一种报警同步系统和报警同步方法与流程

1.本发明涉及一种工业控制报警领域，尤其是一种报警同步系统和报警同步方法。


背景技术：

2.随着我国工业化进程的不断深入，综合性工业控制系统对工业生产过程起到事故预防、降低损耗、确保安全的作用。目前现有工业监控系统上位机系统和下位机系统因部署时期，部署功能，生产厂家不同独立部署，上位机报警系统和下位机报警系统分离，各自独立配置、计算、展示和处理报警。
3.同一点位数据变化产生的报警在上下位机报警系统分离展示时，涉及上下位机对点位预设的报警规则一致性、上下位机在位情况、上下位机设备运行状态、网络情况的影响，其缺点是报警一致性无法保证，处理报警需有经验人员多人协作工作量大，导致错失报警处理的最佳时间。
4.在实际工业控制系统的运行过程中，上位机和下位机的报警数量，类型不同，上位机和下位机的报警不一致，也就是经常会出现多报，错报和漏报的情况。经常会因为报警差异误导用户，给用户排查报警带来困扰，增加了排查问题的难度，无法第一时间发现问题排除隐患,严重影响了生产安全。
5.在报警发生后报警一致性无法保证的情况下，处理报警需多人协作工作量大。无法适用操作人员少、一处操作全局响应、声光电一体报警的工业场景。


技术实现要素：

6.本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种报警同步系统和报警同步方法，可解决异构系统间上下位机报警各自独立配置，独立计算、独立展示和处理的问题，实现上下位机报警系统统一计算、统一触发、统一管理控制、统一展示的一体化技术方案。
7.本发明的第一个发明提出了一种报警同步系统，至少包括上位机报警系统和下位机报警系统，所述下位机报警系统连接数据源，其特征在于，所述上位机报警系统和下位机报警系统基于共同配置的报警同步协议通讯，所述报警同步协议至少包括报警状态数据；所述下位机报警系统用于采集数据源的实时数据，并基于预设报警规则对实时数据进行计算和处理，判定是否生成报警信息，并生成报警状态数据，以及，展示生成的报警信息，并基于报警同步协议发送生成的报警状态数据至上位机报警系统；所述上位机报警系统用于配置报警设置参数和接收报警状态数据，并基于报警同步协议解析所述报警状态数据，以及，基于报警设置参数判定是否同步展示所述报警信息；所述上位机报警系统或下位机报警系统还用于接收确认指令以确认报警信息，并通过所述报警状态数据进行上位机报警系统和下位机报警系统之间的确认同步。
8.进一步的，报警状态数据至少包括报警类型和报警标志，所述报警标志至少包括报警触发标志，报警确认标志和报警抑制标志。
9.进一步的，报警状态数据每一位分别对应数据源的报警类型或报警类型对应的报
警标志。
10.进一步的，上位机报警系统还用于基于接收的报警抑制指令以修改报警状态数据，并通过修改的所述报警状态数据同步至下位机系统进行报警抑制或消除报警抑制。
11.进一步的，上位机报警系统至少包括上位机报警服务器，以及与上位机报警服务器耦接的若干上位机报警客户端，其中上位机报警服务器用于耦接下位机报警系统并基于报警同步协议通信，上位机报警客户端用于报警展示和报警操作。
12.本发明的第二个方面还提出的一种报警同步方法，基于报警同步协议配置上位机报警系统和/或下位机报警系统；上位机报警系统配置数据源对应的报警设置参数；下位机报警系统采集数据源的实时数据，基于预设报警规则对实时数据进行报警计算和处理，从而判定是否生成报警信息，并生成报警状态数据，以及展示报警信息，并将生成的报警状态数据基于报警同步协议发送至上位机报警系统；上位机报警系统基于报警同步协议解析收到的报警状态数据，并基于报警设置参数判断是否对报警信息进行同步展示。
13.进一步的，还包括：通过上位机报警系统或下位机报警系统基于接收报警指令，对报警信息进行报警确认，则上位机报警系统或下位机报警系统修改报警状态数据，并基于报警同步协议同步报警状态数据至下位机报警系统或上位机报警系统，上位机报警系统或下位机报警系统解析收到的报警状态数据，并基于解析结果展示报警确认信息。
14.进一步的，还包括：上位机报警系统修改报警状态数据从而抑制报警或消除抑制报警，并基于报警同步协议将报警状态数据同步至下位机报警系统；下位机报警系统解析收到的报警状态数据，并基于解析结果对相应数据源的报警类型进行报警抑制或消除报警抑制。
15.进一步的，还包括：若上位机报警系统故障后恢复，则下位机报警系统基于报警同步协议发送当前报警状态数据至上位机报警统；上位机报警系统基于报警同步协议解析接收的报警状态数据，并基于报警设置参数判定是否同步展示当前下位机报警系统的报警信息。
16.本发明的有益效果是：1、统一报警计算、统一报警触发、统一报警管理控制、统一报警展示，保证报警数据实时性和一致性；2、消除异构系统间的报警数据孤岛问题，上下位机报警系统只需按照报警同步协议格式组织数据，不受下位机系统厂家影响；3、上位机报警系统的报警展示均通过报警同步协议从下位机系统获得，下位机报警系统用于报警计算和报警触发，从而保证了上下位报警数据的一致性；4、上下位机报警系统基于报警同步协议组织和解析数据，解决了点位预设的报警规则不一致的问题；5、仅通过对原有工业控制系统的上位机报警系统进行软件升级，对下位机报警系统进行组态调整，即可实现上下位机一体化报警，无需更换原有系统中的下位机，用低成本保证就可及时排除生产安全隐患。
附图说明
17.图1为本发明实施例的报警同步系统的原理示意图。
18.图2为本发明实施例的报警同步协议示意图。
19.图3为本发明实施例的上位机报警系统点位报警配置示意图。
20.图4为本发明实施例的报警同步方法流程图。
21.图5为本发明实施例的上位机报警系统展示的报警信息示意图。
具体实施方式
22.为了进一步理解本发明，首先对本发明提到的部分术语进行解释：异构系统：由多个不同架构系统组成的系统就是异构系统。
23.上位机：是指可以直接发出操控命令的计算机，一般是pc/host computer/master computer/upper computer，屏幕上显示各种信号变化（液压，水位，温度等）。
24.下位机：下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机，一般是plc/单片机single chip microcomputer/slave computer/lower computer等。
25.为了便于本领域人员更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，下述仅是示例性的不限定本发明的保护范围。
26.如图1所示，本实施例所述的报警同步系统，包括上位机报警系统和下位机报警系统，其中，下位机报警系统连接数据源，上位机报警系统和下位机报警系统基于共同配置的报警同步协议通讯，报警同步协议至少包括报警状态数据；下位机报警系统用于采集数据源的实时数据，并基于预设报警规则对实时数据进行计算和处理，判定是否生成报警信息，并生成报警状态数据，以及，展示生成的报警信息，并基于报警同步协议发送生成的报警状态数据至上位机报警系统。上位机报警系统用于配置报警设置参数和接收报警状态数据，并基于报警同步协议解析报警状态数据，以及，基于报警设置参数判定是否同步展示上述报警信息。上位机报警系统或下位机报警系统还用于接收确认指令以确认报警信息，并通过所述报警状态数据进行上位机报警系统和下位机报警系统之间的确认同步。
27.在工业控制系统中，下位机报警系统为下位机系统中的一部分，下位机系统包括的下位机分别连接各个仪器仪表，仪器仪表分别有对应若干点位。其中，数据源为工业控制系统中的仪器仪表提供的实时监测到的数据。
28.上位机报警系统包括上位机报警客户端和上位机报警服务器，在同一个工业控制系统中，用于展示报警的上位机报警客户端有若干个。
29.在本技术的一个实施例中，主要基于报警同步协议进行上位机报警系统与下位机报警系统之间的通讯，消除异构系统间的报警数据孤岛问题，使两种不同系统各自独立的报警数据可以相互同步。
30.当上位机报警系统或下位机报警系统接收用户操作的确认指令，也可实现上位机报警系统和下位机报警系统的确认同步，避免了出现了浪费人力和物理资源排查报警。
31.在本发明的一个实施例中，通过报警同步协议所通讯的数据主要为报警状态数据，报警状态数据包括报警类型和报警标志，报警标志至少包括报警触发标志，报警确认标志和报警抑制标志。报警状态数据的每一位分别对应数据源的报警类型或报警类型对应的报警标志。
32.对于某一点位报警状态和报警标志的同步，主要通过报警同步协议中的报警状态数据来实现。
33.需要说明的是，每一次报警状态数据值的变动，都是在上一次报警状态值的基础上进行的改变。
34.以图2所示的一个报警同步协议中所示的报警状态数据为例，为一个32位的数据，每一位分别对应数据源的报警类型或报警类型对应的报警标志。以报警类型为高限报警为例，高限报警的最低位对应的为高限报警的触发，倒数第二位对应的为确认标志位，倒数第三位对应的为抑制标志位。
35.以某一设备的蒸汽压力值为例，其正常工作温度的范围为70-80℃，大于等于80℃定义为高，工作温度大于等于90℃定位为高高，工作温度大于等于100℃定义为高三限。在上位机报警系统的上位机的界面，如图3所示，对点位报警进行配置，通过勾选图3所示界面的启用，则开启对应点位的上下位机报警系统的同步功能，对于高、高高、高三限的触发值分别为80、90、100℃，则在下位机报警系统采集到的蒸汽压力值大于等于90℃时，即需要进行报警，则报警同步协议中的报警状态数据的触发值对应发生变化，一般情况下，触发报警时由0变为1。对应的，下位机报警系统传输至上位机报警系统的报警同步协议中高限报警的触发的位对应的值为1，确认的位对应的值为0，抑制的位对应的值为0。则对应的发送触发高报警的报警状态数据为00
…
00001000。
36.在本发明的一个实施例中，上位机报警系统和下位机报警系统还用于同步报警展示，以及分别用于报警操作。其中，同一套系统中，一般上位机报警服务器有一个，展示报警的上位机报警客户端可以有多个，下位机报警系统先进行报警计算和处理，报警同步协议将值发生变化的报警状态数据发送至上位机报警服务器，上位机报警服务器根据报警设置参数判断是否进行同步报警，从而决定是否将报警信息发送到上位机报警客户端。并且上位机报警系统和下位机报警系统，均可以实现用户操作，从而通过一方操作处理报警，通知整个控制系统，从而解决了报警处理后上下位机报警系统无法统一管理控制的问题。
37.本发明提出的基于上述报警同步系统的报警同步方法，流程示意图如图4所示，具体包括步骤如下：s11，基于报警同步协议配置上位机报警系统和/或下位机报警系统。
38.上位机报警系统和下位机报警系统均按照预设的报警同步协议进行配置，从而在上位机报警系统和下位机报警系统按照报警同步协议组织数据发送和解析收到的数据。
39.在一些实施方式中，若上位机报警系统所应用的软件中可按照报警同步协议组织和解析数据，那么就无需对上位机报警系统配置。
40.s12, 上位机报警系统配置数据源对应的报警设置参数。
41.如图3所示，上位机报警系统对点位进行报警配置。只需在图3所示的配置界面，上位机报警系统勾选“启用”，则对应图3中所示的报警类型，例如图3中报警类型“高三限”，下位机报警系统根据实时数据和预设报警规则检测到高三限报警，则展示高三限报警，并修改高三限对应的3位报警状态数据的值为001发送至上位机报警系统。上位机报警系统接收到报警状态数据解析出来的报警类型为高三限，则在上位机客户端同步展示高三限报警。对应上下位机报警同步通讯的报警状态数据。不受下位机系统厂家影响，只需对下位机报警系统按照报警同步协议的预设格式组织数据，就可实现与上位机报警系统的通讯，从而实现报警同步，一般来说，下位机报警系统通过组态调整的方式，就可解决异构系统间无法实现通讯的问题。
42.对于现场设备在不同工况下运行参数不同，需设置不同的报警参数和报警机制的情况，在一些实施方式中，可自定义设备组及相关联位号、以及设备的不同工况，针对同一个仪表位号的报警可按不同工况进行抑制、不同工况报警值设置、不同工况报警等级设置。
43.需要说明的是，上位机报警系统最开始的点位配置信息是是组态人员通过点表导入的，不是直接通讯获取的。
44.s13，下位机报警系统基于采集的数据源的实时数据，基于预设报警规则对实时数据进行报警计算和处理，从而判定是否生成报警信息，并生成报警状态数据，以及展示报警信息，并将生成的报警状态数据基于报警同步协议发送至上位机报警系统。
45.在一些实施方式中，下位机报警系统接收到点位实时数据后进行报警计算。若采集到的某一点位的实时数据超过其对应的限定值，则产生报警信息并进行报警展示，并且对应生成报警状态数据。将报警信息在下位机报警系统展示，从而展示该点位对应的报警，并将生成的报警状态数据通过报警同步协议发送到上位机报警系统。
46.在一些实施方式中，若下位机报警系统基于采集的数据源的实时数据进行报警计算和处理后，产生报警或消除报警，则报警状态数据也对应发生变化，均需对报警状态数据进行同步。
47.s14，上位机报警系统基于报警同步协议解析收到的报警状态数据，并基于报警设置参数判断是否对报警信息进行同步展示。
48.如图5所示，为上位机报警系统展示的报警信息示意图，需要说明的是，上位机报警系统解析收到的报警同步协议，主要是解析收到的报警状态数据，通过对报警状态数据的解析实现了与下位机报警系统的同步报警展示，例如对于位号arrm.data，上位机报警系统启用了针对于低限报警、低低限报警和低三限的同步报警，上位机报警系统接收到的报警状态数据，基于报警同步协议解析得到了低三限报警、低低限报警和低限报警，则展示得到如图5所示的低限报警、低低限报警或低三限报警。
49.在本发明的一个实施例中，上位机报警系统或下位机报警系统均可分别基于展示的报警信息进行报警确认。具体步骤如下：s21,若上位机报警系统或下位机报警系统基于接收报警指令，对报警信息进行报警确认，则上位机报警系统或下位机报警系统修改报警状态数据；接收报警指令在本技术的实施例中，指的是可接收用户确认报警的操作。
50.s22,基于报警同步协议同步报警状态数据至下位机报警系统或上位机报警系统，上位机报警系统或下位机报警系统解析收到的报警状态数据，并基于解析结果展示报警确认信息。
51.用户在上位机报警系统或下位机报警系统确认报警后，即对报警进行处理，上位机报警系统或下位机报警系统对应修改报警状态数据对应的报警确认标志位，以图2所示的报警同步协议的报警状态数据为例，修改低限报警对应的确认位的值，并发送至下位机报警系统或上位机报警系统。下位机报警系统或上位机报警系统解析收到的报警状态数据，得到对应的确认位的值发生变化，则对应的展示的报警信息标记为已确认。及时被其他操作人员查看，避免无效工作。
52.在本发明的一个实施例中，还包括上位机抑制报警，具体步骤如下：s31，若上位机报警系统修改报警状态数据从而抑制报警或消除抑制报警，并基于
报警同步协议将报警状态数据同步至下位机报警系统；s32，下位机报警系统解析收到的报警状态数据，并基于解析结果对相应报警源的报警类型进行报警抑制或消除报警抑制。
53.若工业控制系统中的某一仪表故障，未进行维修，但是不影响系统运行，仅需对此仪表择机维修即可。在控制系统的实际运行中，不需要此仪表对应的点位一直报警，因此通过上位机修改报警状态数据，如图2中的对应抑制对应的位，并将此状态的变化同步至下位机报警系统。下位机根据接收的报警状态数据，解析并处理报警抑制信息。若下位机采集到了某一报警，但是该报警类型被设置了抑制，那么下位机报警根据接收的报警状态数据，不对采集到的该报警类型对应的报警信息进行展示。同样的，通过修改抑制对应的位，可以实现消除抑制,对报警类型进行正常报警和展示。
54.需要说明的是，虽然针对某种报警类型进行了抑制，且下位机报警基于预设的报警规则计算和处理采集的实时数据，检测到了该报警类型触发，下位机报警系统仍更新报警状态数据并同步至上位机报警系统，但是上位机报警系统不进行报警展示，和下位机报警系统保持同步。
55.在一些实施方式中，还可以在下位机报警系统单独设置抑制报警窗口，用来显示此类被抑制的报警类型。
56.在本发明的一个实施例中，还包括上位机报警恢复，具体包括：s41，若上位机报警系统故障后恢复，则下位机报警系统基于报警同步协议发送报警状态数据至上位机报警系统；在工业控制系统中，对于下位机报警系统而言，下位机会发送数据至与其新建立连接的设备上。上位机报警系统故障恢复后，相当于一个新的上位机报警系统和下位报警系统建立了新的连接，那么下位报警系统就会基于报警同步协议报送报警状态数据至上位机报警系统。
57.s42，上位机报警系统基于报警同步协议解析接收的报警状态数据，并基于报警设置参数判定是否同步展示当前下位机报警系统的报警信息。
58.上位机系统在故障恢复后，通过报警同步系统获取报警状态数据。上位机报警系统接收到报警状态数据后，解析并展示报警信息。
59.本发明提出的一种报警同步系统和报警同步方法，解决了异构系统的报警数据孤岛问题，对于任意点位的报警同步功能均可单独组态，配置灵活。通过上位机报警系统采集下位机报警系统的报警状态数据，实现上下位机对于报警展示的同步，达到了统一报警计算，统一报警触发和统一报警展示。上位机报警系统通过同步下位机报警系统的报警状态数据，实现了统一报警管理控制。保证了上位机报警系统和下位机报警系统的数据实时性和一致性。
60.需要说明的是：在其他实施例中并不一定按照本说明书示出和描述的顺序来执行相应方法的步骤。在一些其他实施例中，其方法所包括的步骤可以比本说明书所描述的更多或更少。此外，本说明书中所描述的单个步骤，在其他实施例中可能被分解为多个步骤进行描述；而本说明书中所描述的多个步骤，在其他实施例中也可能被合并为单个步骤进行描述。
61.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部
分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
62.专业人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。