用于转存电厂控制系统的运行数据的系统、方法和设备与流程

1.本发明涉及电厂领域，尤其涉及用于转存电厂控制系统中的运行数据的系统、方法和设备。


背景技术：

2.电厂控制系统例如分布式控制系统(dcs)主要用于在电厂运行时监视电厂的运行情况、控制电厂中的各部件的操作等。电厂控制系统包括执行自动控制、监测、管理和归档操作所需的各种设备，这些设备分别具有诸如以下各项的功能：在电厂运行过程中接收运行参数，完成数据的采集、处理、开环和闭环控制功能；控制人机接口上的过程操作和信息收集任务；通过网络完成各站之间以及与其它系统的通信；工程设计配置和调试；故障诊断等等。
3.电厂控制系统在操作期间可以生成和存储大量的运行数据。在此阶段，用户需要通过网络和操作者站接口来实现对运行数据的查询需求。然而，这种查询不仅是低效的，而且还缺少用户交互，尤其是在数据量呈现大幅增长时。这会大大增加电厂控制系统的网络通信负担，使得对系统的安全和稳定操作带来一些隐患。
4.当前，对电厂控制系统中的运行数据或历史运行数据的读取一般是通过以下方式来实现的：(1)通过操作者站在电厂控制系统内直接读取；(2)通过工厂信息(pi)系统接口将运行数据存储在外部系统中。然而，上述两种方式都有各自的缺陷。在第一种方式中，由于操作者站和系统操作负担的限制，用户无法按照他们的需求来定制操作。在第二种方式中，存在以下问题：(a)当pi系统接口硬件发生故障时，pi系统的实时数据传输特性会导致数据的外部存储过程发生时间中断，从而失去了数据连续性；(b)当发生电厂控制系统的配置软件错误时，从电厂控制系统的数据读取可能无法完成，使得在外部系统中的数据存储出现中断；(c)pi系统通常仅用于读取和存储关于现场控制设备的测试数据，而无法收集针对电厂控制系统的报警诊断信息和其它数据，因此工厂信息系统接口无法充分地输出电厂控制系统的所有运行数据，导致电厂控制系统的运行数据在第二存储设备中会存在丢失和不完整的情况。
5.因此，存在对于将电厂控制系统的运行数据从电厂控制系统高效地传输到外部平台或存储设备的需求。


技术实现要素：

6.提供本发明内容以便介绍一组概念，这组概念将在以下的具体实施方式中做进一步描述。本发明内容并非旨在标识所保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所保护主题的范围。
7.本发明的目的在于提供用于转存电厂控制系统的运行数据的系统、方法和装置，用以至少部分地克服现有技术存在的缺陷。
8.根据本技术的实施例，提供了一种用于转存电厂控制系统的运行数据的系统，该
系统包括：第一存储设备，所述第一存储设备被安装在所述电厂控制系统内部且被配置为存储所述电厂控制系统的运行数据；传输设备，所述传输设备被配置为：从所述电厂控制系统外部的第二存储设备接收针对所述运行数据的数据传输请求，将所述数据传输请求转发给所述第一存储设备，从所述第一存储设备接收响应于所述数据传输请求的所述运行数据，以及将所述运行数据传输给所述第二存储设备；以及第二存储设备，所述第二存储设备在所述电厂控制系统外部且被配置为从所述传输设备接收并存储所述电厂控制系统的运行数据。
9.根据本技术的实施例的用于转存电厂控制系统的运行数据的系统能够方便且高效地将电厂控制系统的运行数据传输并存储到该电厂控制系统的外部平台或服务器，从而减少了对电厂控制系统的内部存储设备中的运行数据进行读取和处理的负担。此外，通过将内部存储的电厂控制系统的运行数据传输到外部存储设备，能够更好地满足客户体验且易于维护，从而降低了成本。
10.在一个实施例中，该第一存储设备包括网卡，所述网卡被配置为基于tcp/ip协议来实现所述第一存储设备和所述传输设备之间的通信。在该实施例中，网卡可以被配置为：从传输设备接收来自第二存储设备的数据传输请求，以及响应于数据传输请求，将第一存储设备中存储的运行数据发送给所述传输设备。
11.通过利用在第一存储设备或电厂控制系统的内部存储设备中设置的网卡，可以将该内部存储设备中存储的电厂控制系统的所有运行数据或用户需要的运行数据传输到第二存储设备或电厂控制系统的外部存储设备，使得可以在外部存储设备中完整地存储所有的或用户需要的电厂控制系统的运行数据且在传输过程中不易丢失该数据。
12.在一个实施例中，第二存储设备包括监视器，所述监视器被配置为监视对所述第二存储设备中存储的所述运行数据的读取、下载和处理操作。在该实施例中，当监视器被锁定时，第二存储设备不启动该第二存储设备上的数据处理软件；以及当监视器被解锁时，第二存储设备启动该第二存储设备上的数据处理软件。在该实施例中，数据处理软件可以被配置为对第二存储设备中存储的运行数据执行读取、下载和处理操作中的任一种或多种。
13.通过在第二存储设备上设置监视器，可以使得在电厂控制系统外部对电厂控制系统的运行数据执行的操作更为安全，以及能够在电厂控制系统外部的平台或存储设备上对这些数据进行分析，从而降低了在电厂控制系统中直接操作这些运行数据的负担和隐患。
14.在本技术的一个实施例中，传输设备被进一步配置为与所述第一存储设备和所述第二存储设备进行单向数据传输。
15.通过采用单向数据传输方式，可以减少对电厂控制系统中的内部存储设备的设置改变，同时实现对内部存储设备中存储的电厂控制系统的运行数据的安全访问和读取。
16.根据本技术的实施例，提供一种用于转存电厂控制系统的运行数据的方法。该方法包括：接收来自所述电厂控制系统外部的外部存储设备的数据传输请求，其中所述数据传输请求是针对所述电厂控制系统的所述运行数据的请求；向所述电厂控制系统的内部存储设备转发所述数据传输请求；从所述内部存储设备接收响应于所述数据传输请求的所述运行数据；以及向所述外部存储设备传输所述运行数据。
17.在一个实施例中，接收所述数据传输请求进一步包括：定期地或实时地接收所述数据传输请求。
18.在一个实施例中，从所述内部存储设备接收所述运行数据进一步包括：通过与所述内部存储设备中的网卡相通信来接收所述运行数据。在该实施例中，与所述内部存储设备中的网卡相通信进一步包括：基于tcp/ip协议与所述网卡进行通信。
19.本技术的方案利用中间传输设备将电厂控制系统内部存储的所有的或所需的运行数据转存到电厂控制系统的外部平台或存储设备，从而实现在运行数据的处理与电厂控制系统分离的情况下仍能实现该电厂控制系统的数据的应用功能。
20.根据本技术的实施例，提供了一种用于转存电厂控制系统的运行数据的设备。该设备包括：第一接收模块，所述第一接收模块被配置为接收来自所述电厂控制系统外部的外部存储设备的数据传输请求，其中所述数据传输请求是针对所述电厂控制系统的所述运行数据的请求；转发模块，所述转发模块被配置为向所述电厂控制系统内部的内部存储设备转发所述数据传输请求；第二接收模块，所述第二接收模块被配置为从所述内部存储设备接收响应于所述数据传输请求的所述运行数据；以及传输模块，所述传输模块被配置为向所述外部存储设备传输所述运行数据。
21.在一个实施例中，第一接收模块被进一步配置为定期地或实时地接收所述数据传输请求。
22.在一个实施例中，所述第二接收模块包括单向接收模块，所述传输模块包括单向传输模块。
23.在一个实施例中，所述第二接收模块被进一步配置为通过与所述内部存储设备中的网卡相通信，从所述内部存储设备接收所述运行数据。在该实施例中，所述第二接收模块被进一步配置为利用tcp/ip协议与所述网卡进行通信。
24.通过实施本技术的用于转存电厂控制系统的运行数据的方法、系统和设备，可以将电厂控制系统中所有的或用户需要的运行数据都转移到(例如由用户指定的)外部存储设备或平台，使得用户能够自由地在外部平台上查询、调用、分析这些数据，以高效地满足用户对这些数据的各种应用需求，从而在数据应用方面可以更好地提供对数字化和智能化电厂的构造。
25.应当注意，以上一个或多个方面包括以下详细描述以及在权利要求中具体指出的特征。下面的说明书及附图详细阐述了所述一个或多个方面的某些说明性特征。这些特征仅仅指示可以实施各个方面的原理的多种方式，并且本公开内容旨在包括所有这些方面和其等同变换。
附图说明
26.以下将结合附图描述所公开的多个方面，这些附图被提供用以说明而非限制所公开的多个方面。
27.图1示出了电厂控制系统的架构示意图；
28.图2示出了按照本发明的一个实施例的用于转存运行数据的系统的架构示意图；
29.图3示出了按照本发明的一个实施例的用于转存运行数据的方法的示例性流程图；
30.图4示出了按照本发明的一个实施例的用于转存运行数据的设备的示意图。
31.附图标记列表：
32.100：电厂控制系统
33.110：工程配置系统
34.120：诊断系统
35.130：操作与监视系统
36.132：存储单元服务器
37.140：自动化控制系统
38.150：总线系统
39.200：数据转存系统
40.210：第一存储设备
41.212：网卡
42.220：传输设备
43.230：第二存储设备
44.232：监视器
45.300：方法
46.302：接收来自电厂控制系统外部的外部存储设备的数据传输请求
47.304：向电厂控制系统的内部存储设备转发数据传输请求
48.306：从内部存储设备接收运行数据
49.308：向外部存储设备传输运行数据
50.400：设备
51.402：第一接收模块
52.404：转发模块
53.406：第二接收模块
54.408：传输模块
具体实施方式
55.现在将参考多种示例性实施方式来讨论本公开内容。应当理解，这些实施方式的讨论仅仅用于使得本领域技术人员能够更好地理解并从而实施本公开内容的实施例，而并非教导对本公开内容的范围的任何限制。各个实施例可以根据需要，省略、替换或者添加各种过程或组件。
56.如本文中使用的，术语“包括”以及其变型表示开放的术语，含义是“包括但不限于”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一实施例”表示“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”表示“至少一个其它实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指代不同的对象或相同对象的不同情况，而并非想要暗示所描述的对象必须在时间上、空间上、以队列方式或任何其它方式处于指定顺序。无论是明确的还是隐含的，除非上下文中明确地指明，否则一个术语的定义在整个说明书中是一致的。
57.下面将结合附图详细描述本发明的实施例。
58.图1示出了电厂控制系统(例如t2000系统)100的架构示意图。
59.如图1所示，该示例性电厂控制系统100由以下系统组成：工程配置系统110、诊断系统120、操作与监视系统130、自动化控制系统140、以及总线系统150(例如工厂信息总线、
终端总线等)，其中在工程配置系统110中存在与每个系统120、130、140对应的编辑器，通过这些系统的编辑器来实现对各系统的功能的配置和调试。
60.在一些例子中，诊断系统120被配置用于监视、检测和定位电厂控制系统中的各设备的故障，可以帮助用户找到故障的源头，并提示故障发生的原因和解决故障的方法。操作与监视系统130作为人机接口系统，用于帮助操作员执行监视电厂的运行情况、进行数据采集、计算、存储等功能，其包括存储单元服务器132(例如su服务器)，该存储单元服务器132被配置为提供针对电厂控制系统的运行数据的数据存储功能。自动化控制系统140用于执行过程控制中的各种任务以及用作电厂控制系统中的其它系统与现场设备的接口。总线系统150被配置为连接电厂控制系统中的上述各个系统以及连接各个系统与电厂控制系统的外部设备。
61.需要理解的是，图1中示出的部件仅为示例性的，在实际应用中，可以根据需要增加或减少一个或多个部件。
62.图2示出了按照本发明的一个实施例的数据转存系统200的架构示意图。
63.在图2所示的例子中，数据转存系统200利用电厂控制系统中的服务器平台来实现将电厂控制系统内部的第一存储设备或存储单元服务器210中存储的一些或所有运行数据高效地输出并存储于电厂控制系统的外部存储平台，例如第二存储设备230。在本文中，该第一存储设备210可以对应于图1中的存储单元服务器132，且可以被配置为存储电厂控制系统的运行数据或历史运行数据。第二存储设备230可以包括数据接口服务器，该数据接口服务器可以通过数据接口从其它设备接收数据并存储所接收的数据。在本文的例子中，考虑存储设备是否包括在电厂控制系统中，该第一存储设备210还可以被称作为内部存储设备，该第二存储设备230还可以被称作为外部存储设备。在本文的例子中，电厂控制系统的运行数据可以包括但不限于电厂控制系统的运行参数、测试数据、故障情况、故障原因、报警信息等等。
64.如图2所示，第一存储设备210中设置有网卡212。在本文的一个实施例中，在第一存储设备210的硬件结构中设置插槽以插入网卡212。在一些例子中，可以在第一存储设备210的主板上的外设部件互连(pci)或pci-e(pci express)插槽中插入网卡212来实现第一存储设备210与其它设备(例如传输设备220)之间的通信。在本技术的一个实施例中，网卡212可以基于tcp/ip协议与传输设备220进行通信，例如从传输设备220接收来自第二存储设备230的数据传输请求，向传输设备220发送所请求的运行数据以转发给第二存储设备230等等。通过该网卡212的接口，可以在传输设备220和第一存储设备210之间进行数据传输。需要理解的是，虽然在图2中的第一存储设备210中仅示出了单个网卡212，但在该第一存储设备210中还可以存在一个或多个其它网卡，所述一个或多个其它网卡可以用于使得该第一存储设备210与电厂控制系统200中的其它设备或服务器(图中未示出)通信。
65.在一些例子中，传输设备220可以被设置在第一存储设备210和第二存储设备230之间，用于在第一存储设备210和第二存储设备230之间传输信号和数据。在本文的实施例中，该传输设备220包括单向传输设备，用于单向地从第一存储设备210接收数据(例如在该第一存储设备210中存储的电厂控制系统的运行数据)以及单向地向第二存储设备230发送所接收的数据，从而能够保护第一存储设备210与第二存储设备230之间的数据传输的安全性。在本文中，该传输设备220可以通过其网络接口经由以太网将一端连接到第一存储设备
210的网卡212，将另一端连接到第二存储设备230(例如第二存储设备中设置的网卡，图中未示出)，以用作二者之间数据传输的桥接器。在一些例子中，传输设备220可以被配置成单向隔离网闸，例如仅从第一存储设备210向第二存储设备230单向传输数据，以保护在第一存储设备210上存储的数据的安全性。
66.在本文中，第二存储设备230(例如数据接口服务器)可以通过传输设备220与存储电厂控制系统的运行数据或历史运行数据的第一存储设备210进行通信。第二存储设备230可以向传输设备220发送针对电厂控制系统的运行数据的数据传输请求，以及从传输设备220接收来自第一存储设备210的电厂控制系统的运行数据并存储所接收的运行数据，以实现对电厂控制系统的运行数据的外部存储。
67.在本技术的一个实施例中，第二存储设备230中可以设置有监视器232。在一些例子中，该监视器232可以用硬件实现为“看门狗”，用以监视对该第二存储设备230上存储的数据的读取、下载和处理操作，例如通过控制第二存储设备230上的数据处理软件的执行来确保第二存储设备230及其上存储的数据的安全。例如，可以根据监视器232的状态来确定是否在第二存储设备230上执行针对电厂控制系统的运行数据的数据处理软件。在一些例子中，当监视器232的状态为解锁状态(例如将对应的或正确的钥匙插入该硬件的看门狗中)，则可以启动该数据处理软件；如果该监视器232的状态为锁定状态(例如该看门狗中没有插入钥匙或插入的钥匙无法解锁该监视器)，则将不启动该数据处理软件。在另一些例子中，监视器232可以利用软件通过对数据进行加密的方式来确保第二存储设备230及其上存储的数据的安全。例如，可以通过验证数据处理软件的帐户和密码来确定监视器232的状态是否为解锁。例如，当帐户和密码被验证通过时，可以将监视器232的状态确定为解锁；当帐户和/或密码未验证通过时，可以将监视器232的状态确定为未被解锁或锁定。
68.在本文的例子中，第二存储设备230上的数据处理软件可以用于对来自第一存储设备210的电厂控制系统的运行数据执行以下操作中的一种或多种：读取、下载和处理。在本技术的实施例中，该数据处理软件可以基于用于过程控制的对象链接与嵌入(ole for process control，opc)协议来实现对电厂控制系统的运行数据的监听、读取、下载和/或处理操作。在一些例子中，利用该监视器232和该数据处理软件，第二存储设备230可以实现对电厂控制系统的运行数据的外部控制。
69.在本技术的一些例子中，图2所示的第一存储设备210、传输设备220和第二存储设备230之间的通信可以通过以太网来实现。虽然未示出，但需要理解的是，图2所示的数据转存系统200的各个部件之间也可以通过其它方式或网络来进行通信。
70.图3示出了按照本发明的一个实施例的用于转存电厂控制系统的运行数据的方法300的示例性流程图。
71.在图3所示的例子中，在步骤302处，例如由传输设备接收来自电厂控制系统外部的外部存储设备的数据传输请求。该数据传输请求是针对在电厂控制系统内部的内部存储设备中存储的该电厂控制系统的运行数据的请求。在本文的例子中，该运行数据可以包括例如但不限于运行参数、测试数据、故障情况、故障原因、报警信息等等。
72.在步骤304处，由该传输设备向电厂控制系统的内部存储设备转发从外部存储设备接收的数据传输请求。
73.在步骤306处，在转发数据传输请求后，可以从电厂控制系统的内部存储设备接收
该电厂控制系统的运行数据，例如历史运行数据。在该例子中，该运行数据是响应于来自外部存储设备的数据传输请求而提供的。
74.在一些例子中，由传输设备与内部存储设备中的网卡进行通信来接收该运行数据。在该例子中，传输设备可以基于tcp/ip协议与内部存储设备中的网卡进行通信。
75.在步骤308处，由传输设备向外部存储设备传输所述电厂控制系统的运行数据，以供外部存储设备接收并存储所述运行数据，从而用户可以在外部存储设备或外部存储平台上读取、分析或处理所述运行数据。
76.需要理解的是，上文描述的图3中示出的方法的流程图仅是示例性的，在其它实施例中，可以增加、删除、或替换其中的一个或多个操作。
77.图4示出了按照本发明的一个实施例的用于转存电厂控制系统的运行数据的设备400的示意图。
78.如图4所示，设备400可以包括第一接收模块402、转发模块404、第二接收模块406、传输模块408。在一些例子中，该设备400可以被实现成单向数据传输设备。
79.在本文中，第一接收模块402可以被配置为接收来自电厂控制系统外部的外部存储设备(例如图2中所示的第二存储设备230)的数据传输请求，其中数据传输请求是针对电厂控制系统的运行数据的请求。在一些例子中，电厂控制系统的运行数据可以包括该电厂控制系统的各系统或部件的运行参数、故障情况、故障原因、测试数据、报警信息等等。在一些例子中，该第一接收模块402可以被进一步配置为定期地或实时地接收所述数据传输请求。例如，通过对外部存储设备的信号发送模块进行设置，以定期地向该设备400的第一接收模块402发送针对电厂控制系统的运行数据的数据传输请求。在另一些例子中，外部存储设备可以基于接收到的触发信息(例如但不限于用户输入的指令)来发送该数据传输请求，使得第一接收模块402可以实时地从外部存储设备接收该数据传输请求。
80.转发模块404可以被配置为向电厂控制系统内部的内部存储设备(例如图2中所示的第一存储设备210)转发数据传输请求。在一些例子中，该转发模块404可以经由以太网向内部存储设备中的网卡转发该数据传输请求。
81.第二接收模块406可以被配置为从内部存储设备接收响应于数据传输请求的所述运行数据。在一些例子中，该第二接收模块406可以包括单向接收模块，例如，该第二接收模块406被配置为仅从该内部存储设备接收运行数据，但不向该内部存储设备发送运行数据或任何其它数据。在本文的例子中，该第二接收模块406可以通过与内部存储设备中的网卡通信，例如基于tcp/ip协议来与该网卡相通信，从内部存储设备接收该电厂控制系统的运行数据。
82.传输模块408可以被配置为向外部存储设备传输所接收的运行数据。在一些例子中，该传输模块408可以包括单向传输模块，例如，该单向传输模块可以被配置为仅向外部存储设备发送运行数据但不从外部存储设备接收运行数据或任何其它数据。在一些例子中，该传输模块408可以被配置成用于单向传输数据的单向隔离网闸。
83.需要理解的是，图4中示出的模块仅为示例性的，在实际应用中，可以根据需要增加或减少一个或多个模块。
84.应当理解，以上描述的方法中的所有操作都仅仅是示例性的，本公开内容并不限于方法中的任何操作或这些操作的顺序，而是应当涵盖在相同或相似构思下的所有其它等
同变换。
85.还应当理解，以上描述的装置中的所有模块都可以通过各种方式来实施。这些模块可以被实施为硬件、软件、或其组合。此外，这些模块中的任何模块可以在功能上被进一步划分成子模块或组合在一起。
86.本领域技术人员应当理解，以上公开的各个实施例可以在不偏离发明实质的情况下做出各种修改和变形，这些修改和变形都应当落入本发明的保护范围之内，并且，本发明的保护范围应当由权利要求书来限定。