一种分布式控制系统的数据共享实现方法及装置的制作方法.docx

一种分布式控制系统的数据共享实现方法及装置的制作方法专利名称：一种分布式控制系统的数据共享实现方法及装置的制作方法技术领域：本发明涉及工业自动化技术领域，更具体地说，涉及一种分布式控制系统的数据 共享实现方法及装置背景技术： 通常，分布式控制系统(Distributed Control System，DCS)的架构是网络拓扑结 构，所有的分布节点，例如现场控制站，构成一个局域网所谓数据共享是指某个控制站从 现场获取的数据(例如采集的温度、压力、流量等数据)可以被其它控制站引用目前，DCS系统中实现分布节点之间的数据共享处理方式可以归结为以下对称组 态以及限制被引用总站数、定时全部输送被引用数据的方式工程师利用组态软件进行对称组态时，对于需要共享的数据，在引用控制站和被 引用控制站都进行标记，例如15号控制站采集的锅炉温度定义为VAR15_T，而16号控制站 也需要共享这个锅炉的温度，此时工程师在组态时按照约定的格式分别在15和16站进行 标记，就可以实现锅炉温度在15和16站的共享了在实现数据共享时，必须保证各控制站 之间共享的数据类型完全相同如果需要共享的变量很多，会通过一个数据包包含这些共 享的变量。

在引用与被引用控制站对数据包进行标记时必须保证，数据包中的变量个数相 同且变量排列次序完全一致除此之外，多数组态软件对共享被引用数据的总控制站数目进行限制，如上所述， 15号站采集的锅炉温度只能被有限的(例如低于20个)其它控制站引用，而在处理这些被 引用的数据时，采用的通信方式大多是网络通信，实现方式是定时周期循环把被引用的数 据全部发出至相应的控制站但是，通过发明人的研究发现，现有技术中仍然存在着以下缺点数据共享的控制站之间具有很高的耦合度，且共享数据的可扩展性差这是由 于首先，对称组态虽然取得了引用与被引用方的数据共享的对称(即彼此相知)，但 是也大大提高了控制器之间的耦合度，例如当16号站不仅需要引用15号站采集的锅炉温 度，还要引用10号站采集的某个开关阀的状态，根据对称原则所有与16号站的关联的控制 站都要重新组态程序并下装到控制器之中，这种“牵一发而动全身”的耦合效应在实际控制 中是不可取的，甚至是不能接受的；而且，在组态的时候，如果数据包包含的数据次序颠倒 或者类型不同，那么整包数据包的数据都将做废弃处理；其次，目前的DCS系统是网络拓扑结构，控制器互为冗余，理论上一个域内是可以 支持100以上的分布节点的。

现有DCS系统中控制站之间的数据共享在实际引用中具有 交叉引用的控制站个数多，控制站与控制站之间的引用的数据少的特点然而，随着被控对 象的增多以及现场情况的复杂，这种限制被引用总站数的方案在复杂的控制现场(如核电 控制站)就显得捉襟见肘；而且，现有这种不考虑网络负载，一次全部发送被引用数据的做 法在某些情况下(如数据量大时)对DCS系统核心控制器程序的影响也大为增加由此可见，现有技术在分布式控制系统中无法实现有效的数据共享发明内容有鉴于此，本发明实施例提供一种分布式控制系统的数据共享实现方法及装置， 以在分布式控制系统中实现有效的数据共享本发明实施例提供一种分布式控制系统的数据共享实现方法，包括应答控制站接收请求控制站发起的数据共享请求，所述数据共享请求中携带有共 享数据的标识信息；所述应答控制站根据所述共享数据的标识信息，生成应答反馈，所述应 答反馈包 括共享数据包以及应答信息；所述应答控制站向所述请求控制站发送所述应答反馈，实现所述请求控制站和应 答控制站之间的数据共享优选的，所述应答控制站根据所述共享数据的标识信息，生成共享数据包，包括所述应答控制站根据所述共享数据的标识信息，判断是否包含所述请求控制站请 求共享的所有数据；如果是，则生成包含所述请求控制站请求共享的所有数据的共享数据包，并生成 第一应答标记信息，所述第一应答标记信息用于标识所述共享数据包包含所述请求控制站 请求共享的所有数据；如果否，则生成包含当前存在数据的共享数据包，并生成第二应答标记信息，所述 第二应答标记信息用于标识所述共享数据包未包含所述请求控制站请求共享的所有数据。

优选的，所述应答控制站根据所述共享数据的标识信息，判断是否包含所述请求 控制站请求共享的数据，包括所述应答控制站查找哈希表，判断所述哈希表中是否包含与所述标识信息相匹配 的变量数据，若是，则确定包含所述请求控制站请求共享的数据优选的，当某控制站需要向多个控制站发送数据共享请求、并需要向另外多个控 制站发送应答反馈时，所述方法还包括所述某控制站确定发送所有数据共享请求和应答信息的发送周期，根据发送某一 共享请求和某一应答信息的控制周期，获得所述发送周期包含的控制周期数目；所述某控制站利用一个发送周期中的最后一个控制周期发送所述所有应答信息 以及共享数据包；所述某控制站根据需要接收所述共享请求的控制站数目、以及一个发送周期中剩 余的控制周期，获得剩余的每个控制周期内发送所述数据共享请求的控制站数目，并在剩 余的每个控制周期中向相应数目的控制站发送所述数据共享请求进一步，所述方法还包括所述请求控制站判断在预置时间内是否接收到共享数据包，如果否，则重新发起 所述数据共享请求一种分布式控制系统的数据共享实现装置，包括数据共享请求接收模块，用于控制应答控制站接收请求控制站发起的数据共享请 求，所述数据共享请求中携带有共享数据的标识信息；应答反馈生成模块，用于控制所述应答控制站根据所述共享数据的标识信息，生 成应答反馈，所述应答反馈包括共享数据包以及应答信息；应答反馈发送模块，用于控制所述应答控制站向所述请求控制站发送所述应答反 馈，实现所述请求控制站和应答控制站之间的数据共享。

优选的，所述应答反馈生成模块包括 判断子模块，用于控制所述应答控制站根据所述共享数据的标识信息，判断是否 包含所述请求控制站请求共享的所有数据；如果是，则触发第一应答反馈子模块；如果否， 则触发第二应答反馈子模块；所述第一应答反馈子模块，用于生成包含所述请求控制站请求共享的所有数据的 共享数据包，并生成第一应答标记信息，所述第一应答标记信息用于标识所述共享数据包 包含所述请求控制站请求共享的所有数据；所述第二应答反馈子模块，用于生成包含当前存在数据的共享数据包，并生成第 二应答标记信息，所述第二应答标记信息用于标识所述共享数据包未包含所述请求控制站 请求共享的所有数据优选的，所述判断子模块通过控制所述应答控制站查找哈希表，判断所述哈希表 中是否包含与所述标识信息相匹配的变量数据，若是，则确定包含所述请求控制站请求共 享的数据优选的，当某控制站需要向多个控制站发送数据共享请求、并需要向另外多个控 制站发送应答反馈时，所述装置还包括周期获取模块，用于控制所述某控制站确定发送所有数据共享请求和应答信息的 发送周期，根据发送某一共享请求和某一应答信息的控制周期，获得所述发送周期包含的 控制周期数目；共享请求发送模块，用于所述某控制站根据需要接收所述共享请求的控制站数 目、以及一个发送周期中剩余的控制周期，获得剩余的每个控制周期内发送所述数据共享 请求的控制站数目，并在剩余的每个控制周期中向相应数目的控制站发送所述数据共享请 求；则，所述应答反馈发送模块用于控制所述某控制站利用一个发送周期中的最后一 个控制周期发送所述所有应答信息以及共享数据包。

进一步，所述装置还包括重发请求模块，用于控制所述请求控制站判断在预置时间内是否接收到共享数据 包，如果否，则重新发起所述数据共享请求同现有技术相比，本发明提供的技术方案中，采用非对称组态方式，仅由请求共享 数据的控制站在组态时对请求共享的数据设置标识信息，并将该共享数据的标识信息携带 于请求控制站发起的数据共享请求中，这样，应答控制站可以根据共享数据的标识信息，生 成共享数据包，从而避免某一请求控制站的数据共享需求发生变化时，与其相关的其它控 制站的组态发生相应变化的耦合效应，从而可以降低控制站之间的耦合性，能够在分布式 控制系统中实现有效的数据共享为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中 所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实 施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图 获得其它的附图图1为本发明实施例提供的一种分布式控制系统的数据共享实现方法步骤流程图；图2为本发明实施例应答控制站根据所述共享数据的标识信息，生成应答反馈的 流程示意图；图3为本发明实施例数据共享请求和应答反馈的发送过程的流程示意图；图4为本发明实施例提供的一种分布式控制系统的数据共享实现装置结构示意 图；图5为本发明实施例提供的另一种分布式控制系统的数据共享实现装置结构示 意图；图6为本发明实施例提供的又一种分布式控制系统的数据共享实现装置结构示 意图；图7为本发明实施例提供的另外一种分布式控制系统的数据共享实现装置结构 示意图。

具体实施例方式下面将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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它 实施例，都属于本发明保护的范围下面首先对本发明提供的分布式控制系统的数据共享实现方法进行说明，参照图 1所示，所述方法包括步骤101、应答控制站接收请求控制站发起的数据共享请求，所述数据共享请求中 携带有共享数据的标识信息；步骤102、所述应答控制站根据所述共享数据的标识信息，生成应答反馈，所述应 答反馈包括共享数据包以及应答信息；步骤103、所述应答控制站向所述请求控制站发送所述应答反馈，实现所述请求控 制站和应答控制站之间的数据共享本发明提供的技术方案中，采用非对称组态方式，仅由请求共享数据的控制站在 组态时对请求共享的数据设置标识信息，并将该共享数据的标识信息携带于请求控制站发 起的数据共享请求中，这样，应答控制站可以根据共享数据的标识信息，生成共享数据包， 从而避免某一请求控制站的数据共享需求发生变化时，与其相关的其它控制站的组态发生 相应变化的耦合效应，从而可以降低控制站之间的耦合性，能够在分布式控制系统中实现 有效的数据共享。

为了清楚描述非对称组态，仍以DCS系统中的15号控制站和16号控制站为例进 行说明当16号控制站需要引用15号控制站采集到的锅炉温度(假设15号控制站采集的锅炉温度定义为VAR15_T)，此时16号控制站只需在组态的时候对15号站定义的锅炉温 度参数做个引用标记即可(如标记形式为15#VAR15_T，通过该标记形式代表要引用15号控 制站的VAR15_T即锅炉温度)，15号控制站在组态时不必知道16号控制站要引用自己的锅 炉温度参数，控制站之间共享信息的身份标识是工程师组态时对共享信息的变量的命名在本发明的一个优选实施例中，所述应答控制站根据所述共享数据的标识信息， 生成应答反馈可以通过以下具体流程实现，如图2所示，包括步骤201、所述应答控制站获取数据共享请求中携带的共享数据的标识信息；步骤202、所述应答控制站根据所述共享数据的标识信息，判断是否包含所述请求 控制站请求共享的所有数据；如果是，则继续步骤203 ；如果否，则继续步骤204 ；步骤203、生成包含所述应答控制站请求共享的所有数据的共享数据包，并生成第 一应答标记信息，所述第一应答标记信息用于标识所述共享数据包包含所述请求控制站请 求共享的所有数据；步骤204、生成包含当前存在数据的共享数据包，并生成第二应答标记信息，所述 第二应答标记信息用于标识所述共享数据包未包含所述请求控制站请求共享的所有数据。

对于请求控制站请求共享的数据，应答控制站可能不存在对于应答控制站不存 在的共享数据，现有技术中的处理方案是将整个请求数据包全部丢弃而本发明技术方案 中，应答控制站针对请求控制站发起的数据共享请求采用了挑选处理，。