[发明专利]一种分散式网络控制系统

说明书

技术领域

本发明属于自动化系统控制技术领域，具体涉及一种分散式控制系统网络架构。

背景技术

目前分散式控制系统（Distributed Control System，以下简称DCS）已被广泛应用于各种过程控制行业。从其发明至今，已经历了多种DCS系统架构。

在目前所使用的DCS架构中，在数据传输确定性，信息安全，数据负荷，满足特定苛刻环境条件等方面都已不能满足现有高可靠性工业领域的应用要求，如核电站系统设备控制、工艺参数监视、运行信息处理和事故记录分析等。具体表现在：⑴现有DCS网络中传输的代码是根据控制器、上位机和DCS网络中默认的数据传输协议和数据帧格式对数据直接传输。这样，只要对网络协议和数据帧格式有所了解就可以从网络中的任意位置对DCS网络中的设备进行数据读取和控制，这对信息安全是不利的；⑵对于现有DCS设计中，如出现超设计基准事故（Beyond Design Basis Accident，以下简称BDBA)工况，则没有安全相关功能的DCS网络及设备将会失效并停止工作，进而造成一些重要被控设备的失效；⑶事件顺序记录（Sequence Of Event，以下简称SOE）是现有DCS中用于记录控制系统中事件发生顺序和事故后追忆的重要手段之一，现有DCS网络中通过事件发生的信号转换为数字量触发信号，通过触发SOE记录在系统中，而随着工艺系统设计的复杂度提升，对所需记录的事件也更多，传统意义上仅仅记录事件发生后的触发信号及其时间就已经不够了；⑷传统的DCS网络指的是DCS冗余实时数据网，也就是过程控制中所说的A/B网。因实时数据主要指控制器按标准时间间隔发送的数据以及需要有高速传输和响应的上位机发送的相关数据，由于现有过程控制对仪控系统的要求越来越高，使得DCS网络上的设备越来越多，而在DCS网络中所传输的信息量也越来越大，这样对DCS网络造成的负荷就会显著增加。

发明内容

鉴于现有技术中所存在的上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种新的分散式控制系统网络架构，可以保证在现有对过程控制性能要求较高的领域中，在可靠性、信息安全和数据负荷方面能够满足较为苛刻的要求。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种分散式控制系统网络架构，包括普通网段，其特征在于：超设计基准事故网段与所述普通网段交换机组网连接，超设计基准事故网段的交换机与地震监测系统连接，并受地震监测系统信号触发控制，实现所述普通网段和超设计基准事故网段之间的功能自动切换；所述超设计基准事故网段的设备均为抗震I类设备，并连接独立不间断电源；

所述普通网段包括实时数据网和非实时数据网，控制器连接到实时数据网，上位机和服务器同时连接到实时数据网和非实时数据网。

所述控制器和上位机内置有硬件加密芯片。

所述控制器连接模拟量事件顺序记录卡件和历史服务器。

本发明的积极效果是：⑴在控制器和上位机等网络设备中加入一块身份认证芯片，通过芯片的硬件加密来实现网络中传输代码的可靠性和安全性；⑵专设超设计基准事故网段，可以在满足过程控制系统的工艺要求中所提出的BDBA工况下，DCS相应网络及设备仍不失效；⑶通过实时数据网与非实时数据网将实时数据和非实时数据进行分流，通过分流至不同的网络可以实现在不损失DCS网络可靠性与控制实时性的前提下降低网络负荷的目的；⑷模拟量SOE可以完整地记录某些重要的模拟量的变化情况，非常有利于发生事故后的追忆。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

图1是本发明的交换机组网方式示意图；

图2是本发明的网络配置示意图。

具体实施方式

为有效提高数据传输效率，增强信息安全程度、满足在苛刻环境条件下运行，从而确保系统可靠性要求得以实现，本发明的分散式控制系统网络架构，包括普通网段，其特征在于：超设计基准事故网段与所述普通网段交换机组网连接（如图1所示），超设计基准事故网段的交换机与地震监测系统连接，并受地震监测系统信号触发控制，实现所述普通网段和超设计基准事故网段之间的功能自动切换；所述超设计基准事故网段的设备均为抗震I类设备，并连接独立不间断电源；所述普通网段包括实时数据网和非实时数据网，控制器连接到实时数据网，上位机和服务器同时连接到实时数据网和非实时数据网（如图2所示）。

以上所述控制器和上位机内置有硬件加密芯片。

以上所述控制器连接模拟量事件顺序记录卡件和历史服务器（如图2所示）。