XDPS与Ovation系统间控制算法的信息转换

马永光 蔡 硕 杨诗茹 张 栋 石梦真

(1.华北电力大学控制与计算机工程学院，河北 保定 071003；2.华能国际电力股份有限公司上安电厂，石家庄 050310)

XDPS与Ovation系统间控制算法的信息转换

马永光1蔡 硕1杨诗茹1张 栋2石梦真1

(1.华北电力大学控制与计算机工程学院，河北 保定 071003；2.华能国际电力股份有限公司上安电厂，石家庄 050310)

通过对XDPS和Ovation系统控制算法的研究，建立两种DCS系统间的算法转换关系数据库。通过转换程序查询和DCS控制算法转换数据库中的算法，将控制组态平台上的XDPS系统的组态图转换成Ovation系统控制器可以识别的组态逻辑信息，实现在Ovation系统中对XDPS系统组态环境的仿真基础。

XDPS Ovation DCS 转换逻辑 算法转换

分散控制系统以其通用性强、操作简单、功能完善及可靠性高等优点，广泛应用于我国大型火力发电站中[1]。然而不同厂家的DCS在组态环境和控制算法上都存在差异。如果能在一套DCS的基础上，建立起通用组态平台仿真多套DCS组态环境，对工作人员进行学习和培训，可以节约开支，提高经济效益。建立通用DCS组态平台的关键是要建立多种DCS间组态逻辑的转换。DCS间控制算法信息格式转换的研究工作是实现组态逻辑转换的基础。笔者通过分析XDPS(Xin Hua Distributed Processing System)系统与Ovation系统各个控制算法的功能、引脚及系数等，总结出XDPS系统与Ovation系统各个控制算法的转换关系。

1.1 XDPS系统

XDPS是由新华控制工程有限公司推出的分散控制系统。它是以工业控制计算机(IPC)为基础的高性能、高质量、低成本且配置灵活的分散控制系统。与一般分散控制系统相同，XDPS分散控制系统也由分散过程控制装置(又称分布式处理单元(DPU))、操作管理装置和通信系统3部分组成。

功能模块(Function Block，FB)是DPU组态的基本元素。在XDPS系统中，制造厂预先定义并提供了多种类型和功能的功能模块，为用户实现各种应用的需要提供服务。功能模块是一组子程序，当调用功能模块时，就执行该子程序，并把执行的结果送到有关输出端所对应的存储单元[2]。

在XDPS系统中，将常用的功能模块按照常用算法归类，分为输入输出功能模块、模拟函数、时间过程函数、控制算法、逻辑运算、手操器及特殊功能模块等。

1.2Ovation系统

Ovation也是一种分散控制系统，集过程控制和企业管理信息技术为一体，融合了当今世界最先进的计算机与通信技术。它采用高速度、高可靠性与高开放性的通信网络，具有多任务、多数据采集和潜在的控制功能。Ovation系统的设计基于开放式思路，采用了目前由工业控制专家开发的最好技术[3]。

Ovation系统中，常用的算法按照常用功能归类，分为组合逻辑、基本顺序逻辑、综合顺序逻辑、时间/计数、系统时间功能、监视功能、控制算法、传送功能及点格式转换等。

2 算法信息格式的转换

在进行两种DCS系统的控制算法映射时需要进行多方面的考虑。算法信息格式转换流程如图1所示。

图1 算法信息格式转换流程

综合分析，两套系统之间的算法转换主要有两种：一种是XDPS的某个功能模块可以由Ovation的某个单个算法表示；另一种是要Ovation算法库中的多个算法完成XDPS系统的某个功能模块。笔者针对两种转换方式举例介绍。

2.1一对一转换实例

XDPS系统的52号功能模块“Not”如图2所示，该功能模块是对一个布尔变量进行取“反”操作，输出一个布尔量。它可以用Ovation系统中的“NOT”算法来表示，如图3所示。

图2 XDPS系统功能模块“Not”

图3 Ovation系统“NOT”算法

其中，“NOT”算法的功能表述为：

if IN1=TRUE

OUT=FALOSE

else OUT=TRUE

两个算法的引脚和系数对应关系见表1，在这两个算法进行信息格式转换时并不存在系数数值的直接或者间接转换。

表1 “Not”与“NOT”引脚和系数对应关系

2.2一对多转换实例

XDPS系统的53号功能模块“Xor”如图4所示，该功能模块对两个布尔变量进行“异或”操作，输出一个布尔量。这个功能模块需要Ovation系统的“AND”、“OR”和“NOT”3个算法组合表示，如图5所示。

图4 XDPS系统功能模块“Xor”

图5 Ovation系统组合算法

两个算法的引脚和系数对应关系见表2，在这两个算法进行信息格式转换时并不存在系数数值的直接或者间接转换。

表2 “Xor”与组合算法引脚和系数对应关系

3 算法转换数据库

在上述XDPS功能模块与Ovation算法块转换关系的基础上，设计引脚系数对应表，用于实现XDPS环境下的组态图到Ovation环境下组态图的转换。所编写转换程序通过查询引脚系数表之后，将XDPS环境下组态图的所有信息转换为Ovation系统可以识别的组态图信息。

输入输出引脚转换关系表的部分设计见表3～5。

表3 输入输出引脚系数对应关系

表4 输入输出引脚转换关系

表3中第四列关键字段“Ovation功能码”是指转换XDPS的功能模块所需要的Ovation系统的控制算法；第五列关键字段“算法编号”是在一对多时用来区分这些Ovation算法的，对这些Ovation算法依次进行编号；第六到八列这3个关键字段分别表示这一行所对应的Ovation算法的输入、系数和输出的个数。

表4给出了输入输出引脚的转换关系。输入输出引脚指的是待转换的XDPS功能模块的第1～20个输入引脚和1～10个输出引脚。因为部分组合模块的输入引脚是连接到上一模块的输出引脚，为了清晰地表达，将字符“V”和数字拆分开来表示,其中字母“V”表示Ovation算法，数字表示Ovation系统算法块输入和输出的编号，“NULL”表示不存在此引脚。

表5标明了两套DCS系统间系数数值的转换关系。

综上所述，算法转换数据库记录了XDPS和Ovation两系统之间算法信息的对应格式转换信息。以此作为核心，借助查询数据库中的相关信息，编写算法转换程序来实现相应的算法信息的格式转换。

4 结束语

XDPS与Ovation系统间控制算法信息格式的转换设计是实现两个DCS系统间组态平台中转换逻辑的重要环节。笔者通过对XDPS系统和Ovation系统的控制算法的分析研究，完成了这两种DCS系统的算法格式的转换工作，为两系统算法绑定进行了基础性的工作，进而也为建立开放性DCS通用组态平台打下了良好的基础。

[1] 中国华电集团公司电器及热控技术研究中心.分散控制系统的原理及运行案例[M].北京：中国水利水电出版社，2009.

[2] 何衍庆，陈积玉，俞金寿.XDPS分散控制系统[M].北京：化学工业出版社，2002:87～88.

[3] 杨丽洁.DCS间控制算法映射数据库的设计[D].保定：华北电力大学，2011.

(Continued from Page 180)

quality indexes as well as to make users remotely monitor the power quality data through a web browser. This software platform for power quality monitoring has LabVIEW based to implement data acquisition, processing, analysis, storage and results display. The experimental results compared with Fluke 437 power quality analyzer indicate that the test results are accurate and the system platform has high reliability.

TH865

A

1000-3932(2016)02-0206-04

2015-12-15(修改稿)

DAQ equipment, power quality, LabVIEW, data acquisition, monitoring and analysis