CN113778033A - 集散控制系统运行状态检测方法、装置、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种集散控制系统运行状态检测方法，该方法通过获取系统的运行参数序列，其中运行参数序列包括多个周期不同时刻采集的系统的运行参数，然后根据运行参数序列，获取系统的运行状态趋势，如此，能够通过集散控制系统运行状态趋势，提前获取该系统的运行状态。

Description

集散控制系统运行状态检测方法、装置、设备及介质

技术领域

本申请涉及控制技术领域，尤其涉及一种集散控制系统运行状态检测方法、平台、设备、计算机可读存储介质。

背景技术

核能发电是利用原子核内部蕴藏的能量产生电能。随着核能发电产业的发展，需要对生产过程中的各个部分进行控制管理，因此在核电领域，对于核电DCS的运行维护是一项非常重要的工作。

通常情况下，对于核电DCS运行维护的自动化程度不高。对于核电DCS的日常运行维护主要是通过人工定期检查实现。但是定期检查并不能完全系统异常的发生，因此当问题出现后，再基于该出现的问题进行分析解决。

上述对于核电DCS的运行维护对于异常问题的解决通常具有滞后性，效率较低，影响核电DCS的正常工作。

发明内容

本申请提供了一种集散控制系统运行状态检测方法，该方法通过获取系统的运行参数序列，根据运行参数序列，获取系统的运行状态趋势，提前获取系统的运行状态。本申请还提供了上述方法对应的装置、设备以及计算机可读存储介质。

第一方面，本申请提供了一种集散控制系统运行状态检测方法，该方法包括：

获取系统的运行参数序列，所述运行参数系列包括多个周期不同时刻采集的所述系统的运行参数；

根据所述运行参数序列，获取所述系统的运行状态趋势。

在一些可能的实现方式中，该方法还包括：

当所述系统的运行状态趋势异常时，针对所述运行趋势生成对应的处理措施。

在一些可能的实现方式中，所述针对所述运行趋势生成对应的处理措施，包括：

获取与所述运行趋势匹配的历史趋势，以及所述历史趋势对应的历史措施；

根据所述历史措施，针对所述运行趋势生成对应的处理措施。

在一些可能的实现方式中，该方法还包括：

显示所述系统的运行状态趋势。

在一些可能的实现方式中，所述显示所述系统的运行状态趋势，包括：

通过图表显示所述系统的运行状态趋势。

在一些可能的实现方式中，所述运行参数序列包括软件运行参数序列。

在一些可能的实现方式中，所述运行参数序列包括硬件运行参数序列。

第二方面，本申请提供了一种集散控制系统运行状态检测装置，该装置包括：

通信模块，用于获取系统的运行参数序列，所述运行参数系列包括多个周期不同时刻采集的所述系统的运行参数；

预测模块，用于根据所述运行参数序列，获取所述系统的运行状态趋势。

在一些可能的实现方式中，该装置还包括：

生成模块，用于当所述系统的运行状态趋势异常时，针对所述运行趋势生成对应的处理措施。

在一些可能的实现方式中，生成模块具体用于：

获取与所述运行趋势匹配的历史趋势，以及所述历史趋势对应的历史措施；

根据所述历史措施，针对所述运行趋势生成对应的处理措施。

在一些可能的实现方式中，该装置还包括：

显示模块，用于显示所述系统的运行状态趋势。

在一些可能的实现方式中，显示模块具体用于：

通过图表显示所述系统的运行状态趋势。

在一些可能的实现方式中，所述运行参数序列包括软件运行参数序列。

在一些可能的实现方式中，所述运行参数序列包括硬件运行参数序列。

第三方面，本申请提供一种设备，所述设备包括处理器和存储器。所述处理器、所述存储器进行相互的通信。所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使得设备执行如第一方面或第一方面的任一种实现方式中的集散控制系统运行状态检测方法。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，所述指令指示设备执行上述第一方面或第一方面的任一种实现方式所述的集散控制系统运行状态检测方法。

本申请在上述各方面提供的实现方式的基础上，还可以进行进一步组合以提供更多实现方式。从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请实施例提供了一种集散控制系统运行状态检测方法，该方法通过获取系统的运行参数序列，运行参数序列包括多个周期不同时刻采集的系统的运行参数，根据运行参数序列，获取系统的运行状态趋势。如此，能够根据集散控制系统在多个周期不同时刻采集的系统的运行参数，获取系统的运行趋势，根据系统的运行趋势，实现对于系统运行状态的提前检测。

进一步地，当系统的运行状态趋势异常时，能够根据运行趋势生成对应的处理措施，从而能够在系统运行异常前，即根据对应的处理措施解决可能出现的问题，避免系统异常情况的发生，保证系统安全、稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种集散控制系统运行状态检测方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的集散控制系统运行数据采集装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种集散控制系统运行状态检测装置的架构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请中的附图，对本申请提供的实施例中的方案进行描述。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，这仅仅是描述本申请的实施例中对相同属性的对象在描述时所采用的区分方式。

为了便于理解本申请的技术方案，下面对本申请涉及的一些技术术语进行介绍。

集散控制系统(distributed control system，DCS)是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统。核电DSC是核电站的重要设备。在核电领域，对于核电DCS的运行维护是一项非常重要的工作。

通常情况下，对于核电DCS运行维护的自动化程度不高。对于核电DCS的日常运行维护主要是通过人工定期检查实现。具体地，对于硬件的检测通常依赖人工巡检，定期检查，人工测量多种数据，例如电流、电压等。而对于软件的日常维护是定期重启、定期清理磁盘空间等。当软件发生故障时，巡检发现问题的现场人员可能没有能力去解决，因此需要将相关故障的数据信息发送至设计人员，通过设计人员人工分析定位问题，效率较低。

这种对于核电DCS的运行维护对于异常问题的解决，不仅效率低，并且通常具有滞后性，影响核电DCS的正常工作。有鉴于此，本申请提供一种集散控制系统运行状态检测方法，该方法应用于处理设备，处理设备是指具有数据处理能力的设备，例如可以为服务器，也可以为终端设备。具体地，处理设备获取在系统的多个周期不同时刻采集的运行参数序列吗，根据运行参数序列获取该系统的运行状态趋势，如此，能够根据系统的运行状态趋势对于集散控制系统运行状态检测，预判该系统未来的运行状态，从而，能够在系统出现异常之前，采取对应的措施以避免异常情况的出现，保证系统正常工作。接下来，将结合附图对本申请实施例提供的集散控制系统运行状态检测方法进行介绍。

参见图1所示的集散控制系统运行状态检测方法的流程图，该方法包括如下步骤：

S102：处理设备获取系统的运行参数序列。

其中，系统的运行参数序列包括多个周期不同时刻采集的该系统的运行参数。

系统的运行参数可以包括系统运行过程中的软硬件参数。例如，硬件相关参数可以包括电压、电流、温度等。软件相关参数可以包括系统日志、应用日志、基础设施参数、软件性能参数等。

具体地，处理设备可以将与系统的运行状态相关的软硬件参数通过专用网络采集至安全智能网关。如图2所示，处理设备将硬件相关参数如电压、电流、温度值等通过消息总线系统(a message bus system，dbs)采集到L1网关，然后通过Gnet网络传输至安全智能网关。类似地，处理设备采集软件相关参数，例如系统日志、应用日志、基础设施参数、软件性能参数等通过Gnet网络传输至安全智能网关。

其中，处理设备发送给安全智能网关的系统运行参数可以为系统的运行参数序列，运行参数序列可以根据在多个周期不同时刻采集的系统的运行参数按照时间排序生成。

dbus是一种进程间通信的机制，是一种低开销、低延迟的IPC(Inter-ProcessCommunication，进程间通信)，并被多种桌面环境(如KDE、GNOME等)所采用。dbus能够提供多种Message Bus以实现应用程序之间的通信。

gnet是一个基于事件驱动的高性能和轻量级网络框架。gnet直接使用epoll和kqueue系统调用而非标准Golang网络包来构建网络应用。gnet是一个高性能、轻量级、非阻塞的纯Go实现的传输层网络框架，开发人员可以使用gnet来实现应用层网络协议，从而构建出应用层网络应用。

由于核电具有高安全性，因此可以采用安全智能网关作为网络边缘侧的网关。安全智能网关可以隔离核电DCS系统和智能运维系统，实现控制出入数据流，以保护内网核电DCS系统数据不被非授权的外部网络访问，保证内网核电DCS系统的安全。同时还可以通过安全智能网关过滤向外发送的数据，避免数据泄露，保护核电DCS系统的安全。

在一些可能的实现方式中，可以将采集的系统运行参数，或者根据运行参数生成的运行参数序列，存储到统一的数据存储平台进行保存，以便进行后续处理，例如分析运行状态趋势、检查历史运行状态等。

数据存储平台可以包括多种类型的数据库系统，以支持存储结构化数据、半结构化数据以及非结构化数据等多种类型的数据。数据存储平台能够根据数据类型以及特点，将运行参数存储在对应的数据库中。例如将表示关系的数据，存储至关系数据库中，将时间特征明显的序列，存储至时序数据库中，将日志等文本信息存储至文档类型的数据库中。

数据存储平台用于存储运行参数序列，也可用来存储其他类型的数据。该平台为上层应用提供一个统一的访问接口，以供上层应用从数据存储平台中查询获取数据。

如此，处理设备能够实现对于该系统相关参数的自动采集与存储，并且能够保证核电系统的安全。

S104：处理设备根据运行参数序列，获取系统的运行状态趋势。

通常情况下，集散控制系统的异常情况是缓慢出现的，可能存在因为某一个小点，例如某一参数出现异常，但是该参数异常并不会直接导致系统立即异常，而是在经过一段时间之后，该参数异常的影响越来越大，从而最终导致系统运行状态异常。

在系统由正常运行状态转化为异常运行状态的过程中，可能存在系统运行状态正常，但是其内部已经存在参数异常的情况，但是这种异常并不会导致系统直接异常。因此，可以通过对于系统的运行参数序列进行分析，获取系统的运行状态趋势。

处理设备根据运行参数序列，可以通过多种方面分析获取系统的运行状态趋势。

具体地，处理设备可以根据对于运行参数序列中的日志进行分析，获取软件的性能趋势。根据温度、湿度等运行参数序列获取硬件的运行状态趋势。进一步地，还可以通过多种数据的关联关系获取系统的运行状态趋势等。

进一步地，还可以根据业务的发展需求自定义扩展算法，例如通过对电流、电压等数据的分析获取电子器件的趋势变化，通过对于温度、湿度等数据获取器件的老化趋势，综合内存负荷、CPU负荷、网络流量变化以及其他自定义关键指标获取系统的其他运行状态趋势。

通过以上内容的描述，处理设备能够通过对于运行参数序列的分析，获取系统的运行状态趋势，从而能够在系统运行状态趋势异常前发现问题，进而采用相关措施进行解决。

通过获取系统的运行参数序列，运行参数序列包括多个周期不同时刻采集的系统的运行参数，根据运行参数序列，获取系统的运行状态趋势。如此，能够根据集散控制系统在多个周期不同时刻采集的系统的运行参数，获取系统的运行趋势，根据系统的运行趋势，实现对于系统运行状态的提前检测。

在一些可能的实现方式中，本实施例还包括以下步骤：

S106：当系统的运行状态趋势异常时，处理设备针对运行趋势生成对应的处理措施。

当检测到系统的运行趋势异常时，处理设备可以通过多种方式分析运行趋势异常的原因，例如通过对日志的关键词进行提取以及文本分析软件故障的原因。

当运行趋势的原因确定后，处理设备针对该原因确定对应的处理措施。

其中，对应的处理措施可以是预先设定的，例如可以预先对该系统状态进行测试，获取可能出现的异常情况，然后预先设定多种异常情况以及对应的处理措施，在运行趋势可能为该异常情况时，提前执行对应的处理措施，以在问题出现之前将运行趋势转化为正常状态。

或者，也可以获取历史处理措施，历史处理措施可以为在系统的历史运行情况中，出现同样异常情况的对应的处理措施。当该历史措施在历史运行情况中起到了较好的效果时，可以在后续出现问题时继续调用。

进一步地，可能出现的运行趋势既没有在预先测试中出现，也没有在历史运行中出现，系统可以对该运行状态趋势进行分析，获取类似的运行状态趋势下对应的措施进行处理。

在一些可能的实现方式中，该系统也可以将该运行状态趋势对应的异常情况发送至开发人员，提示开发人员进行处理。

系统可以通过多种途径将运行状态趋势发送至开发人员，例如可以将运行状态趋势显示在该集散控制系统的显示界面上。为了进一步地展示运行状态趋势，可以采用图片、表格、视频等形式对运行状态趋势进行呈现，，其中，系统的显示界面可以为投影、手机、电脑等多种终端界面。

在另一些可能的实现方式中，处理设备也可以将系统根据运行趋势通过历史数据、预设关系等方式获取的处理措施展示给开发人员，以便开发人员进行选择。

进一步地，处理设备向开发人员展示界面可以包括对应的处理措施，也可以包括分析获取的系统运行状态趋势，还可以包括系统的运行参数序列。展示界面可以展示对于系统的运行参数序列的数据分析，以及分析的运行状态趋势，并且以及不同运行状态趋势出现的概率，以便开发人员根据展示页面进行选择。展示页面的内容可以由用户自定义设定，例如，可以在需要展示数据变化趋势的情况下，以折线图的形式显示系统运行状态的变化趋势，在需要展示数据比例的情况下，以扇形图的形式显示比例状况。

综上所述，本实施例提供了一种集散控制系统运行状态检测方法，该方法通过获取包括多个周期不同时刻采集的系统的运行参数的运行状态参数序列，据此获取系统的运行状态趋势。如此，能够根据集散控制系统在多个周期不同时刻采集的系统的运行参数，分析获取系统的运行趋势，然后根据系统的运行趋势，实现对于系统运行状态的提前检测。

进一步地，当系统的运行状态趋势异常时，能够根据运行趋势生成对应的处理措施，从而能够在系统运行异常前，即根据对应的处理措施解决可能出现的问题，避免系统异常情况的发生，保证系统安全、稳定运行。

以上结合图1对本申请实施例提供的集散控制系统运行状态检测方法进行了详细介绍，接下来，将结合附图对本申请实施例提供的集散控制系统运行状态检测装置进行介绍。

参见图3所示的集散控制系统运行状态检测装置的结构示意图，该装置300包括：通信模块302、预测模块404。

通信模块，用于获取系统的运行参数序列，所述运行参数系列包括多个周期不同时刻采集的所述系统的运行参数；

预测模块，用于根据所述运行参数序列，获取所述系统的运行状态趋势。

在一些可能的实现方式中，该装置还包括：

生成模块，用于当所述系统的运行状态趋势异常时，针对所述运行趋势生成对应的处理措施。

在一些可能的实现方式中，生成模块具体用于：

获取与所述运行趋势匹配的历史趋势，以及所述历史趋势对应的历史措施；

根据所述历史措施，针对所述运行趋势生成对应的处理措施。

在一些可能的实现方式中，该装置还包括：

显示模块，用于显示所述系统的运行状态趋势。

在一些可能的实现方式中，显示模块具体用于：

通过图表显示所述系统的运行状态趋势。

在一些可能的实现方式中，所述运行参数序列包括软件运行参数序列。

在一些可能的实现方式中，所述运行参数序列包括硬件运行参数序列。

根据本申请实施例的集散控制系统运行状态检测装置300可对应于执行本申请实施例中描述的方法，并且集散控制系统运行状态检测装置300的各个模块的上述和其它操作和/或功能分别为了实现图1中的各个方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。

本申请提供一种设备，用于实现集散控制系统运行状态检测方法。所述设备包括处理器和存储器。所述处理器、所述存储器进行相互的通信。所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使得设备执行集散控制系统运行状态检测方法。

本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在设备上运行时，使得设备执行上述集散控制系统运行状态检测方法。

本申请提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在设备上运行时，使得设备执行上述集散控制系统运行状态检测方法。

另外需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本申请提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过专用硬件包括专用集成电路、专用CPU、专用存储器、专用元器件等来实现。一般情况下，凡由计算机程序完成的功能都可以很容易地用相应的硬件来实现，而且，用来实现同一功能的具体硬件结构也可以是多种多样的，例如模拟电路、数字电路或专用电路等。但是，对本申请而言更多情况下软件程序实现是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘、U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，训练设备，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。

所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、训练设备或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、训练设备或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的训练设备、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(Solid State Disk，SSD))等。

Claims (10)

1.一种集散控制系统运行状态检测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取系统的运行参数序列，所述运行参数序列包括多个周期不同时刻采集的所述系统的运行参数；

根据所述运行参数序列，获取所述系统的运行状态趋势。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述系统的运行状态趋势异常时，针对所述运行趋势生成对应的处理措施。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述针对所述运行趋势生成对应的处理措施，包括：

获取与所述运行趋势匹配的历史趋势，以及所述历史趋势对应的历史措施；

根据所述历史措施，针对所述运行趋势生成对应的处理措施。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

显示所述系统的运行状态趋势。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述显示所述系统的运行状态趋势，包括：

通过图表显示所述系统的运行状态趋势。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行参数序列包括软件运行参数序列。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行参数序列包括硬件运行参数序列。

8.一种集散控制系统运行状态检测装置，其特征在于，所述装置包括：

通信模块，用于获取系统的运行参数序列，所述运行参数系列包括多个周期不同时刻采集的所述系统的运行参数；

预测模块，用于根据所述运行参数序列，获取所述系统的运行状态趋势。

9.一种设备，其特征在于，所述设备包括处理器和存储器；

所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使得所述设备执行如权利要求1至7中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括指令，所述指令指示设备执行如权利要求1至7中任一项所述的方法。

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