；圖4為本發(fā)明開(kāi)放式優(yōu)化控制方法中第二實(shí)施例流程圖；圖5為本發(fā)明開(kāi)放式優(yōu)化控制方法中第三實(shí)施例流程圖；圖6為本發(fā)明開(kāi)放式優(yōu)化控制方法中第四實(shí)施例流程圖；圖7為本發(fā)明開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)與DCS通信工作流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)具備通用性，可與 DCS通信，對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控及優(yōu)化。
請(qǐng)參閱圖1、圖2和圖7，圖1為本發(fā)明開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)一實(shí)施例系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖； 圖2為本發(fā)明開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)另一實(shí)施例系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，圖7為本發(fā)明開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)與DCS通信工作流程圖。如圖1、圖2和圖7所示，一種開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)110和下位機(jī)120 ；所述上位機(jī)110安裝有組態(tài)監(jiān)控軟件，所述上位機(jī)110通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與所述下位機(jī)120 連接，所述下位機(jī)120安裝有實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件，所述上位機(jī)110和/或下位機(jī)120以可通信方式與分散控制系統(tǒng)DCS連接；所述組態(tài)監(jiān)控軟件，用于獲取DCS的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并對(duì)所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算得到運(yùn)算結(jié)果，以及發(fā)送所述運(yùn)算結(jié)果至所述DCS，完成組態(tài)監(jiān)控軟件的共享內(nèi)存數(shù)據(jù)與DCS數(shù)據(jù)之間的交互；所述實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件，用于獲取DCS的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并對(duì)所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算得到運(yùn)算結(jié)果，以及發(fā)送所述運(yùn)算結(jié)果至所述DCS，完成實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的分布式共享內(nèi)存數(shù)據(jù)與DCS數(shù)據(jù)之間的交互。其中，在本發(fā)明實(shí)施例中，一種開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)包括上位機(jī)110和下位機(jī) 120，該上位機(jī)110和/或下位機(jī)120以可通信方式與DCS連接，具有通用性，在上位機(jī)110 中安裝組態(tài)監(jiān)控軟件和在下位機(jī)120中安裝實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件，其中，所述組態(tài)監(jiān)控軟件，用于獲取DCS的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并對(duì)所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算得到運(yùn)算結(jié)果，以及發(fā)送所述運(yùn)算結(jié)果至所述DCS，完成組態(tài)監(jiān)控軟件的共享內(nèi)存數(shù)據(jù)與DCS數(shù)據(jù)之間的交互和實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互；所述實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件，用于獲取DCS的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并對(duì)所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算得到運(yùn)算結(jié)果，以及發(fā)送所述運(yùn)算結(jié)果至所述DCS，完成實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的分布式共享內(nèi)存數(shù)據(jù)與DCS數(shù)據(jù)之間的交互；該系統(tǒng)對(duì)DCS進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并能對(duì)DCS進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化。一個(gè)實(shí)施例中，所述下位機(jī)120包括控制器210、1/0卡230和串口卡220，所述控制器210安裝有實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件，所述控制器210與所述I/O卡230連接，所述控制器210與所述串口卡220連接，所述控制器210和/或所述I/O卡230以可通信方式與DCS連接。其中，優(yōu)選地，下位機(jī)可以包括控制器210、I/O卡230和串口卡220，該控制器210 中安裝有實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)軟件，控制器210可通過(guò)串口卡220，應(yīng)用Modbus協(xié)議跟DCS進(jìn)行通信，進(jìn)行與DCS數(shù)據(jù)之間的交互。當(dāng)然地，還可通過(guò)I/O通信方式與DCS進(jìn)行通信。一個(gè)實(shí)施例中，所述控制器210、I/O卡230和串口卡220采用冗余可插拔式設(shè)計(jì)。其中，為了滿足系統(tǒng)的通用性，及方便后續(xù)的升級(jí)更新，控制器210、I/O卡230和串口卡220均可采用冗余可插拔式設(shè)計(jì)。顯然地，該系統(tǒng)下位機(jī)120中所使用到的電源也可以采用冗余可插拔式設(shè)計(jì)。一個(gè)實(shí)施例中，所述上位機(jī)110和/或下位機(jī)120以可通信方式與DCS連接包括 所述上位機(jī)Iio以O(shè)PC通信方式與DCS連接。其中，該開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)具有通用性，也體現(xiàn)在與DCS靈活的通信方式上，該系統(tǒng)的上位機(jī)Iio能夠通過(guò)設(shè)置OPC程序接口與DCS連接。在對(duì)數(shù)據(jù)刷新精度和可靠性要求不高時(shí)，且其傳輸數(shù)據(jù)較大量時(shí)可采用OPC通信方式，完成上位機(jī)110組態(tài)監(jiān)控軟件的共享內(nèi)存數(shù)據(jù)與DCS數(shù)據(jù)之間的交互，并將數(shù)據(jù)存入組態(tài)監(jiān)控軟件的共享內(nèi)存里。一個(gè)實(shí)施例中，所述控制器210和/或所述I/O卡230以可通信方式與DCS連接包括所述控制器210通過(guò)所述串口卡220串口與DCS連接；和/或所述I/O卡230以I/O通信方式與DCS連接。其中，在對(duì)數(shù)據(jù)刷新精度和可靠性要求較高時(shí)，可由控制器210通過(guò)串口卡220， 應(yīng)用Modbus與DCS直接通信，從DCS獲取實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)存入控制器210中的實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的分布式共享內(nèi)存里。若對(duì)數(shù)據(jù)刷新精度和可靠性要求極高時(shí)，則由I/O通信方式從DCS獲取實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，從DCS獲取到的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)也會(huì)先存入控制器210中的實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的分布式共享內(nèi)存。本發(fā)明是根據(jù)現(xiàn)有電站控制領(lǐng)域DCS系統(tǒng)的缺陷如通用性較低、在應(yīng)用過(guò)程中無(wú)法實(shí)時(shí)修改控制邏輯等開(kāi)發(fā)的一種開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)，及提供了一種開(kāi)放式優(yōu)化控制方法，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域不僅僅局限于此，其可以直接應(yīng)用在電力、化工、石油等復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)及其他場(chǎng)所，還能對(duì)DCS之外的其他監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控及優(yōu)化。本發(fā)明實(shí)施例中，該開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)包括上位機(jī)110和下位機(jī)120 ；上位機(jī) 110安裝組態(tài)監(jiān)控軟件，上位機(jī)110可通過(guò)OPC通訊方式，直接與DCS通信，完成組態(tài)監(jiān)控軟件的共享內(nèi)存數(shù)據(jù)與DCS數(shù)據(jù)之間的交互，而下位機(jī)120安裝實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件，下位機(jī)120中的控制器210也可經(jīng)過(guò)串口卡220串口與DCS連接，能夠傳輸大量數(shù)據(jù)，可靠性也高，或者以I/O通信方式與DCS進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，速度快，可靠性高，同時(shí)，為了提高該開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)的通用性，下位機(jī)120中的設(shè)備，如控制器210、I/O卡230和串口卡220均采用冗余可插拔式設(shè)計(jì)，從而使得該開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)不僅具備通用性，跟DCS進(jìn)行通信，還實(shí)時(shí)對(duì) DCS進(jìn)行監(jiān)控及優(yōu)化。請(qǐng)參閱圖3，圖3為本發(fā)明開(kāi)放式優(yōu)化控制方法第一實(shí)施例流程圖。如圖3所示， 本發(fā)明還提供了一種開(kāi)放式優(yōu)化控制方法，包括310、從分散控制系統(tǒng)DCS獲取實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)；其中，開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)與DCS連接進(jìn)行通信時(shí)，就開(kāi)始對(duì)DCS進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控， 并開(kāi)始實(shí)時(shí)從該DCS獲取實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，開(kāi)始執(zhí)行對(duì)DCS優(yōu)化的工作。320、對(duì)所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算得到運(yùn)算結(jié)果；其中，在開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)從DCS獲取到實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)之后，會(huì)對(duì)實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的分析、建模和運(yùn)算，得到運(yùn)算結(jié)果。330、發(fā)送所述運(yùn)算結(jié)果至所述DCS。其中，為了完成開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)對(duì)DCS的優(yōu)化，在開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)完成分析運(yùn)算后，不但在系統(tǒng)上保存該運(yùn)算結(jié)果及通知上位機(jī)中控制器實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的分布式共享內(nèi)存，更重要的是要將該運(yùn)算結(jié)果反饋給DCS，以便DCS觸發(fā)其底層設(shè)備，對(duì)其自身進(jìn)行優(yōu)化。在本發(fā)明實(shí)施例中，該開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)與DCS通信，開(kāi)始監(jiān)控，同時(shí)從DCS獲取到實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并對(duì)該實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算得到運(yùn)算結(jié)果，再將該運(yùn)算結(jié)果反饋給DCS，從而滿足在對(duì)DCS進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的同時(shí)，實(shí)時(shí)地對(duì)DCS進(jìn)行優(yōu)化處理。請(qǐng)參閱圖4，圖4為本發(fā)明開(kāi)放式優(yōu)化控制方法中第二實(shí)施例流程圖。如圖4所示，一種開(kāi)放式優(yōu)化控制方法，包括
410、上位機(jī)通過(guò)OPC通信方式獲取實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)；其中，在該開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)中，其與DCS的通信方式是靈活多樣的，包括該系統(tǒng)中的上位機(jī)可以通過(guò)設(shè)置OPC程序，以O(shè)PC通信方式與DCS連接，進(jìn)行上位機(jī)組態(tài)監(jiān)控軟件的共享內(nèi)存數(shù)據(jù)與DCS數(shù)據(jù)之間的交互。420、所述上位機(jī)將所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)存入組態(tài)監(jiān)控軟件的共享內(nèi)存；其中，上位機(jī)以O(shè)PC通信方式與DCS通信，獲取到的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)存入組態(tài)監(jiān)控軟件的共享內(nèi)存，以便后續(xù)的操作，同時(shí)，保證實(shí)時(shí)更新共享內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。430、對(duì)所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算得到運(yùn)算結(jié)果；其中，該開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)會(huì)從組態(tài)監(jiān)控軟件的共享內(nèi)存讀取實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)， 對(duì)實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算。440、發(fā)送所述運(yùn)算結(jié)果至所述DCS。其中，在分析運(yùn)算得到運(yùn)算結(jié)果之后，會(huì)將運(yùn)算結(jié)果送回DCS，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)DCS的優(yōu)化。在本發(fā)明實(shí)施例中，主要是由該系統(tǒng)的上位機(jī)通過(guò)OPC通信方式與DCS進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，獲取實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，再進(jìn)行分析運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果發(fā)回DCS，在對(duì)DCS監(jiān)控的同時(shí)，也能對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。請(qǐng)參閱圖5，圖5為本發(fā)明開(kāi)放式優(yōu)化控制方法中第三實(shí)施例流程圖。如圖5所示，一種開(kāi)放式優(yōu)化控制方法，包括510、所述下位機(jī)的控制器通過(guò)所述串口卡串口獲取實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，和/或所述下位機(jī)的I/O卡通過(guò)I/O通信方式獲取實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)；其中，該下位機(jī)中的控制器可以通過(guò)串口卡串口與DCS連接，應(yīng)用Modbus協(xié)議進(jìn)行通信，同時(shí)，也可以通過(guò)I/O通信方式與DCS通信，不管是哪種通信方式獲取到的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，都會(huì)暫存在控制器的實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的分布式共享內(nèi)存里。520、所述控制器將所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)存入實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的分布式共享內(nèi)存；其中，下位機(jī)與DCS通信獲取到的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，先暫存在實(shí)時(shí)監(jiān)控軟控的分布式共享內(nèi)存里。530、所述控制器從所述分布式共享內(nèi)存讀取所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行控制邏輯
運(yùn)算；另外的，主要由開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)中的下位機(jī)參與重要運(yùn)算和控制，其中，控制器則有著重要的作用，其自身具有監(jiān)控和進(jìn)行控制邏輯運(yùn)算的功能，會(huì)對(duì)獲取到的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)也進(jìn)行控制邏輯運(yùn)算，完成對(duì)DCS在線控制邏輯的修改，即完成其實(shí)時(shí)優(yōu)化。M0、所述控制器將所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)中的組態(tài)監(jiān)控軟件的共享內(nèi)存；其中，下位機(jī)中的控制器與上位機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行通信，不但分析運(yùn)算后的運(yùn)算結(jié)果通知到上位機(jī)的組態(tài)監(jiān)控軟件，其獲取到的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)也會(huì)實(shí)時(shí)通知到上位機(jī)的組態(tài)監(jiān)控軟件，這些數(shù)據(jù)都將存儲(chǔ)在組態(tài)監(jiān)控軟件的共享內(nèi)存里，后續(xù)的顯示及其他操作都將從共享內(nèi)存讀取相關(guān)數(shù)據(jù)。550、對(duì)所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算得到運(yùn)算結(jié)果；其中，該系統(tǒng)中下位機(jī)中的控制器的實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件會(huì)對(duì)實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行控制邏輯及其他運(yùn)算，然后將運(yùn)算結(jié)果通知上位機(jī)中的組態(tài)監(jiān)控軟件，一些高級(jí)算法及處理則由上位機(jī)的組態(tài)監(jiān)控軟件進(jìn)行處理，最后得到運(yùn)算結(jié)果。560、發(fā)送所述運(yùn)算結(jié)果至所述DCS。其中，在得到運(yùn)算結(jié)果之后，會(huì)將運(yùn)算結(jié)果發(fā)送回DCS，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)DCS的優(yōu)化。在本發(fā)明實(shí)施例中，主要由下位機(jī)中的控制器和/或I/O卡去獲取實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)， 再進(jìn)行相關(guān)的分析運(yùn)算，完成開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)對(duì)DCS的監(jiān)控及優(yōu)化。請(qǐng)參閱圖6，圖6為本發(fā)明開(kāi)放式優(yōu)化控制方法中第四實(shí)施例流程圖。如圖6所示，一種開(kāi)放式優(yōu)化控制方法，包括610、所述下位機(jī)的控制器通過(guò)所述串口卡串口獲取實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，和/或所述下位機(jī)的I/O卡通過(guò)I/O通信方式獲取實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)； 其中，該下位機(jī)中的控制器可以通過(guò)串口卡串口與DCS連接，通過(guò)Modbus協(xié)議進(jìn)行通信，同時(shí)，也可以通過(guò)I/O通信方式與DCS通信，不管是哪種通信方式獲取到的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，都會(huì)暫存控制器的實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的分布式共享內(nèi)存里。620、所述控制器將所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)存入實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的分布式共享內(nèi)存；其中，下位機(jī)與DCS通信獲取到的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，先暫存在實(shí)時(shí)監(jiān)控軟控的分布式共享內(nèi)存里。630、所述控制器從所述分布式共享內(nèi)存讀取所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行控制邏輯
運(yùn)算；另外的，主要由開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)中的下位機(jī)參與重要運(yùn)算和控制，其中，控制器則有著重要的作用，其自身具有監(jiān)控和進(jìn)行控制邏輯運(yùn)算的功能，會(huì)對(duì)獲取到的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)也進(jìn)行控制邏輯運(yùn)算，完成對(duì)DCS在線控制邏輯的修改，即完成其實(shí)時(shí)優(yōu)化。640、所述控制器將所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)中的組態(tài)監(jiān)控軟件的共享內(nèi)存；其中，下位機(jī)中的控制器與上位機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行通信，不但分析運(yùn)算后的運(yùn)算結(jié)果通知到上位機(jī)的組態(tài)監(jiān)控軟件，其獲取到的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)也會(huì)實(shí)時(shí)通知到上位機(jī)的組態(tài)監(jiān)控軟件，這些數(shù)據(jù)都將存儲(chǔ)在組態(tài)監(jiān)控軟件的共享內(nèi)存里，后續(xù)的顯示及其他操作都將從共享內(nèi)存讀取相關(guān)數(shù)據(jù)。650、對(duì)所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算得到運(yùn)算結(jié)果；其中，該系統(tǒng)中下位機(jī)中的控制器的實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件會(huì)對(duì)實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行控制邏輯及其他運(yùn)算，然后將運(yùn)算結(jié)果通知上位機(jī)中的組態(tài)監(jiān)控軟件，一些高級(jí)算法及處理則由上位機(jī)的組態(tài)監(jiān)控軟件進(jìn)行處理，最后得到運(yùn)算結(jié)果。660、將所述運(yùn)算結(jié)果發(fā)送至上位機(jī)中的實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的分布式共享內(nèi)存；其中，運(yùn)算結(jié)果也發(fā)送給上位機(jī)并存入實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的分布式共享內(nèi)存，以便更新分布式共享內(nèi)存里的數(shù)據(jù)及后續(xù)顯示。670、所述上位機(jī)顯示所述運(yùn)算結(jié)果；其中，上位機(jī)會(huì)將所述運(yùn)算結(jié)果顯示出來(lái)。680、發(fā)送所述運(yùn)算結(jié)果至所述DCS。其中，在得到運(yùn)算結(jié)果之后，會(huì)將運(yùn)算結(jié)果發(fā)送回DCS，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)DCS的優(yōu)化。在本發(fā)明實(shí)施例中，由下位機(jī)中的控制器和/或I/O卡完成與DCS的交互，同時(shí)，在開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析運(yùn)算得到運(yùn)算結(jié)果之后，也會(huì)將運(yùn)算結(jié)果通知上位機(jī)中的組態(tài)監(jiān)控軟件的共享內(nèi)存和暫存入下位機(jī)控制器的實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的分布式共享內(nèi)存，上位機(jī)顯示運(yùn)算結(jié)果和更新組態(tài)監(jiān)控軟件的共享內(nèi)存里的數(shù)據(jù)，之后，系統(tǒng)將運(yùn)算結(jié)果發(fā)送至DCS。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法，該開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)包括上位機(jī)110和下位機(jī)120，該上位機(jī)110安裝有組態(tài)監(jiān)控軟件，用于獲取DCS的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并對(duì)所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算得到運(yùn)算結(jié)果，以及發(fā)送所述運(yùn)算結(jié)果至所述 DCS，完成組態(tài)監(jiān)控軟件的共享內(nèi)存數(shù)據(jù)與DCS數(shù)據(jù)之間的交互和實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互；該下位機(jī) 120安裝有實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)軟件，用于獲取DCS的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并對(duì)所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算得到運(yùn)算結(jié)果，以及發(fā)送所述運(yùn)算結(jié)果至所述DCS，完成實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的分布式共享內(nèi)存數(shù)據(jù)與DCS數(shù)據(jù)之間的交互；該上位機(jī)110通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與該下位機(jī)120連接，該上位機(jī) 110和/或下位機(jī)120以可通信方式與DCS連接，具有通用性，可對(duì)DCS進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控及優(yōu)化；該開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)與DCS通信，獲取DCS的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并對(duì)該實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算得到運(yùn)算結(jié)果，然后再將該運(yùn)算結(jié)果反饋給DCS，從而實(shí)現(xiàn)其對(duì)DCS的優(yōu)化。另外的，在本發(fā)明實(shí)施例中，該開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)上位機(jī)110可以O(shè)PC通信方式與DCS連接，完成組態(tài)監(jiān)控軟件的共享內(nèi)存數(shù)據(jù)與DCS數(shù)據(jù)的交互；而下位機(jī)120可包括控制器210、I/O卡230和串口卡220，三者均可采用冗余可插拔式設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)合理，通用性較強(qiáng)；同時(shí)，控制器210分別與I/O卡230和串口卡220連接，控制器210可通過(guò)串口卡220 串口與DCS直接連接，應(yīng)用Modbus協(xié)議進(jìn)行通信，也可以是I/O卡230以I/O通信方式與 DCS連接，完成與DCS的通信，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控及優(yōu)化功能。以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，包括上位機(jī)(Iio)和下位機(jī)(120)； 所述上位機(jī)(110)安裝有組態(tài)監(jiān)控軟件，所述上位機(jī)(110)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與所述下位機(jī)(120)連接，所述下位機(jī)(120)安裝有實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件，所述上位機(jī)(110)和/或下位機(jī)(120) 以可通信方式與分散控制系統(tǒng)DCS連接；所述組態(tài)監(jiān)控軟件，用于獲取DCS的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并對(duì)所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算得到運(yùn)算結(jié)果，以及發(fā)送所述運(yùn)算結(jié)果至所述DCS，完成組態(tài)監(jiān)控軟件的共享內(nèi)存數(shù)據(jù)與DCS數(shù)據(jù)之間的交互和實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互；所述實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件，用于獲取DCS的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并對(duì)所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算得到運(yùn)算結(jié)果，以及發(fā)送所述運(yùn)算結(jié)果至所述DCS，完成實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的分布式共享內(nèi)存數(shù)據(jù)與DCS數(shù)據(jù)之間的交互。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述下位機(jī)(120)包括控制器(210)、1/0卡(230)和串口卡(220)，所述控制器(210)安裝有實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件，所述控制器(210)與所述I/O卡(230)連接，所述控制器(210)與所述串口卡(220)連接，所述控制器(210)和/或所述I/O卡Q30)以可通信方式與DCS連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器(210)、1/0卡 (230)和串口卡(220)采用冗余可插拔式設(shè)計(jì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機(jī)(110)和/或下位機(jī)(120)以可通信方式與DCS連接包括所述上位機(jī)(110)以O(shè)PC通信方式與DCS連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器(210)和/或所述I/O卡O30)以可通信方式與DCS連接包括所述控制器(210)通過(guò)所述串口卡Q20)串口與DCS連接； 和/或所述I/O卡Q30)以I/O通信方式與DCS連接。
6.一種開(kāi)放式優(yōu)化控制方法，其特征在于，包括 從分散控制系統(tǒng)DCS獲取實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)； 對(duì)所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算得到運(yùn)算結(jié)果； 發(fā)送所述運(yùn)算結(jié)果至所述DCS。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開(kāi)放式優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述獲取實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)為上位機(jī)通過(guò)OPC通信方式獲取實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，則所述方法還包括步驟所述上位機(jī)將所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)存入組態(tài)監(jiān)控軟件的共享內(nèi)存。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開(kāi)放式優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述獲取實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)為下位機(jī)的控制器通過(guò)所述串口卡串口獲取實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，和/或所述下位機(jī)的I/O卡通過(guò)I/O通信方式獲取實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，則所述方法還包括步驟所述控制器將所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)存入實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的分布式共享內(nèi)存； 所述控制器從所述分布式共享內(nèi)存讀取所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行控制邏輯運(yùn)算； 所述控制器將所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)中的組態(tài)監(jiān)控軟件的共享內(nèi)存。
9.根據(jù)權(quán)利要求6 8中任一項(xiàng)所述的開(kāi)放式優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述對(duì)所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算得到運(yùn)算結(jié)果之后進(jìn)一步包括步驟將所述運(yùn)算結(jié)果發(fā)送至上位機(jī)中的實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的分布式共享內(nèi)存；所述上位機(jī)顯示所述運(yùn)算結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種開(kāi)放式優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)具備通用性，能夠跟DCS進(jìn)行通信，對(duì)DCS進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控及優(yōu)化。該系統(tǒng)包括上位機(jī)110和下位機(jī)120；所述上位機(jī)110安裝有組態(tài)監(jiān)控軟件，所述上位機(jī)110通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與所述下位機(jī)120連接，所述下位機(jī)120安裝有實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件，所述上位機(jī)110和/或下位機(jī)120以可通信方式與DCS連接；該方法包括從分散控制系統(tǒng)DCS獲取實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)；對(duì)所述實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算得到運(yùn)算結(jié)果；發(fā)送所述運(yùn)算結(jié)果至所述DCS。
文檔編號(hào)G05B19/418GK102346474SQ20111026183
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者孫耘, 尹峰, 張永軍, 朱北恒, 羅志浩, 陳波 申請(qǐng)人:浙江省電力試驗(yàn)研究院