分散控制系统测点导出方法、系统、终端设备及可读存储介质与流程

1.本发明属于工业控制系统及dcs数据处理技术领域，特别涉及一种分散控制系统测点导出方法、系统、终端设备及可读存储介质。


背景技术：

2.如《火电厂分散控制系统原理及应用》书中所述，分散控制系统（dcs）已经在工业控制领域得到了广泛的应用。对于现场设备众多且控制工艺复杂的火电机组来说，一个性能优良、功能友好的dcs，能够为火电机组的建设、运行与维护起到至关重要的作用。
3.火电机组控制设备的指令、反馈等信号通过线缆接入到dcs中，根据设备信号所对应的工艺系统及类型以i/o通道测点的数据形式将设备信号关联到dcs，每个i/o通道测点划分在dcs不同的位置，并具有多个不同的属性。据粗略统计，单台350mw级别的火电机组控制设备数量多达上千台， i/o通道测点总数可达10000点以上，单台1000mw级别火电机组的控制设备数量更多，i/o通道测点总数可达20000点以上。
4.火电机组在运维工作时，需要定期对机组下所有的控制设备进行统计分析，统计数据一般是以i/o通道测点为基础，通过对i/o通道测点的属性信息进行筛选、归类得到所需要的数据，从而对机组的控制设备进行资产管理等运维工作。另外，在火电机组进行dcs改造工作时，会将原有dcs中的所有数据信息迁移到新的dcs，其中包括对所有i/o通道测点的属性信息，在得到原有的数据信息后，再按照新的dcs系统结构对数据信息进行修改，实现原有dcs数据信息到新dcs的数据迁移。
5.目前传统的dcs在进行火电机组运维工作或者dcs改造工作时，面对机组大量的i/o通道测点，对其进行属性信息筛选、归类或者修改，一般需要通过人工手段将i/o通道测点的属性信息按照dcs的格式抄录到所需的数据表格中，或者通过对dcs的数据库进行操作，才能将i/o通道测点的属性信息导出，再对导出信息进行人工处理，才能得到所需的数据表格，最后通过数据表格对i/o通道测点进行分析统计。上述现有传统方法不但需要花费大量的人力成本，还需要避免人工操作时产生的错误，可靠性较差，在对dcs进行数据库操作时，需要一定的技术手段，一旦操作失误，会带来无法估计的损失。
6.综上，目前传统dcs的i/o通道测点导出不便于进行火电机组的运维或改造工作，亟需一种新的分散控制系统测点导出方法及系统。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种分散控制系统测点导出方法、系统、终端设备及可读存储介质，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明中，能够将dcs的数据测点导出为表格，基于导出的表格可实现对dcs数据测点的统计分析和参数批量修改，能够降低人力成本，同时提高可靠性。
8.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明的一种分散控制系统测点导出方法，包括以下步骤：
将分散控制系统的层级数据结构构造为森林数据结构；基于构造获得的森林数据结构，利用森林先序遍历的方法将分散控制系统测点导出至预设的导出模板中，完成分散控制系统测点导出；其中，所述预设的导出模板中，将i/o通道测点的机组号、控制器号、分支号、模块号、通道号和测点标签名作为关键字，将i/o通道测点的其他属性信息作为参数项。
9.本发明的进一步改进在于，所述森林数据结构为预设级数高度的森林数据结构。
10.本发明的进一步改进在于，所述将分散控制系统的层级数据结构构造为森林数据结构的步骤具体包括：基于分散控制系统的机组
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控制器
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分支
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模块
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通道的层级结构，以机组为森林数据结构第一棵树的根结点，控制器为机组结点下的子结点，分支为控制器结点下的子结点，模块为分支结点下的子结点，通道为模块结点下的叶子结点构造获得森林数据结构。
11.本发明的进一步改进在于，所述预设的导出模板具体为i/o通道测点的数据表格；所述数据表格中表名、表头列名与分散控制系统中各结点属性名称相对应；按照所述森林数据结构，以模块结点的模块类型名称建立表页，在表页中加入机组号列、控制器号列、分支号列和模块号列与通道的各属性列形成表头。
12.本发明的进一步改进在于，表头中机组号列、控制器号列、分支号列、模块号列、通道号列不为空；通道的各属性列中包括测点标签名列，测点标签名列不为空。
13.本发明的进一步改进在于，所述基于构造获得的森林数据结构，利用森林先序遍历的方法将分散控制系统测点导出至预设的导出模板中，完成分散控制系统测点导出的步骤具体包括：先访问根结点，再按预设顺序遍历根结点的每棵子树，得到叶子结点的数据信息，将对应项插入到导出模板的表页中，得到i/o通道测点的导出点表。
14.本发明的进一步改进在于，所述预设顺序为从左到右的顺序。
15.本发明的一种分散控制系统测点导出系统，包括：数据结构构造模块，用于将分散控制系统的层级数据结构构造为森林数据结构；遍历导出模块，用于基于构造获得的森林数据结构，利用森林先序遍历的方法将分散控制系统测点导出至预设的导出模板中，完成分散控制系统测点导出；其中，所述预设的导出模板中，将i/o通道测点的机组号、控制器号、分支号、模块号、通道号和测点标签名作为关键字，将i/o通道测点的其他属性信息作为参数项。
16.本发明的一种终端设备，包括：处理器；存储器，用于存储计算机程序指令；所述计算机程序指令由所述处理器加载并运行时，所述处理器执行本发明任一上述的分散控制系统测点导出方法。
17.本发明的一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器加载并运行时，所述处理器执行本发明任一上述的分散控制系统测点导出方法。
18.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的方法中，将dcs的层级结构构造为多级高度的森林数据结构，利用森林先序遍历的方法将测点导出至预先定制好的导出模板当中，能够实现大量数据测点的快速导出，获得导出的表格，基于导出的表格可实现对dcs中i/o通道测点的统计分析和参数批量
修改。
19.本发明可提高用户的工作效率，减少dcs数据维护工作量，降低人力成本，同时通过系统自动导出还可提高数据的准确性以及可靠性。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本发明实施例的一种基于森林先序遍历的分散控制系统测点导出方法的流程示意图；图2是本发明实施例中，机组i/o通道森林结构示意图；图3是本发明实施例的一种分散控制系统测点导出系统的示意图。
具体实施方式
22.为使本发明实施例的目的、技术效果及技术方案更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例。基于本发明公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都应属于本发明保护的范围。
23.实施例1请参阅图1，本发明实施例的一种基于森林先序遍历的分散控制系统测点导出方法，包括以下步骤：将分散控制系统的层级数据结构构造为森林数据结构；示例性可选的，所述森林数据结构可以是预设的多级高度的森林数据结构；利用森林先序遍历的方法将测点导出至预设好的导出模板中，完成分散控制系统测点导出。
24.本发明实施例的上述方法能提高用户的工作效率，大量减少dcs数据维护工作量，通过系统自动导出还可提高数据的准确性。
25.实施例2本发明实施例中，以dcs的机组
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控制器
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分支
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模块
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通道的层级结构为例，将分散控制系统的层级数据结构构造为森林数据结构的步骤具体包括：dcs以机组
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控制器
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分支
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模块
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通道的层级结构构成，机组下包含多个控制器，每个控制器下包含多个分支，分支下包含多个模块，模块下包含多个通道。按照dcs的层级结构可以构造为深度5森林结构，机组为森林结构第一棵树的根结点，控制器为机组结点下的子结点，分支为控制器结点下的子结点，模块为分支结点下的子结点，通道为模块结点下的子结点也为叶子结点。
26.本发明实施例中，i/o通道测点在dcs中数量大，分散度高，数据管理较为复杂，将dcs的数据结构抽象为森林数据结构，这样i/o通道测点的结构清晰，层次分明，数据处理稳定有序，其插入与修改拥有较稳定的时间复杂度。i/o通道测点的导出通过森林先序遍历，
可避免数据重复查找，减少了数据管理的复杂度，大幅提高dcs进行i/o通道测点的导出工作效率。
27.实施例3本发明实施例中，导出模板为i/o通道测点的数据表格，数据表格中表名、表头列名与dcs中各结点属性名称相对应，按照森林数据结构，以模块结点的模块类型名称建立表页，在表页中加入机组号列、控制器号列、分支号列和模块号列与通道的各属性列形成表头。机组号、控制器号、分支号、模块号和通道号构成i/o通道测点在dcs中的位置信息，该位置信息具有唯一性，因此表头中机组号列、控制器号列、分支号列和模块号列、通道号列不能为空，火电机组中测点标签名也具有唯一性，因此表头通道属性中测点标签名列不能为空。将i/o通道测点的机组号、控制器号、分支号、模块号、通道号和测点标签名作为关键字，i/o通道测点的其他属性信息作为参数项，形成预设的导出模板。
28.本发明实施例的方法，导出模板具有较高的灵活性，导出模板可修改表页数量，根据实际需求导出任意一种或多种模块类型的i/o通道测点；也可对表头进行修改，导出除关键字外的任意一种或多种i/o通道测点属性信息。导出模板具有准确性，表头中的非空字段决定了i/o通道测点的唯一性，在导出过程中，dcs通过对导出模板中表头的非空字段进行判断，将符合条件的i/o通道测点依次填入数据表格中，保证了导出i/o通道测点的准确性。导出模板具有便捷性，导出的i/o通道测点可利用表格工具所具备的功能，对数据进行处理，极大的提高了数据处理的效率。
29.实施例4本发明实施例中，基于前述森林数据结构，利用森林先序遍历的方法将测点导出至预设好的导出模板中的步骤具体包括：首先以模块类型名称为表页，以森林根结点，子结点及叶子结点的各属性为列名，建立导出模板。通过森林遍历，先访问根结点，再按从左到右的顺序遍历根结点的每棵子树，得到叶子结点的数据信息，判断各结点信息与导出模板中表头列是否对应，将对应项插入到表页中，最终得到i/o通道测点的导出点表。
30.本发明的方法中，将dcs的机组
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控制器
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分支
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模块
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通道层级结构构造为多级高度的森林数据结构，利用森林先序遍历的方法将测点导出至预先定制好的导出模板当中，能够实现大量数据测点的快速导出，获得导出的表格，基于导出的表格可实现对dcs中i/o通道测点的统计分析和参数批量修改。本发明可提高用户的工作效率，减少dcs数据维护工作量，同时通过系统自动导出还可提高数据的准确性。
31.实施例5本发明实施例的一种基于森林先序遍历的分散控制系统测点导出方法，导出测点可按照机组或控制器为对象进行操作，可导出国产dcs（如《火电厂分散控制系统原理及应用》书中所述）中i/o通道测点。若国产一个dcs中有m个控制器，每个控制器中有n个模块，通过本发明的方法可导出测点表。
32.可选的，本发明方法可导出机组的全部控制器或者是多个控制器，可对控制器进行筛选。
33.本发明实施例的一种基于森林先序遍历的分散控制系统测点导出方法，包括以下步骤：步骤1，对dcs中的i/o通道测点导出后进行批处理操作。
34.步骤1.1，首先建立导出模板，将需要导出的测点关键字与参数项作为数据项加入到模板的列表中。其中，测点关键字是判断测点唯一性的标识符，模板中必须建立测点关键字的表头字段，测点参数项是测点的属性参数，可根据导出需求决定，可在模板中建立需要的测点参数项的表头字段。
35.步骤1.2，示例性的：国产i/o通道测点的层级结构为：控制器
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分支
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模件
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i/o通道测点。以控制器为单位，遍历控制器中的分支，在从分支中遍历所有模块，在模块中遍历各通道，取出i/o通道测点对象，将模块下的i/o通道测点对象与导出模板的表头字段进行匹配，得到i/o通道测点的关键字与参数项所要填充至导出模板的位置后，将i/o通道测点的关键字与参数项填充至导出模板中，形成控制器dcsi/o通道测点表。
36.请参阅图2，本发明实施例中，一台机组控制器的数量为m1，单个控制器下分支的数量为m2，单个分支下模块的数量为m3，单个模块下通道的数量为m4，森林的高度为5，依次对机组下的以控制器为森林根结点进行遍历，直至到通道测点，完成通道测点的导出。
37.以控制器1的i/o通道森林遍历为例，以下为控制器1森林的先序遍历顺序为：（1）控制器1
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分支1；（2）遍历分支1；（3）遍历模块1，取出模块1下的数量为m4的各通道测点；遍历模块2，可取出模块2下的数量为m4的各通道测点，历模块m3，可取出模块m3下的数量为m4的各通道测点；（4）遍历分支2，步骤同3，取出分支2下各模块的各通道测点；（5）遍历分支m2，步骤同3，取出分支m2下各模块的各通道测点。
38.最后汇总控制器1到控制器m1的先序遍历结果，最终形成机组的通道测点导出。
39.实施例6相比于前述实施例5，本发明实施例中，还包括：步骤1.3，在形成的控制器i/o点表对关键字和参数项进行筛选，得到符合条件的测点并进行批量修改或查看。
40.本发明实施例中，在对机组进行操作时，同样是以控制器为单位，形成每个控制器的导出点表，再将各个导出点表进行合并即可得到dcs机组点表。
41.本发明实施例中，电厂要对本厂的所有测点进行统计分析，得到电厂目前某一种变送器的数量。利用本发明方法，可首先建立导出模板，以测点kks（电厂设备统一标识码）为关键字加入到导出模板的表头列，再将测点的类型作为参数项加入到导出模板的表头列，执行导出方法，系统自动将测点填充至导出模板形成导出表格，然后再表格中对测点类型按照变送器的对应的类型进行筛选，即可得到所需要类型变送器的数量。
42.实施例7请参阅图3，本发明实施例的一种分散控制系统测点导出系统，包括：数据结构构造模块，用于将分散控制系统的层级数据结构构造为森林数据结构；遍历导出模块，用于基于构造获得的森林数据结构，利用森林先序遍历的方法将分散控制系统测点导出至预设的导出模板中，完成分散控制系统测点导出；其中，所述预设的导出模板中，将i/o通道测点的机组号、控制器号、分支号、模块号、通道号和测点标签名作为关键字，将i/o通道测点的其他属性信息作为参数项。
43.本发明实施例的系统能提高用户的工作效率，大量减少dcs数据维护工作量，通过
系统自动导出还可提高数据的准确性。
44.实施例8本发明实施例的一种终端设备，包括：在硬件层面，该终端设备包括：处理器，可选的还包括内部总线、网络接口、存储器。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存储器，也可能还包括非易失性存储器，例如，至少一个磁盘存储器等。当然，该电子设备可能还包括其他业务所需的硬件。
45.处理器、网络接口、存储器通过内部总线互相连接，该内部总线可以是工业标准体系结构总线、外设部件互连标准总线、扩展工业标准结构总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。
46.存储器用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码、所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。
47.处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，在逻辑层面上形成上述电子设备。处理器执行程序时，具体执行以下操作：将分散控制系统的层级数据结构构造为森林数据结构；基于构造获得的森林数据结构，利用森林先序遍历的方法将分散控制系统测点导出至预设的导出模板中，完成分散控制系统测点导出；其中，所述预设的导出模板中，将i/o通道测点的机组号、控制器号、分支号、模块号、通道号和测点标签名作为关键字，将i/o通道测点的其他属性信息作为参数项。
48.实施例9本发明实施例中，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质（memory），所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序（包括程序代码）。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速ram存储器，也可以是非不稳定的存储器(non
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volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中分散控制系统测点导出方法的相应步骤。
49.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。