事件顺序记录方法技术

一种事件顺序记录方法，其特征在于：将ＧＰＳ接收器接收的ＧＰＳ卫星信号，转换成ＩＲＩＧ－Ｂ码和秒脉冲后，传入主分散处理单元ＤＰＵ；主ＤＰＵ对ＩＲＩＧ－Ｂ码解调获得秒级绝对时间，通过网络广播传送到各从ＤＰＵ，同时通过硬接线将秒脉冲信号传送到各从ＤＰＵ；各从ＤＰＵ根据秒脉冲的同步，对其控制下的各数字信号输入卡（ＤＩ卡）状态扫描，若ＤＩ卡的状态发生翻转，则将此ＤＩ卡的地址及通道状态以及记到的毫秒时间，再将记到的毫秒时间加上广播获得的秒级绝对时间组合成毫秒级的绝对时间上传至上位机。本发明专利技术的优点是分散控制系统中的时间以主ＤＰＵ为基准，时间的同步、Ｉ／ＯＣＰＵ高精度的定时器计时、以及准确的ｍｓ和秒级绝对时间组合方式都保证了事件顺序记录的精度达到不大于１ｍｓ，实现了高精度的事件顺序记录。

Event sequential recording method

A sequence of event recording method, which is characterized in that the GPS GPS satellite signal receiver, converted into IRIG B code and the second pulse, the main distributed processing unit DPU DPU IRIG on the main afferent; B code demodulation gain second absolute time, through the network broadcast to all from DPU, at the same time through hard the second pulse signal is transmitted to the terminal from the DPU; each from DPU according to the synchronous pulse per second, the digital signal input the control card (DI card) scan, if the DI card state flipped the DI card address and channel state and down to the millisecond time time. And then down to the millisecond level seconds plus broadcast obtained absolute time into absolute time upload to the computer millisecond. The invention has the advantages of distributed control system in time to the main DPU for reference, time synchronization, I / OCPU high precision timer, and accurate MS and second absolute time combination to ensure the accuracy of the sequence of events is not greater than 1ms, to achieve a high precision sequence of events.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种事件顺序记录(S0E)在分散控制系统中的实现方法。技术背景分散控制系统(DCS)广泛地应用于电力、冶金、石油化工等各个行业。在 这些行业的应用中，随着控制对象日趋规模化和复杂化，生产过程信息瞬间千变 万化当机组发生故障时，需要查找出真实原因，并采取相应措施，这时就需要对 事件进行追忆打印。事件顺序记录简称SOE，即为英文Sequence Of Event的縮 写。而一般的事件记录只能做到秒级的分辨率，当事件发生后往往同一秒内出现 的信息很多，且不能分出先后顺序，因为在联锁保护的情况下一个故障会引起多 个相关的控制点跳闸或动作,这就给事故分析造成了很大的困扰。
技术实现思路
.本专利技术的要解决的技术问题是提供一种在分散控制系统中实现毫秒级的事 件顺序记录(SOE)的方法，以便更精确的记录各种事件发生的时间，为确定故 障发生的先后次序、分析事故原因提供有力的依据。本专利技术采用的技术方案是1. 利用GPS (美国卫星导航系统)接收器接收GPS卫星信号，并将该GPS信 号转换成IRIG-B码和秒脉冲后，传入主分散处理单元(简称主DPU);2. 主DPU对IRIG-B码解调获得秒级绝对时间，并将该绝对时间通过网络广 播传送到各从分散处理单元(简称从DPU)，同时通过硬接线将秒脉冲信号传送到 各从DPU;3. 分散控制系统中的时间以主DPU为基准，各从DPU根据秒脉冲的同步，对 其控制下的各数字信号输入卡(DI卡)状态不断进行扫描，扫描DI卡监视的各 个关键控制点的状态有无改变；4. 若DI卡的状态发生翻转，则将此时计到的毫秒时间和此DI卡的地址及 通道状态记录下来，再将记到的毫秒时间加上广播获得的秒级绝对时间组合成毫秒级的绝对时间， 一同上传至上位机显示和保存。本专利技术方法的技术效果是GPS是美国的卫星导航系统，可以在任何地方接受它们传输的时钟信号，分散控制系统中的时间都是以主DPU为基准，整个分散 控制系统的时间同步，I/O CPU高精度的定时器计时，加上每秒秒脉冲的同步， 以及准确的ms和秒级绝对时间组合方式都保证了事件顺序记录(SOE)的精度达 到不大于lms，实现了高精度的事件顺序记录。 附图说明下面结合附图与具体实施方法对本专利技术的方法作进一步详细的描述。图1是事件顺序记录的硬件构架图；图2是事件顺序记录的网络构架图；图3是I/O CPU记录事件时间的软件流程图；图4是实现ms级事件顺序记录中毫秒时间和秒级绝对时间组合示意图；图5是IRIG-B码格式示意图；图6是GPS信号接收电路示意图。其中1""GPS接收器，2—扩展CPU ， 3—I/O CPU, 4—主CPU, 5—主分散 处理单元(主DPU)， 6—从分散处理单元(从DPU)， 7—以太网，8—硬接线，9 一运算放大器(LM339) , 10""GPS原始信号，11一IRIG-B时钟信号，12—IRIG-B 数据信号。具体实施方式由图1可见主DPU 5内部包括扩展CPU 2、主CPU 4和I/O CPU 3。首先 通过GPS接收器1接收GPS的卫星信号，将GPS信号和秒脉冲送入主分散处理单 元(主DPU5),通过GPS接收电路将GPS信号转换成IRIG-B码。IRIG-B格式时 间码为国际通用时间格式码。由扩展CPU 2按照其特定格式对IRIG-B码进行解 调，使其成为主CPU 4可以识别的秒级绝对时间(详见图5说明)。扩展CPU 2 对IRIG-B码解调后，将秒级绝对时间码存入与主CPU 4共享的内存中(如双口 RAM)供主CPU 4取用。秒脉冲信号就是在每秒的起始发出一个脉冲的信号，这 个信号被送到I/O CPU 3作为每秒的同步信号。本实施例中扩展CPU 2和I/O CPU 3均采用PHILIPS XA系列16位单片机PXAG49,主CPU为PIII 300MHz级别低功 耗CPU,运算放大器为LM339。由图2可见主CPU获得扩展CPU解调的秒级绝对时间以后，主DPU将该秒 级绝对时间通过以太网7对分散控制系统中的其他从DPU6进行网络广播。同时 主DPU 5 —方面将接收的秒脉冲信号送入其内部I/O CPU 3，另一方面经过放大 器放大信号通过硬接线8将秒脉冲信号送向其他从DPU 6。由于分散控制系统中 的时间都是以主DPU发出的秒级绝对时间网络广播和秒脉冲信号为基准的，而主 DPU的时间又是与GPS信号同步的，所以做到了整个分散控制系统与GPS的时间 同步。但当GPS信号突然丢失或GPS接收器出现故障时，主DPU将继续以自身的 时钟作为基准对分散控制系统中的其他从DPU进行绝对时间网络广播和发送秒脉 冲信号，保证整个分散控制系统的时间同步。由图3可见，各DPU中I/O CPU是通过如下软件流程记录事件时间的。每个 DPU的I/O CPU都会接收到一个秒脉冲信号，将其设定为CPU的外部中断，同时 在CPU内设置一个1ms的定时器和ms时间计数变量。ms时间计数变量由秒脉冲 清零，在定时器每溢出一次也就是每过lms以后自增l次，是用来计算当前毫秒 数的变量。在初始化以后CPU便开始等待秒脉冲的外部中断。当接收到了秒脉冲 信号进入外部中断服务函数，将ms时间计数变量清零同时1ms定时器置初值开 始计时。然后当定时器每次溢出时便进入定时器中断服务函数，将ras时间计数 变量+1，同时对此DPU控制下的各个DI卡状态进行扫描判断其每个通道状态有 没有翻转。没有的话就再次等待下一个lms定时器溢出或秒脉冲的重新清零。如 果有DI卡的状态发生了翻转，则将此DI卡的地址以及其各个通道旧的状态和新 的状态都记录下来，同时将此时的ms时间计数变量的值也就是此时的ms数也记 录下来，存入与主CPU共享的内存中。由于DI卡监视的就是各种关键的控制点 状态，这样也就记录了各种事件发生的状态和当时ms数，即为其打上了时间标 签。然后再次等待下一个lms定时器溢出或秒脉冲的重新清零。由于CPU定时器 精度较高可以达到微秒级，可保证事件时间记录的准确，同时每秒通过秒脉冲清 零即同步一次，使得定时器在一秒内的累积误差不会影响精度。各个DPU中的主CPU每隔一段时间(〈200ms)对前面提到的共享内存中的事 件时间标签进行扫描，将时间标签中的ms数和扩展CPU解调的或从网络广播中获得的秒级绝对时间组合成完整的毫秒级的绝对时间，并上传至上位机供其显示 和保存。在这种时间组合的过程中有可能会碰到如图4所示的情况，事件发生在前一秒的最后几毫秒内，如900ms处，此时在进行时间组合的时候秒级的绝对时 间可能已经进入了下一秒，如果直接简单得组合在一起就产生了1秒的误差。针 对这个问题可以引入一个变量，标记是否是刚刚进入新的一秒，即此次获得的秒 级绝对时间是否与上一次相同，相同的话，就直接组合，不同的话则判断事件时 间标签ms数如果大于500ms的则绝对时间减去1秒，如果小于500ms的则绝对 时间保持不变然后进行组合。这是因为主CPU扫描事件时间标签的间隔小于 200ms,所以在新的一秒首次扫描时不会大于此秒的200ms，此时扫描到的事件如 果发生在新的一秒的话应该其毫秒时间也〈200ms,毫秒时间大于500ms的事件应 该发生在上一秒中。这样就保证了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种事件顺序记录的方法，其特征在于：１）利用ＧＰＳ美国卫星导航系统接收器接收ＧＰＳ卫星信号，并将该ＧＰＳ信号转换成ＩＲＩＧ－Ｂ码和秒脉冲后，传入主分散处理单元；２）主分散处理单元对ＩＲＩＧ－Ｂ码解调获得秒级绝对时间，并将该绝对时间通过网络广播传送到各从分散处理单元，同时通过硬接线将秒脉冲信号传送到各从分散处理单元；３）分散控制系统中的时间以主分散处理单元为基准，各从分散处理单元根据秒脉冲的同步，对其控制下的各数字信号输入卡状态不断进行扫描，扫描各数字信号输入卡监视的各个关键控制点的状态有无改变；４）若数字信号输入的状态发生翻转，则将此时计到的毫秒时间和此数字信号输入卡的地址及通道状态记录下来，再将记到的毫秒时间加上广播获得的秒级绝对时间组合成毫秒级的绝对时间，一同上传至上位机显示和保存。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱强，
申请(专利权)人：上海自动化仪表股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]