一种数据采集与存储系统和方法与流程

1.本发明涉及电气或电子系统控制技术领域，尤其涉及一种数据采集与存储系统，和一种数据采集与存储方法。


背景技术：

2.当前，核电站的控制系统中，根据数据的采集周期，可以将数据的采集以及存储分为两个部分，一部分是时间分辨率低的数据的采集与存储，一部分是时间分辨率高的数据的采集与存储。时间分辨率低的数据的采集与存储一般在核电厂的数字化仪控系统(digital instrument&control system，dcs)中进行，工作人员可以在dcs的二层调用和查看时间分辨率低的数据。对于时间分辨率高的数据的采集与存储，一般设置有3个独立于dcs的系统，该3个系统包括试验数据采集与存储系统(test data acquisition system，ida)、瞬态记录和分析系统(transient recording and analysis system，tra)和事件顺序记录(sequence of event system，soe)系统，ida可以用于采集时间分辨率高的试验数据，tra可以用于记录和分析瞬态数据，soe可以用于采集事件顺序的数据，工作人员需要在计算机房查看该3个系统中的数据。
3.而dcs的二层设置在主控室，因此工作人员一般在主控室操作，在需要查看时间分辨率高的数据时，工作人员需要从主控室移动到计算机房才能查看到ida，tra和soe该3个系统中的数据。主控室与计算机房不在同一个房间，因此造成了工作人员使用上的不方便。
4.ida，tra和soe采集的信号量一般为800到1000个，为了在响应时间要求较高的试验和事故分析中不丢失必要的数据，需要对这些数据进行高速采集，因而需要的存储空间巨大，而ida、tra和soe系统的存储空间有限。
5.同时，若核电厂的某一设备与ida、tra和soe之间没有硬线连接，则ida、tra和soe很难采集到该某一设备的数据，因此，ida、tra和soe的数据源有限，若要扩展ida、tra和soe的数据源，则需要重新进行电缆敷设以增加硬接线，比较麻烦。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是：工作人员不能在主控室查看或者调用时间分辨率高的数据，ida、tra和soe系统的存储空间有限，以及扩展ida、tra和soe的数据源的方式比较麻烦。针对现有技术的上述不足，提供一种数据采集与存储系统和方法，可方便主控室的操纵员和维修人员同时查看或者调用时间分辨率高的数据，且可以节省存储空间，同时便于扩展数据源。
7.第一方面，本发明提供一种数据采集与存储系统，该数据采集与存储系统包括数据采集装置和数据服务器。数据采集装置，分别与核电厂的非安全级现场仪表和核电厂的其他控制系统相连，且被配置为：以第一时间段为周期，采集第一数据，第一数据包括来自核电厂的其他控制系统的硬线信号的数据和来自核电厂的非安全级现场仪表的数据。数据服务器，分别与核电厂的运行控制系统、核电厂的其他控制系统和数据采集装置连接；核电
厂的运行控制系统包括非安全级dcs，核电厂的非安全级dcs的处理器对数据的处理周期为第二时间段；且数据服务器被配置为：获取第一数据与第二数据。第二数据包括来自核电厂的其他控制系统的网络信号的数据和来自核电厂的运行控制系统中处理器的数据。以及，以第一时间段或第三时间段为周期，存储第一数据；以第二时间段或第三时间段存储第二数据。第一时间段小于第二时间段，第二时间段小于第三时间段。
8.第一数据是以第一时间段为采集周期的数据，第二数据是以第二时间段为采集周期的数据，则第一数据属于时间分辨率高的数据，第二数据属于时间分辨率低的数据。通过本发明提供的数据采集与存储系统，操纵员可以同时在主控室内查看或者调用第一数据与第二数据。并且，在存储第一数据时，可以选择使用第一时间段或者第三时间段，由于第一时间段小于第二时间段，第二时间段小于第三时间段，因此，第一数据的存储周期可以较小也可以较大，若全部以第一时间段为存储周期，则需要占用较大的存储容量，若可以在空闲时段或运行稳定时段内(比如不进行试验的时候)，以第三时间段为存储周期，则可以在满足存储要求的同时，降低对存储容量的占用，以节省存储空间。同样地，在存储第二数据时，可以选择存储周期，也可以在满足存储要求的同时，降低对存储容量的占用，以节省存储空间。此外，本发明提供的据采集与存储系统与安全级dcs或非安全级dcs均相连，可以获取到来自核电控制系统的大部分数据，扩展数据源时较为便捷。
9.具体地,数据服务器被配置为：判断数据服务器获取到的第一数据是否属于瞬态数据。若是，则以第一时间段为周期，存储最近第四时间段内的瞬态数据，并剔除第四时间段之前的瞬态数据；第四时间段大于第一时间段。若否，则以第一时间段或第三时间段为周期，存储第一数据。
10.具体地,若数据服务器获取到的第一数据为瞬态数据，且发生事故，则数据服务器被配置为：获取事故追忆数据，事故追忆数据包括事故发生前的第五时间段和事故发生后的第六时间段的以第一时间段为存储周期的瞬态数据；第五时间段小于或者等于第四时间段。以及，根据事故追忆数据生成事故追忆报告，并存储事故追忆报告。
11.具体地,若数据服务器获取到的第一数据不为瞬态数据，数据服务器被配置为：在试验中，以第一时间段为周期，存储第一数据，以第二时间段为周期，存储第二数据。试验包括核电厂机组的调试和启动试验。以及，在试验之前或/和试验之后，以第三时间段为周期，存储第一数据和第二数据。
12.具体地，第一时间段包括25ms。
13.具体地，第二时间段的范围包括[50ms，200ms]。
[0014]
具体地，第三时间段包括500ms或1000ms。
[0015]
本发明提供的数据采集与存储系统与核电厂的控制系统相连，因此操纵员可以在主控室通过核电厂的运行控制系统的界面看到不同的数据，为操纵员的使用提供了方便。并且，通过运行控制系统，本发明的实施例提供的数据采集与存储系统可以获取到所有设备的数据，有助于扩展数据源。此外，对不同时期的数据进行不同存储周期的设定，删除超过第四时间段的数据，以在非试验阶段或者核电厂设备正常运行的阶段中减少数据的存储量，可以在保证事故追忆功能的情况下，节省存储空间。
[0016]
第二方面，本发明提供一种数据采集与存储方法，应用于上述实施例中任一实施例所述的数据采集与存储系统，该数据采集与存储方法包括：采集第一数据；获取第一数据
与第二数据。第一数据包括来自核电厂的其他控制系统的硬线信号的数据和来自核电厂的非安全级现场仪表的数据；第二数据包括来自核电厂的其他控制系统的网络信号的数据和来自核电厂的运行控制系统中处理器的数据。以及，以第一时间段或第三时间段为周期，存储第一数据；以第二时间段或第三时间段存储第二数据。第一时间段小于第二时间段，第二时间段小于第三时间段。
[0017]
具体地,方法还包括：判断数据服务器获取到的第一数据是否属于瞬态数据。若是，则以第一时间段为周期，存储最近第四时间段内的瞬态数据，并剔除第四时间段之前的瞬态数据；第四时间段大于第一时间段。若否，则以第一时间段或第三时间段为周期，存储第一数据。
[0018]
具体地，方法还包括：若数据服务器获取到的第一数据为瞬态数据，且发生事故，则获取事故追忆数据，事故追忆数据包括事故发生前的第五时间段和事故发生后的第六时间段的以第一时间段为存储周期的瞬态数据；第五时间段小于或者等于第四时间段。以及，根据事故追忆数据生成事故追忆报告，并存储事故追忆报告。
[0019]
具体地,方法还包括：在试验中，以第一时间段为周期，存储第一数据，以第二时间段为周期，存储第二数据；试验包括核电厂机组的调试和启动试验。以及，在试验之前或/和试验之后，以第三时间段为周期，存储第一数据和第二数据。
[0020]
本发明的实施例提供的数据采集与存储方法的有益效果与上述实施例中的数据采集与存储系统的有益效果相同。
附图说明
[0021]
图1为本发明实施例中的一种数据采集与存储系统的结构图；
[0022]
图2为本发明实施例中的另一种数据采集与存储系统的结构图；
[0023]
图3为本发明实施例中的再一种数据采集与存储系统的结构图；
[0024]
图4为本发明实施例中的一种数据采集与存储方法的流程图；
[0025]
图5为本发明实施例中的另一种数据采集与存储方法的流程图。
具体实施方式
[0026]
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0027]
可以理解的是，此处描述的具体实施例和附图仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
[0028]
可以理解的是，在不冲突的情况下，本发明中的各实施例及实施例中的各特征可相互组合。
[0029]
可以理解的是，为便于描述，本发明的附图中仅示出了与本发明相关的部分，而与本发明无关的部分未在附图中示出。
[0030]
可以理解的是，本发明的实施例中所涉及的每个单元、模块可仅对应一个实体结构，也可由多个实体结构组成，或者，多个单元、模块也可集成为一个实体结构。
[0031]
可以理解的是，在不冲突的情况下，本发明的流程图和框图中所标注的功能、步骤可按照不同于附图中所标注的顺序发生。
[0032]
可以理解的是，本发明的流程图和框图中，示出了按照本发明各实施例的系统、装置、设备、方法的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可代表一个单元、模块、程序段、代码，其包含用于实现规定的功能的可执行指令。而且，框图和流程图中的每个方框或方框的组合，可用实现规定的功能的基于硬件的系统实现，也可用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0033]
可以理解的是，本发明实施例中所涉及的单元、模块可通过软件的方式实现，也可通过硬件的方式来实现，例如单元、模块可位于处理器中。
[0034]
针对现有核电厂中的查看时间分辨率不相同的数据不方便、存储空间有限以及扩展数据源比较麻烦的问题，本发明的实施例提供一种数据采集与存储系统和数据采集与存储方法，本发明的实施例提供的数据采集与存储系统与核电厂的控制系统相连，因此操纵员可以在主控室通过核电厂的运行控制系统的界面看到不同的数据，为操纵员的使用提供了方便。并且，通过运行控制系统，本发明的实施例提供的数据采集与存储系统可以获取到所有设备的数据，有助于扩展数据源。此外，对不同时期的数据进行不同存储周期的设定，删除超过第四时间段的数据，以在非试验阶段或者核电厂设备正常运行的阶段中减少数据的存储量，可以在保证事故追忆功能的情况下，节省存储空间。
[0035]
本发明的实施例提供了一种数据采集与存储系统，如图1所示，该数据采集与存储系统10包括数据采集装置101与数据服务器102。
[0036]
数据采集装置101分别与核电厂的非安全级现场仪表20和核电厂的其他控制系统40相连，且被配置为：以第一时间段为周期，采集第一数据。第一数据包括来自核电厂的其他控制系统40的硬线信号的数据和来自核电厂的非安全级现场仪表20的数据。核电厂的其他控制系统40包括安全级dcs，核电厂的其他控制系统40与安全级现场仪表401相连，示例性地，来自核电厂的其他控制系统的硬线信号的数据可以来自于安全级现场仪表401。可以理解地，安全及现场仪表401和非安全级现场仪表20分别可以包括多个仪表。示例性地，如图2所示，数据采集装置101可以包括第一io板卡1011，第一io板卡1011可以为高速io板卡，第一io板卡1011的采集周期可以为第一时间段。在一些实施例中，第一时间段为25ms。
[0037]
在一些实施例中，由于温度的变化比较小，无需高速采集，因此，非安全级现场仪表20中，温度传感器的数据的采集周期可以高于第一时间段。比如，温度传感器pt100的数据可以采用第二时间段为采集周期。
[0038]
如图1所示，数据服务器102与核电厂的运行控制系统30、核电厂的其他控制系统40和数据采集装置101连接；核电厂的运行控制系统30包括非安全级dcs，核电厂的非安全级dcs的处理器301对数据的处理周期为第二时间段。在一些实施例中，第二时间段的范围为[50ms，200ms]。
[0039]
数据服务器102被配置为：获取第一数据与第二数据。以及，以第一时间段或第三时间段为周期，存储第一数据；以第二时间段或第三时间段存储第二数据；第一时间段小于第二时间段，第二时间段小于第三时间段。
[0040]
第二数据包括来自核电厂的其他控制系统40的网络信号的数据和核电厂的运行控制系统30中非安全级dcs的处理器301的数据。可以理解地，核电厂的其他控制系统40的网络信号的数据的处理周期也可以为第二时间段。在一些实施例中，第三时间段可以为数据库的存储周期，比如，第三时间段为500ms或者1000ms。
[0041]
示例性地，来自核电厂的其他控制系统40的硬线信号的数据可以以第一时间段为周期进行采集。
[0042]
上述实施例中，第一数据是以第一时间段为采集周期的数据，第二数据是以第二时间段为采集周期的数据，则第一数据属于时间分辨率高的数据，第二数据属于时间分辨率低的数据。通过本发明提供的数据采集与存储系统，操纵员可以同时在主控室内查看或者调用第一数据与第二数据。并且，在存储第一数据时，可以选择使用第一时间段或者第三时间段，由于第一时间段小于第二时间段，第二时间段小于第三时间段，因此，第一数据的存储周期可以较小也可以较大，若全部以第一时间段为存储周期，则需要占用较大的存储容量，若可以在空闲时段或运行稳定时段内(比如不进行试验的时候)，以第三时间段为存储周期，则可以在满足存储要求的同时，降低对存储容量的占用，以节省存储空间。同样地，在存储第二数据时，可以选择存储周期，也可以在满足存储要求的同时，降低对存储容量的占用，以节省存储空间。此外，本发明提供的据采集与存储系统与安全级dcs或非安全级dcs均相连，可以获取到来自核电控制系统的大部分数据，扩展数据源时较为便捷。因此，数据服务器102可以获取到不同采集周期的数据，并根据不同采集周期的数据进行存储周期的设定，提高了对数据类型的集成度和数据存储的灵活性。
[0043]
在运行和工艺专业执行试验的过程中，对于大多数试验和事故分析，并不是所有的变量都需要高速采集，而是只需对部分信号进行高速采集即可，为了能够将同一个试验相关的数据采集完整，同时又不会过大的增加系统的存储负担，则需要对每一个变量进行存储速率的设置。比如，50％fp和100％fp停机不停堆试验中，一回路系统的温度信号采用100ms的存储速率即可完全满足试验要求。
[0044]
此种情况下，数据服务器102被配置为：判断数据服务器获取到的第一数据是否属于瞬态数据。若是，则以第一时间段为周期，存储最近第四时间段内的瞬态数据，并剔除第四时间段之前的瞬态数据；第四时间段大于第一时间段。若否，则以第一时间段或第三时间段为周期，存储第一数据。
[0045]
由于第一时间段比较小，因此数据服务器102以第一时间段为存储周期来存储数据时，可能导致数据服务器102短时间内即有较大的数据量，但是若数据服务器102仅存储最近第四时间段内的来自核电厂的瞬态数据，则可以节省大量的存储空间。
[0046]
示例性地，第四时间段可以为30分钟，也可以为60分钟，工作人员可以根据核电厂的具体情况设定第四时间段，本发明对于第四时间段的具体值并不限定。
[0047]
示例性地，当系统空间不足时，可通过仪控报警提醒工作人员将数据导出，并将数据转移到其他存储介质中。
[0048]
上述实施例可以实现对于核岛参数和常规岛参数的连续且快速的监视和记录。
[0049]
在一些实施例中，若数据服务器102获取到的第一数据为瞬态数据，且发生事故，则数据服务器102被配置为：获取事故追忆数据，并根据事故追忆数据生成事故追忆报告，并存储事故追忆报告。事故追忆数据包括事故发生前的第五时间段和事故发生后的第六时间段的以第一时间段为存储周期的瞬态数据；第五时间段小于或者等于第四时间段。
[0050]
由于数据服务器102仅存储最近第四时间段的瞬态数据，事故发生时，可以调取事故发生前的数据的时间长度最多为第四时间段，因此，第五时间段小于第四时间段。比如，以第四时间段为30分钟为例，事故发生时，可以调取事故发生前的30分钟之内的数据，第五
时间段可以为10分钟，15分钟或者20分钟，本发明对于第五时间段的具体值并不限定，可由核电厂的工作人员根据第四时间段的设定来取值。可以理解地，生成的事故追忆报告可以单独进行存储，因此事故发生后第六时间段的数据可以单独存储在该单独的存储空间中，以便于工作人员调用。因此，第六时间段的具体值不受第四时间段的具体值的限定，比如，第四时间段为30分钟，第六时间段也可以为40分钟或者60分钟。第六时间段的具体值也可以由核电厂的工作人员根据核电厂的情况进行设定。
[0051]
示例性地，事故可以包括：停电事故，切换到基本负荷的事故或者紧急脱扣的事故。可以理解地，工作人员可以根据经验提前在第一数据中设置瞬态数据，以便于系统自主判断。
[0052]
在一些实施例中，若同一事故多次触发，则按照最早的一次事故前的第五时间段至最后一次事故后的第六时间段的事故追忆数据生成事故追忆报告。工作人员可以随时调用事故追忆报告，并根据事故追忆报告中的数据进行分析，以追溯事故来源。
[0053]
在一些实施例中，若数据服务器102获取到的第一数据不为瞬态数据，数据服务器102被配置为：在试验中，以第一时间段为周期，存储第一数据，以第二时间段为周期，存储第二数据。以及，在试验之前或/和试验之后，以第三时间段为周期，存储第一数据和第二数据。试验包括核电厂机组的调试和启动试验。
[0054]
比如，试验可以包括：检查各种影响机组运行和保护设备的自动控制回路的调节和在商业运行中进行的各种试验。
[0055]
可以理解地，工作人员可以根据经验提前在第一数据中设置试验数据。为了便于工作人员根据试验数据进行分析，在试验时，操纵员可以根据试验规程设定试验报告的生成频率，并由数据服务器102根据该设定的生成频率和试验数据生成试验报告，比如，每10分钟，数据服务器102可以根据试验数据生成一次试验报告。
[0056]
示例性地，数据服务器102可以备数据压缩功能，支持设置压缩比率。比如，在未试验期间，数据服务器102可以按照设定的压缩比率存储数据。在试验过程中，数据服务器102在存储时不压缩数据。
[0057]
通过上述实施例，可以仅在试验过程中，以第一时间段为周期，存储第一数据，以第二时间段为周期，存储第二数据，在实验之前和试验结束后，以第三时间段为周期，存储第一数据和第二数据。如此，可以保证试验中数据的完整性与全面性，同时可以节省存储空间。
[0058]
在一些实施例中，如图3所示，本发明实施例提供的数据采集与存储系统还可以包括分析工作站103和打印机104，分析工作站103和打印机104通过数据库代理105与数据服务器102相连，工作人员可以通过分析工作站103随时调用数据服务器102中的数据和报告，并可以通过打印机104打印工作人员所需要的数据或者报告。
[0059]
本发明实施例提供的数据采集与存储系统可以实现：数据采集、实时数据显示、实时数据查询、实时数据的属性查看和修改、模拟量超量程处理和开关量抖动处理的功能。不但满足维修人员试验和事故分析时的使用需求，还能满足主控制室操纵员的使用需求。
[0060]
下面对本发明实施例提供的一种数据采集与存储方法进行说明。
[0061]
本发明的实施例提供一种数据采集与存储方法，应用于上述实施例中的人一种数据采集与存储系统，如图4所示，该方法包括步骤401至步骤403。
[0062]
步骤401、采集核电厂的非安全级现场仪表的数据。
[0063]
步骤402、获取第一数据与第二数据。
[0064]
第一数据包括来自数据采集装置的核电厂的其他控制系统的硬线信号的数据和核电厂的现场仪表的数据。第二数据包括来自核电厂的其他控制系统的网络信号的数据和来自核电厂的运行控制系统中处理器的数据。
[0065]
步骤403、以第一时间段或第三时间段为周期，存储第一数据；以第二时间段或第三时间段存储第二数据。
[0066]
第一时间段小于第二时间段，第二时间段小于第三时间段。
[0067]
在一些实施例中，如图5所示，方法还包括步骤501只步骤505。
[0068]
步骤501、判断数据服务器获取到的第一数据是否属于瞬态数据。若是，进入步骤502；否则，进入步骤503。
[0069]
步骤502、以第一时间段为周期，存储最近第四时间段内的瞬态数据，并剔除第四时间段之前的瞬态数据。
[0070]
步骤502中，第四时间段大于第一时间段。
[0071]
且步骤502中，若发生事故，则获取事故追忆数据，并根据事故追忆数据生成事故追忆报告，并存储事故追忆报告。
[0072]
事故追忆数据包括事故发生前的第五时间段和事故发生后的第六时间段的以第一时间段为存储周期的瞬态数据。第五时间段小于或者等于第四时间段。
[0073]
步骤503、以第一时间段或第三时间段为周期，存储第一数据。
[0074]
在一些实施例中，方法还包括：在试验中，以第一时间段为周期，存储第一数据，以第二时间段为周期，存储第二数据。在试验之前或/和试验之后，以第三时间段为周期，存储第一数据和第二数据。试验包括核电厂机组的调试和启动试验。
[0075]
本发明的实施例提供的数据采集与存储方法的有益效果可参考上述实施例中的数据采集与存储系统的有益效果，此处不再赘述。
[0076]
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。