本發(fā)明涉及核電站儀控設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種核電站數(shù)據(jù)采集裝置和方法。

背景技術(shù)：

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，分布式儀控系統(tǒng)(distributedcontrolsystem，簡(jiǎn)稱dcs)憑借著數(shù)據(jù)處理速度快的有點(diǎn)，在核電站的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

但是在核電站儀控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)容量和速度一直是相互制約的兩個(gè)因素，具體地：如果儀控系統(tǒng)的容量越大，其處理速度必要下降；而要使儀控系統(tǒng)處理速度快，就需要適當(dāng)降低每個(gè)電站的容量。

例如，在中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮閏n201510294269.x的中國(guó)專利申請(qǐng)中，公開了一種基于fpga技術(shù)的核電站儀控系統(tǒng)，包括主處理板卡mpu、測(cè)試服務(wù)板卡tsu、m個(gè)輸入板卡、n個(gè)輸出板卡和β個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信板卡ncu，m≥1，n≥1，β≥1；所述主處理板卡mpu、網(wǎng)絡(luò)通信板卡ncu、輸入板卡和輸出板卡，通過(guò)測(cè)試功能通信總線連接至所述測(cè)試服務(wù)板卡tsu；所述輸入板卡和所述輸出板卡通過(guò)io數(shù)據(jù)冗余通信總線與所述板卡mpu相連。但是該專利申請(qǐng)中的技術(shù)方案，對(duì)于如何具體實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集并未詳細(xì)解釋，尤其是系統(tǒng)中各個(gè)模塊之間的校時(shí)和數(shù)據(jù)處理過(guò)程還需要進(jìn)一步的優(yōu)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述儀控系統(tǒng)中系統(tǒng)容量和系統(tǒng)處理速度之間相互制約的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種核電站數(shù)據(jù)采集裝置和方法，能夠在不降低儀控設(shè)備處理速度的情況下，增加儀控設(shè)備容量，且能通過(guò)校時(shí)電路保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。

本發(fā)明還提供一種核電站數(shù)據(jù)采集裝置，所述裝置在控制器單元和數(shù)據(jù)輸入/輸出接口之間設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)通信板卡，網(wǎng)絡(luò)通信板卡采集多個(gè)數(shù)據(jù)輸入/輸出接口，使得所述控制器單元只需要接收網(wǎng)絡(luò)通信板卡，避免控制器單元直接與多個(gè)數(shù)據(jù)輸入/輸出接口通信的技術(shù)方案中，由于儀控設(shè)備容量較大，而造成的處理速度慢的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一方面，提供一種核電站數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述裝置包括：

系統(tǒng)控制層，設(shè)置有所述數(shù)據(jù)采集單元和控制器單元；

所述數(shù)據(jù)采集單元包括數(shù)據(jù)輸入/輸出接口，所述數(shù)據(jù)輸入/輸出接口通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信板卡與所述控制器單元通信；

所述控制器單元與所述網(wǎng)絡(luò)通信板卡連接，并將從所述網(wǎng)絡(luò)通信板卡采集到的數(shù)據(jù)按照所述控制器單元內(nèi)部的預(yù)定算法進(jìn)行邏輯運(yùn)算；

監(jiān)控控制層，設(shè)置有與所述控制器單元連接的服務(wù)器單元，以及向所述服務(wù)器單元和所述控制器單元提供校時(shí)時(shí)鐘的校時(shí)源；

其中，所述網(wǎng)絡(luò)通信板卡被所述控制器單元進(jìn)行校時(shí)，所述網(wǎng)絡(luò)通信板卡給與所述數(shù)據(jù)輸入/輸出接口連接的數(shù)據(jù)通道傳送的數(shù)據(jù)打上時(shí)標(biāo)。

進(jìn)一步地，所述網(wǎng)絡(luò)通信板卡的最大誤差值為n1毫秒，所述控制器單元的分辨率為n2毫秒，所述分辨率為是控制采集數(shù)據(jù)中同一信號(hào)上一個(gè)變位與下一個(gè)變位之間的時(shí)間或不同信號(hào)之間變位的時(shí)間；并且n1<n2。

進(jìn)一步地，所述監(jiān)控控制層還設(shè)置有與服務(wù)器單元連接的工程師站、操作員站、打印機(jī)、網(wǎng)關(guān)站中的至少一種。

進(jìn)一步地，所述服務(wù)器單元中設(shè)置有實(shí)時(shí)服務(wù)器模塊，歷史服務(wù)器模塊；以及對(duì)所述實(shí)時(shí)服務(wù)器模塊進(jìn)行接口任務(wù)處理的接口任務(wù)處理的模塊，對(duì)所述實(shí)時(shí)服務(wù)器模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)處理模塊，對(duì)所述歷史服務(wù)器模塊進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)處理的歷史數(shù)據(jù)處理模塊。

進(jìn)一步地，所述網(wǎng)絡(luò)通信板卡設(shè)置成以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)can協(xié)議的通信板卡。

另一方面，本發(fā)明還提供一種核電站數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟一，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信板卡采集數(shù)據(jù)輸入/輸出接口傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并記錄所述數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)；

步驟二、通過(guò)控制器單元采集所述網(wǎng)絡(luò)通信板卡的數(shù)據(jù)，并且將從所述網(wǎng)絡(luò)通信板卡采集到的數(shù)據(jù)按照所述控制器單元內(nèi)部的預(yù)定算法進(jìn)行邏輯運(yùn)算；

步驟三、通過(guò)所述控制器單元將運(yùn)算后的數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器單元；并且所述服務(wù)器單元和所述控制器單元在數(shù)據(jù)傳輸和運(yùn)算過(guò)程中，都接收來(lái)自校時(shí)源的校時(shí)。

進(jìn)一步地，所述步驟一中：所述網(wǎng)絡(luò)通信板卡的最大誤差值為n1毫秒，所述控制器單元的分辨率為n2毫秒，所述分辨率為是控制采集數(shù)據(jù)中同一信號(hào)上一個(gè)變位與下一個(gè)變位之間的時(shí)間或不同信號(hào)之間變位的時(shí)間；并且n1<n2。

進(jìn)一步地，所述方法還包括：顯示所述步驟三中服務(wù)器單元接收的數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述步驟三中的服務(wù)器單元顯示過(guò)程包括：1)、接收所述控制器單元將運(yùn)算后的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)；2)、對(duì)接收到的所述數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)任務(wù)處理；3)、根據(jù)所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)任務(wù)處理的結(jié)果，判定發(fā)送變位事件操作還是開關(guān)量變位操作；4)將判定后的結(jié)果顯示出來(lái)。

進(jìn)一步地，所述網(wǎng)絡(luò)通信板卡設(shè)置成以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)can協(xié)議的通信板卡。

采用本發(fā)明提供的上述技術(shù)方案中，可以至少獲得以下有益效果中的一種：

1、數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，增加了網(wǎng)絡(luò)通信板，由于采用了控制器單元-網(wǎng)絡(luò)通信板卡-輸入/輸出接口的三層架構(gòu)，且網(wǎng)絡(luò)通信板卡將輸入/輸出接口傳輸?shù)臄?shù)據(jù)記錄時(shí)標(biāo)后再傳輸時(shí)控制器單元，所以在不降低儀控設(shè)備容量的情況下，可以實(shí)現(xiàn)高分辨率的要求。

2、控制器單元和服務(wù)器都接收來(lái)自同一個(gè)校時(shí)源，所以能很好地保證二者之間數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性；控制器單元對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信板進(jìn)行軟校時(shí)，通過(guò)軟件時(shí)來(lái)滿足數(shù)據(jù)傳輸分辨率的要求。

3、網(wǎng)絡(luò)通信板卡的最大誤差值小于控制器單元的分辨率，所以，可以實(shí)現(xiàn)全站開關(guān)量在預(yù)定精度范圍內(nèi)。

4、當(dāng)核電站所處的環(huán)境為：一個(gè)單站共有1344點(diǎn)的開關(guān)量，當(dāng)每個(gè)模塊的通道數(shù)量為32通道時(shí)，則需要1344/32＝42個(gè)模塊；采用一層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的技術(shù)方案：控制器單元每個(gè)周期都要從42個(gè)模塊中獲取數(shù)據(jù)；假設(shè)每個(gè)模塊僅需要1毫秒，那么單單采集功能就會(huì)占用42毫秒；加上算法運(yùn)算、冗余同步等功能，單個(gè)周期必定超過(guò)了40毫秒；如果要實(shí)現(xiàn)40毫秒的分辨率，其采集速度必須小于20毫秒；這樣一層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的技術(shù)方案中的控制站架構(gòu)技術(shù)實(shí)現(xiàn)大容量快速采集具備一定難度。但是采用本發(fā)明提供的上述技術(shù)方案，通過(guò)通訊板卡對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行打上時(shí)標(biāo)，不管是站內(nèi)、站間，其時(shí)標(biāo)差距最大不超過(guò)32毫秒，滿足40毫秒的分辨率要求。

發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書變得顯而易見，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)和/或流程來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種核電站數(shù)據(jù)采集裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種核電站數(shù)據(jù)采集方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種核電站數(shù)據(jù)采集裝置整體架構(gòu)圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種核電站數(shù)據(jù)采集方法的整體流程圖；

圖5本發(fā)明實(shí)施例提供的一種控制站整體架構(gòu)圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種核電站數(shù)據(jù)采集裝置的校時(shí)原理圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種核電站數(shù)據(jù)采集裝置中數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)框圖；

圖8為發(fā)明實(shí)施例提供的一種核電站數(shù)據(jù)采集裝置中數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)序圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。需要說(shuō)明的是，這些具體的說(shuō)明只是讓本領(lǐng)域普通技術(shù)人員更加容易、清晰理解本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限定性解釋；并且只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個(gè)實(shí)施例以及各實(shí)施例中的各個(gè)特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

另外，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組控制器可執(zhí)行指令的控制系統(tǒng)中執(zhí)行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。

下面通過(guò)附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述：

實(shí)施例一

如圖1所示，本實(shí)施例提供一種核電站數(shù)據(jù)采集裝置，該裝置包括：

系統(tǒng)控制層20，設(shè)置有數(shù)據(jù)采集單元和控制器單元21；

數(shù)據(jù)采集單元包括數(shù)據(jù)輸入/輸出(簡(jiǎn)稱io)接口31/32/33/34/35/36/37、與數(shù)據(jù)輸入/輸出接口通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信板卡22/23/24(ethernetconvertedtocan，即以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)can協(xié)議通訊板卡，簡(jiǎn)稱ecc)與控制器單元21通信；

控制器單元21(本實(shí)施例中的控制器簡(jiǎn)稱為mpu，用于采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)并可以輸出io信號(hào)的智能設(shè)備)與網(wǎng)絡(luò)通信板卡22/23/24連接，并將從網(wǎng)絡(luò)通信板卡22/23/24采集到的數(shù)據(jù)按照控制器單元21內(nèi)部的預(yù)定算法進(jìn)行邏輯運(yùn)算；

監(jiān)控控制層10，設(shè)置有與控制器單元21連接的服務(wù)器單元12，以及向服務(wù)器12和控制器單元21提供校時(shí)時(shí)鐘的校時(shí)源11；并且，網(wǎng)絡(luò)通信板卡被控制器單元進(jìn)行校時(shí)，網(wǎng)絡(luò)通信板卡22/23/24給與數(shù)據(jù)輸入/輸出接口連接的數(shù)據(jù)通道傳送的數(shù)據(jù)打上時(shí)標(biāo)。

因此，數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，增加了網(wǎng)絡(luò)通信板，由于采用了控制器單元-網(wǎng)絡(luò)通信板卡-輸入/輸出接口的三層架構(gòu)，且網(wǎng)絡(luò)通信板卡將輸入/輸出接口傳輸?shù)臄?shù)據(jù)記錄時(shí)標(biāo)后再傳輸時(shí)控制器單元，所以在不降低儀控設(shè)備容量的情況下，可以實(shí)現(xiàn)高分辨率的要求。

優(yōu)選地，網(wǎng)絡(luò)通信板卡的最大誤差值為n1毫秒，控制器單元的分辨率為n2毫秒，分辨率為是控制采集數(shù)據(jù)中同一信號(hào)上一個(gè)變位與下一個(gè)變位之間的時(shí)間或不同信號(hào)之間變位的時(shí)間，即如果采集的數(shù)據(jù)僅包含多次傳輸?shù)耐恍盘?hào)時(shí)，分辨率對(duì)應(yīng)的就是同一信號(hào)上一個(gè)變位與下一個(gè)變位之間的時(shí)間，如果僅僅是不同信號(hào)，且每種信號(hào)只傳輸依此時(shí)，分辨率對(duì)應(yīng)的就是不同信號(hào)之間變位的時(shí)間，如果是多次傳輸?shù)牟煌盘?hào)時(shí)，分辨率對(duì)應(yīng)的就是同一信號(hào)上一個(gè)變位與下一個(gè)變位之間的時(shí)間與不同信號(hào)之間變位的時(shí)間中的最長(zhǎng)時(shí)間；并且n1<n2。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)通信板卡的最大誤差值小于控制器單元的分辨率，所以，可以實(shí)現(xiàn)全站開關(guān)量在預(yù)定精度范圍內(nèi)，例如40毫秒的要求。

如圖2所示，本實(shí)施例還提供一種核電站數(shù)據(jù)采集方法，該方法包括：

s1、采集數(shù)據(jù)輸入/輸出接口傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并記錄數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)：通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信板卡22/23/24采集數(shù)據(jù)輸入/輸出接口31/32/33/34/35/36/37傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，具體地，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信板卡22采集數(shù)據(jù)輸入/輸出接口31/32/33等的數(shù)據(jù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信板卡22采集數(shù)據(jù)輸入/輸出接口34/35/36等的數(shù)據(jù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信板卡23采集數(shù)據(jù)輸入/輸出接口37等的數(shù)據(jù)，并且在將數(shù)據(jù)打包發(fā)送出去的過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)通信板卡將每個(gè)接口的數(shù)據(jù)記錄時(shí)標(biāo)；

s2、采集網(wǎng)絡(luò)通信板卡的數(shù)據(jù)：通過(guò)控制器單元21采集網(wǎng)絡(luò)通信板卡22/23/24的數(shù)據(jù)；

s3、計(jì)算網(wǎng)絡(luò)通信板卡的數(shù)據(jù)：將從網(wǎng)絡(luò)通信板卡22/23/24采集到的數(shù)據(jù)按照控制器單元21內(nèi)部的預(yù)定算法進(jìn)行邏輯運(yùn)算，具體地，可以在通過(guò)在上述mpu內(nèi)部設(shè)計(jì)硬件電路(例如fpga)按照預(yù)定的邏輯運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理，也可以通過(guò)在mpu內(nèi)部設(shè)計(jì)軟件或者固件的方式，使得數(shù)據(jù)按照預(yù)定的算法來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理，或者硬件與軟件/固件的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)；并且通過(guò)控制器單元21將運(yùn)算后的數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器單元12；并且服務(wù)器單元12和控制器單元21在數(shù)據(jù)傳輸和運(yùn)算過(guò)程中，都接收來(lái)自校時(shí)源11的校時(shí)。

優(yōu)選地，上述步驟一中網(wǎng)絡(luò)通信板卡22/23/24的最大誤差值為n1毫秒，控制器單元的分辨率為n2毫秒，分辨率為是控制采集數(shù)據(jù)中上一個(gè)變位與下一個(gè)變位之間的時(shí)間；并且n1<n2。

采用上述方法，由于采用了控制器單元-網(wǎng)絡(luò)通信板卡-輸入/輸出接口的三層架構(gòu)，且網(wǎng)絡(luò)通信板卡將輸入/輸出接口傳輸?shù)臄?shù)據(jù)記錄時(shí)標(biāo)后再傳輸時(shí)控制器單元，所以在不降低儀控設(shè)備容量的情況下，可以實(shí)現(xiàn)高分辨率的要求。而且控制器單元和服務(wù)器都接收來(lái)自同一個(gè)校時(shí)源，所以能很好地保證二者之間數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性；控制器單元對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信板進(jìn)行軟校時(shí)，通過(guò)軟件時(shí)來(lái)滿足數(shù)據(jù)傳輸分辨率的要求。

為了是本領(lǐng)域技術(shù)人員更清楚理解本實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面結(jié)合如圖3-圖8做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。如圖3所示，本實(shí)施例中的監(jiān)控控制層310中的服務(wù)器單元包括：實(shí)時(shí)服務(wù)器312、313，歷史服務(wù)器314、315，時(shí)鐘源340在服務(wù)器單元和控制器單元之間還單獨(dú)設(shè)置有校時(shí)模塊311；監(jiān)控控制層310還設(shè)置有通過(guò)監(jiān)控網(wǎng)350與服務(wù)器單元連接的工程師站301、操作員站302/303、打印機(jī)304、網(wǎng)關(guān)站305，當(dāng)然這些并非與服務(wù)器單元連接的硬件設(shè)置，可以根據(jù)實(shí)際需求，選擇其中一個(gè)或者多個(gè)；這樣服務(wù)器和控制器可以完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理，工程師站301和/或操作員站302/303和/或打印機(jī)304可以實(shí)現(xiàn)畫面及流程顯示、控制調(diào)節(jié)、過(guò)程點(diǎn)修改、報(bào)警管理及顯示、趨勢(shì)顯示、操作記錄、操作權(quán)限保護(hù)、文件轉(zhuǎn)儲(chǔ)和報(bào)表打印等功能。

優(yōu)選地，服務(wù)器單元中設(shè)置有實(shí)時(shí)服務(wù)器模塊，歷史服務(wù)器模塊；以及對(duì)實(shí)時(shí)服務(wù)器模塊進(jìn)行接口任務(wù)處理的接口任務(wù)處理的模塊，對(duì)實(shí)時(shí)服務(wù)器模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)處理模塊，對(duì)歷史服務(wù)器模塊進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)處理的歷史數(shù)據(jù)處理模塊。

如圖3所示，本實(shí)施例中的系統(tǒng)控制層320中的控制器單元包括多個(gè)控制站(或者稱為控制器)321、322、323，控制站321、322、323分別通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)360與監(jiān)控控制層310中的服務(wù)器單元連接；而且每個(gè)控制站的內(nèi)部和圖3中的323內(nèi)部相同，每個(gè)控制站分別設(shè)置有與底層(即電站現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備)330連接的數(shù)據(jù)輸入/輸出接口。

優(yōu)選地，網(wǎng)絡(luò)通信板卡22/23/24設(shè)置成以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)can協(xié)議的通信板卡，即能夠?qū)⒖刂普局胁杉瘮?shù)據(jù)用的can協(xié)議數(shù)據(jù)，直接轉(zhuǎn)換成控制器單元21能夠采集和識(shí)別的以太網(wǎng)協(xié)議。

如圖5、圖6、圖7所述，本實(shí)施例中，整個(gè)控制站由主控機(jī)箱和多個(gè)io機(jī)箱組成。主控機(jī)箱由電源板卡、控制器(mpua和mpub互為主從關(guān)系)、網(wǎng)絡(luò)通訊板卡(ecc)和io板卡組成；io機(jī)箱由電源板卡、io板卡組成；機(jī)籠內(nèi)的數(shù)據(jù)采集由ecc負(fù)責(zé)，按25毫秒周期采集di板卡數(shù)據(jù)，并在ecc板卡上記錄時(shí)標(biāo)?？刂破魍ㄟ^(guò)50毫秒周期向各個(gè)io機(jī)籠的ecc采集數(shù)據(jù)。現(xiàn)有技術(shù)中，若采用一級(jí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，主控制器需要采集的板卡過(guò)多，耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，且只能在主控制器記錄時(shí)標(biāo)。按一塊板卡16通道計(jì)算，需要84塊di板卡，主控制器需要在40毫秒分辨率內(nèi)完成84塊di板卡的采集。平均單個(gè)板卡的采集時(shí)間為0.48秒。而本發(fā)明的實(shí)施例采用二級(jí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)(即在控制器單元和數(shù)據(jù)輸入/輸出接口之間設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)通信板卡)，ecc負(fù)責(zé)采集單個(gè)機(jī)籠內(nèi)的di板卡數(shù)據(jù)，單個(gè)機(jī)籠內(nèi)io板卡數(shù)量為17塊。假如按25毫秒周期算，單個(gè)di板卡采集時(shí)間為1.47毫秒，且每個(gè)ecc可以記錄時(shí)標(biāo)；因此，在ecc上可以實(shí)現(xiàn)了40毫秒分辨率的采集。按單個(gè)機(jī)籠17塊di板卡計(jì)算，1344點(diǎn)di只需5個(gè)io機(jī)籠，即主控制器只需要與5個(gè)ecc通訊板卡通訊；這樣對(duì)主控制器的負(fù)荷壓力極小。

并且，服務(wù)器通過(guò)rs485與校時(shí)器進(jìn)行校時(shí)，優(yōu)選地：校時(shí)誤差為400ms加服務(wù)器自身在60s內(nèi)最多偏差±3ms，最大誤差共403ms左右，滿足服務(wù)器負(fù)責(zé)“小時(shí)”時(shí)標(biāo)的要求。mpu板卡通過(guò)校時(shí)器脈沖對(duì)時(shí)，校時(shí)周期內(nèi)最大偏差為(±3ms)，滿足mpu“分”時(shí)標(biāo)的要求；不同的控制器間的最大時(shí)鐘誤差為6ms。ecc負(fù)責(zé)給di數(shù)據(jù)包打“秒”和“毫秒”的時(shí)標(biāo)。ecc板卡與mpu通過(guò)iobus-1進(jìn)行軟對(duì)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)誤差為：mpu內(nèi)取時(shí)間及網(wǎng)絡(luò)傳輸(5ms)+hub傳輸延時(shí)(10us)+ecc接收數(shù)據(jù)及解析對(duì)時(shí)(1ms)＝6ms。ecc對(duì)時(shí)周期內(nèi)的時(shí)間偏差為：ecc自身時(shí)鐘偏差(±3ms)+標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間到mpu的誤差(±3ms)+網(wǎng)絡(luò)軟對(duì)時(shí)誤差(6ms)+冗余校時(shí)器相對(duì)誤差(1ms)＝±13ms；由于ecc上打時(shí)標(biāo)已經(jīng)可以滿足40毫秒的精度，所以ecc板卡與io板卡不進(jìn)行對(duì)時(shí)。

綜上所述，ecc板卡的時(shí)標(biāo)，不管是站內(nèi)、站間，其時(shí)標(biāo)差距最大不超過(guò)32毫秒，滿足40毫秒的分辨率要求。

優(yōu)選地，上述步驟s3中的服務(wù)器單元顯示過(guò)程包括：1)、接收控制器單元將運(yùn)算后的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)；2)、對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)任務(wù)處理；3)、根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)任務(wù)處理的結(jié)果，判定發(fā)送變位事件操作還是開關(guān)量變位操作；4)將判定后的結(jié)果顯示出來(lái)。具體地，如圖4所示，數(shù)據(jù)采集的整體流程包括：

s409、di硬件模塊數(shù)據(jù)的采集，即每個(gè)數(shù)據(jù)通道采集現(xiàn)場(chǎng)傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等的數(shù)據(jù)；

s408、ecc模塊采集，即通過(guò)ecc將每個(gè)硬件模塊數(shù)據(jù)打上時(shí)標(biāo)后，將數(shù)據(jù)打包；

s407、控制器單元采集，即控制單元采集經(jīng)過(guò)ecc打上時(shí)標(biāo)并經(jīng)過(guò)通信協(xié)議轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)；

s406、控制io算法處理，即將從網(wǎng)絡(luò)通信板卡采集到的數(shù)據(jù)按照控制器單元內(nèi)部的預(yù)定算法進(jìn)行邏輯運(yùn)算；

s405、實(shí)時(shí)服務(wù)器io任務(wù)處理，即接收控制器單元將運(yùn)算后的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)；

s404、實(shí)時(shí)服務(wù)器rtdb(實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù))任務(wù)處理，即對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)任務(wù)處理，并根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)任務(wù)處理的結(jié)果，判定發(fā)送變位事件操作還是開關(guān)量變位操作，如果是開關(guān)量變位，則執(zhí)行步驟s403，如果是變位事件，則執(zhí)行步驟s402；

s403、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)歷史數(shù)據(jù)處理，即調(diào)用和更新歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中的歷史數(shù)據(jù)，并執(zhí)行s401；

s402、實(shí)時(shí)服務(wù)器事件任務(wù)處理，即保存和更新實(shí)時(shí)服務(wù)器中的事件，并執(zhí)行s401；

s401、將歷史數(shù)據(jù)庫(kù)歷史數(shù)據(jù)處理結(jié)果、實(shí)時(shí)服務(wù)器事件任務(wù)處理結(jié)果，顯示出來(lái)，并且可以根據(jù)用戶自己的需求，直接打印出來(lái)，或者發(fā)送至外部設(shè)備。

如圖7、圖8所示，控制器(單元)采集任務(wù)按50毫秒周期向ecc訪問(wèn)數(shù)據(jù)，考慮到主控制器50毫秒周期有可能存在51或52毫秒的情況，則一次性向ecc訪問(wèn)的數(shù)據(jù)最大不會(huì)超過(guò)3包；在處理無(wú)變位數(shù)據(jù)時(shí)，控制器采集任務(wù)將保留最早一拍數(shù)據(jù)和時(shí)標(biāo)；如圖8中mpu算法中有下劃線的數(shù)值所示?？刂破鲉卧杉蝿?wù)收到數(shù)據(jù)后，經(jīng)過(guò)判斷將變位寫入變位區(qū)域；由于io算法每100毫秒處理一次，因此，變位區(qū)域的變位最多不會(huì)超過(guò)4包。io算法處理后，將變位數(shù)據(jù)放入發(fā)送給服務(wù)器的數(shù)據(jù)包中，發(fā)送給服務(wù)器。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實(shí)現(xiàn)上述各方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過(guò)程序指令相關(guān)的硬件來(lái)完成。前述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述各方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：rom、ram、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

最后需要說(shuō)明的是，上述說(shuō)明僅是本發(fā)明的最佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，都可利用上述揭示的做法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和簡(jiǎn)單的替換等，這些都屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍。