本發(fā)明涉及分布式控制領(lǐng)域，具體涉及一種分布式控制系統(tǒng)及其動(dòng)態(tài)調(diào)度資源的方法。

背景技術(shù)：

目前，傳統(tǒng)的分布式控制系統(tǒng)，其運(yùn)行計(jì)算資源、傳輸帶寬資源和存儲(chǔ)資源的分配是固定的，功能也是固定的。為提升可靠性，系統(tǒng)中重要設(shè)備一般采用冗余備份，產(chǎn)生故障時(shí)用備份設(shè)備取代故障設(shè)備。

在復(fù)雜的分布式控制系統(tǒng)中，由于各種資源分配固定、工作任務(wù)固定，每種資源都有較大冗余，系統(tǒng)的資源利用率不高，且功能擴(kuò)展不方便。為提高一些重要設(shè)備的可靠性，通常采用增加硬件備份的方法，但是該方法有兩大弊端：一是增加硬件成本和復(fù)雜度；二是硬件的復(fù)雜對(duì)可靠性的提升并不明顯。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種分布式控制系統(tǒng)，該分布式控制系統(tǒng)在不增加硬件復(fù)雜度的情況下，能夠提升分布式控制系統(tǒng)的資源利用率和系統(tǒng)可靠性。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種分布式控制系統(tǒng)，包括：

現(xiàn)場(chǎng)總線；

就地控制模塊，其包括多個(gè)就地控制器，每個(gè)所述就地控制器通過所述現(xiàn)場(chǎng)總線采集測(cè)量控制對(duì)象的測(cè)量數(shù)據(jù)，所述就地控制器對(duì)所述測(cè)量數(shù)據(jù)運(yùn)算處理得到控制數(shù)據(jù)，并通過所述現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸所述控制數(shù)據(jù)至所述測(cè)量控制對(duì)象；

管理總線，其與所有所述就地控制器相連；以及

運(yùn)行管理裝置，其包括監(jiān)測(cè)報(bào)警模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和資源動(dòng)態(tài)調(diào)度模塊，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)所述管理總線傳輸?shù)臏y(cè)量數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)，所述監(jiān)測(cè)報(bào)警模塊用于監(jiān)測(cè)所述分布式控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行報(bào)警，且所述監(jiān)測(cè)報(bào)警模塊將運(yùn)行狀態(tài)和故障報(bào)警的數(shù)據(jù)傳輸至所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，所述資源動(dòng)態(tài)調(diào)度模塊動(dòng)態(tài)調(diào)度所述分布式控制系統(tǒng)的資源，并根據(jù)所述故障報(bào)警的數(shù)據(jù)調(diào)整所述就地控制器之間的任務(wù)分配。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述監(jiān)測(cè)報(bào)警模塊通過分析所述測(cè)量數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸情況來監(jiān)測(cè)所述分布式控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述資源包括運(yùn)行計(jì)算資源、傳輸帶寬資源和存儲(chǔ)資源。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述系統(tǒng)故障包括硬件故障和軟件處理異常。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述資源動(dòng)態(tài)調(diào)度模塊分析現(xiàn)場(chǎng)總線、就地控制模塊、管理總線和運(yùn)行管理裝置的資源利用情況，將現(xiàn)場(chǎng)總線、就地控制模塊、管理總線和運(yùn)行管理裝置中多余的資源分配給所述分布式控制系統(tǒng)增加或者改變的任務(wù)，且所述資源動(dòng)態(tài)調(diào)度模塊還根據(jù)其余的就地控制器所占資源的情況，將發(fā)生故障的就地控制器的任務(wù)分配給其余就地控制器。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述運(yùn)行管理裝置為人機(jī)交互運(yùn)行管理裝置，所述人機(jī)交互運(yùn)行管理裝置還包括人機(jī)交互模塊，所述人機(jī)交互模塊用于用戶顯示和用戶操作輸入。

與此同時(shí)，本發(fā)明還提供一種動(dòng)態(tài)調(diào)度資源的方法，該方法能夠提升分布式控制系統(tǒng)的資源利用率和系統(tǒng)可靠性。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種利用上述分布式控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)度資源的方法，包括如下步驟：

資源動(dòng)態(tài)調(diào)度模塊分析現(xiàn)場(chǎng)總線、就地控制模塊、管理總線和運(yùn)行管理裝置的資源利用情況，當(dāng)分布式控制系統(tǒng)的控制任務(wù)、監(jiān)測(cè)任務(wù)或者管理任務(wù)之中的任意一種任務(wù)增加或者改變時(shí)，資源動(dòng)態(tài)調(diào)度模塊將現(xiàn)場(chǎng)總線、就地控制模塊、管理總線和運(yùn)行管理裝置中部分冗余的資源分配給分布式控制系統(tǒng)增加或改變的任務(wù)。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述資源包括運(yùn)行計(jì)算資源、傳輸帶寬資源和存儲(chǔ)資源。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述動(dòng)態(tài)調(diào)度資源的方法還包括資源動(dòng)態(tài)調(diào)度模塊切換掉發(fā)生故障的就地控制器，并根據(jù)其余的就地控制器所占資源的情況，將發(fā)生故障的就地控制器的任務(wù)分配給其余就地控制器的步驟。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明的分布式控制系統(tǒng)包括資源動(dòng)態(tài)調(diào)度模塊，資源動(dòng)態(tài)調(diào)度模塊分析現(xiàn)場(chǎng)總線、就地控制模塊、管理總線和運(yùn)行管理裝置的資源利用情況，將現(xiàn)場(chǎng)總線、就地控制模塊、管理總線和運(yùn)行管理裝置中多余的資源分配給分布式控制系統(tǒng)增加或者改變的任務(wù)。和傳統(tǒng)的分布式控制系統(tǒng)相比，就可以實(shí)現(xiàn)在不增加硬件的情況下進(jìn)行功能擴(kuò)展，同時(shí)也提高了資源的利用率。

(2)資源動(dòng)態(tài)調(diào)度模塊還可以將發(fā)生故障的就地控制器切換掉，并根據(jù)其余的就地控制器所占資源的情況，將發(fā)生故障的就地控制器的任務(wù)分配給其余就地控制器。這樣就可以在發(fā)現(xiàn)故障就地控制器后能夠?qū)崟r(shí)切換到其他就地控制器，保障了故障的無縫切換，不影響系統(tǒng)的正常輸出，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。并且也不需要增加新的硬件，從而降低了成本，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中分布式控制系統(tǒng)的示意框圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

參見圖1所示，本發(fā)明提供一種分布式控制系統(tǒng)，其包括現(xiàn)場(chǎng)總線、就地控制模塊、管理總線和運(yùn)行管理裝置。

就地控制模塊，其包括多個(gè)就地控制器，每個(gè)就地控制器通過現(xiàn)場(chǎng)總線采集測(cè)量控制對(duì)象的測(cè)量數(shù)據(jù)，就地控制器對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)運(yùn)算處理得到控制數(shù)據(jù)，并通過現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸控制數(shù)據(jù)至測(cè)量控制對(duì)象。就地控制指的是一種在具備獨(dú)立計(jì)算處理與控制功能的就地控制裝置上所實(shí)現(xiàn)的控制方法。本發(fā)明中的就地控制器就是該就地控制裝置。就地控制器通過現(xiàn)場(chǎng)總線采集的測(cè)量控制對(duì)象的測(cè)量數(shù)據(jù)主要有溫度、壓力、流量、液位等各種過程參數(shù)，然后就地控制器將測(cè)量數(shù)據(jù)通過運(yùn)算處理后轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)，也即是控制數(shù)據(jù)，再通過現(xiàn)場(chǎng)總線將控制信號(hào)傳輸給測(cè)量控制對(duì)象的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量控制對(duì)象的控制。

管理總線，其與所有就地控制器相連。運(yùn)行管理裝置，其包括監(jiān)測(cè)報(bào)警模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和資源動(dòng)態(tài)調(diào)度模塊。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)管理總線傳輸?shù)臏y(cè)量數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)報(bào)警模塊用于監(jiān)測(cè)分布式控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行故障報(bào)警，系統(tǒng)故障主要包括硬件故障和軟件處理異常，且監(jiān)測(cè)報(bào)警模塊將運(yùn)行狀態(tài)和故障報(bào)警的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。資源動(dòng)態(tài)調(diào)度模塊動(dòng)態(tài)調(diào)度分布式控制系統(tǒng)的資源，其中，資源主要包括運(yùn)行計(jì)算資源、傳輸帶寬資源和存儲(chǔ)資源。

分布式控制系統(tǒng)所接任務(wù)主要有控制任務(wù)、監(jiān)測(cè)任務(wù)和管理任務(wù)。當(dāng)分布式控制系統(tǒng)接收到的上述任務(wù)中任意一種任務(wù)發(fā)生變化時(shí)(新增任務(wù)或者任務(wù)改變)，資源動(dòng)態(tài)調(diào)度模塊分析現(xiàn)場(chǎng)總線、就地控制模塊、管理總線和運(yùn)行管理裝置的資源利用情況，將現(xiàn)場(chǎng)總線、就地控制模塊、管理總線和運(yùn)行管理裝置中多余的資源分配給分布式控制系統(tǒng)增加或者改變的任務(wù)。和傳統(tǒng)的分布式控制系統(tǒng)相比，就可以實(shí)現(xiàn)在不增加硬件的情況下進(jìn)行功能擴(kuò)展，同時(shí)也提高了資源的利用率。

此外，資源動(dòng)態(tài)調(diào)度模塊還可以根據(jù)故障報(bào)警的數(shù)據(jù)調(diào)整就地控制器之間的任務(wù)分配。當(dāng)監(jiān)測(cè)報(bào)警模塊監(jiān)測(cè)到某就地控制器發(fā)生硬件故障或軟件處理異常時(shí)，監(jiān)測(cè)報(bào)警模塊產(chǎn)生故障報(bào)警的數(shù)據(jù)，并傳輸至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。然后資源動(dòng)態(tài)調(diào)度模塊將發(fā)生故障的就地控制器切換掉，并根據(jù)其余的就地控制器所占資源的情況，將發(fā)生故障的就地控制器的任務(wù)分配給其余就地控制器。這樣就可以在發(fā)現(xiàn)故障就地控制器后能夠?qū)崟r(shí)切換到其他就地控制器，保障了故障的無縫切換，不影響系統(tǒng)的正常輸出，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。并且也不需要增加新的硬件，從而降低了成本，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)。

本發(fā)明還提供一種利用上述分布式控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)度資源的方法，包括如下步驟：

資源動(dòng)態(tài)調(diào)度模塊分析現(xiàn)場(chǎng)總線、就地控制模塊、管理總線和運(yùn)行管理裝置的資源利用情況，當(dāng)分布式控制系統(tǒng)的控制任務(wù)、監(jiān)測(cè)任務(wù)或者管理任務(wù)之中的任意一種任務(wù)增加或者改變時(shí)，資源動(dòng)態(tài)調(diào)度模塊將現(xiàn)場(chǎng)總線、就地控制模塊、管理總線和運(yùn)行管理裝置中部分冗余的資源分配給分布式控制系統(tǒng)增加或改變的任務(wù)。其中，資源包括運(yùn)行計(jì)算資源、傳輸帶寬資源和存儲(chǔ)資源。

此外，動(dòng)態(tài)調(diào)度資源的方法還包括資源動(dòng)態(tài)調(diào)度模塊切換掉發(fā)生故障的就地控制器，并根據(jù)其余的就地控制器所占資源的情況，將發(fā)生故障的就地控制器的任務(wù)分配給其余就地控制器的步驟。

本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。