[發明專利]一種檢測工業控制系統實時性的系統及方法

有效

• 申請號: 201210330567.6
• 申請日: 2012-09-10
• 公開（公告）號: CN103631249A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 趙世平;肖新光;桑勝田
• 申請（專利權）人: 哈爾濱安天科技股份有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及工業控制系統領域，尤其涉及一種檢測工業控制系統實時性的系統及方法。

背景技術

工業控制系統要求很高的實時性，對于過程控制回路，實時性的下降會導致過程控制回路中更嚴重的滯后，對正常的過程控制造成破壞，例如導致嚴重超調、振蕩等。對于DCS（分布式控制系統），由于存在A／D轉換、D／A轉換、軟件控制算法執行等時間消耗環節，可能影響到實時性；對于FCS（現場總線控制系統），由于還存在現場總線數據傳輸延遲，對于實時性的影響更是不可忽視。檢測工業控制系統實時性，特別是檢測工業控制網絡（包括工業以太網、現場總線等）的實時性是檢測工業控制系統質量和異常的重要手段。目前的檢測方法僅通過數據傳輸速率對工業控制系統實時性進行評估，準確性較低，目前缺乏一種有足夠精確性以及通用性好的檢測方法。

發明內容

本發明提供一種檢測工業控制系統實時性的系統及方法，能夠指定工業控制系統特定范圍，或者特定過程控制回路進行延遲時間和實時性的測量，可以有效地評估工業控制系統的質量。

一種工業控制系統實時性檢測系統，包括：

數據測量探頭，用于測量工業控制系統中變送器發送出的測量值數據，以及執行器接收到控制器輸出數據的時間，并將測量到的時間標記到數據中；

專用通信網絡，用于連接每一個探頭和檢測計算機，將帶有時間標記的測量值數據或控制器輸出的數據發送到檢測計算機；

檢測計算機，用于接收帶有時間標記的測量值數據或控制器輸出的數據，并根據預先設定的檢測范圍或特定過程控制回路計算延遲時間，根據延遲時間得出工業控制系統實時性結果，并輸出實時性結果；

精確授時系統，用于通過專用通信網絡定時對數據測量探頭進行時間同步。

所述的工業控制系統實時性檢測系統中，所述的數據測量探頭包括至少兩個，且所述數據測量探頭設置在現場儀表上，或將所述數據測量探頭盡量接近現場儀表的探頭；

所述的工業控制系統實時性檢測系統中，所述的精確授時系統還包括：授時服務器及實時時鐘，所述實時時鐘安裝在數據測量探頭上，精確授時系統對各探頭的時間同步精度小于1ms。

一種工業控制系統實時性檢測方法，包括：

數據測量探頭測量工業控制系統中變送器發送出的測量值數據，以及執行器接收到控制器輸出數據的時間，并將測量到的時間標記到數據中；

將帶有時間標記的測量值數據或控制器輸出的數據通過專用通信網絡發送到檢測計算機；

檢測計算機接收帶有時間標記的測量值數據或控制器輸出的數據，并根據預先設定的檢測范圍或特定過程控制回路計算延遲時間，根據延遲時間得出工業控制系統實時性結果，并輸出實時性結果；

精確授時系統通過專用通信網絡定時對數據測量探頭進行時間同步。

所述的工業控制系統實時性檢測方法中，所述的數據測量探頭包括至少兩個，且所述數據測量探頭設置在現場儀表上。

所述的工業控制系統實時性檢測方法中，所述的精確授時系統對各探頭的時間同步精度小于1ms。

本發明所提供的系統及方法，基于盡量接近現場儀表的探頭、精確授時系統、專用通信網絡、檢測計算機組成，能夠指定工業控制系統特定范圍，或者特定過程控制回路進行延遲時間和實時性的測量，可以有效的評估工業控制系統的質量，并可以作為一種異常檢測手段，克服了僅通過數據傳輸速率對工業控制系統實時性進行評估的缺點。

本發明提供一種工業控制系統實時性檢測系統及方法，其中系統包括：數據測量探頭、專用通信網絡、檢測計算機、精確授時系統組成，能夠測量工業控制系統中變送器發送出的測量值數據，以及執行器接收到控制器輸出數據的時間，并計算其延時時間得到系統實時性。本發明還給出了相應的檢測方法，通過本發明的系統及方法，能在整個工業控制網絡的大范圍內進行實時性的檢測，并對延遲時間進行定量精確測量，并可以對針對任意過程控制回路，包括復雜控制回路進行實時性的檢測和測量。該方法可以有效地檢測工業控制系統的質量和異常。

附圖說明