CN109976723B - 一种算法开发平台、算法开发方法及计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种算法开发平台、算法开发方法及计算机可读存储介质，平台包括组态侧开发单元和运行侧开发单元，组态侧开发单元用于接收输入的第三方算法的属性参数，根据输入的属性参数生成算法模板文件及相应的图元对象；生成包含该图元对象的组态文件及与组态文件相应的二进制文件；运行侧开发单元用于加载第三方算法的动态链接库；解析二进制文件，获取二进制文件中的变量的实时值，调用二进制文件中包含的第三方算法的动态链接库实现计算流程。本申请通过在组态侧开发时生成算法模板文件及相应的图元对象，在运行侧开发时调用第三方算法的动态链接库实现计算流程，实现了第三方算法和系统标准算法混合组态和实时同步，提高了控制精度。

Description

一种算法开发平台、算法开发方法及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及一种算法开发平台、算法开发方法及计算机可读存储介质。
背景技术
在智能电厂的建设过程中，传统分布式控制系统(Distributed Control System，DCS)中的控制器的标准算法已经无法满足应用要求，控制器需要结合使用现有的标准算法和各专业第三方的优化控制算法进行优化控制。
如图1所示，目前通用的做法是将第三方的优化控制算法完全外挂在DCS外，采用通讯的方式实现数据的读写，这种方案的缺点是优化控制算法与DCS系统内的标准算法完全异步，影响控制精度。
发明内容
本发明实施例提供了一种算法开发平台、算法开发方法及计算机可读存储介质，能够提高系统的控制精度。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种算法开发平台，包括组态侧开发单元和运行侧开发单元，其中：
所述组态侧开发单元，用于接收输入的第三方算法的属性参数，根据输入的属性参数，生成算法模板文件及与所述算法模板文件相应的图元对象；生成包含所述图元对象的组态文件及与所述组态文件相应的二进制文件；
所述运行侧开发单元，用于加载第三方算法的动态链接库；解析所述二进制文件，获取所述二进制文件中的变量的实时值，调用所述二进制文件中包含的第三方算法的动态链接库实现计算流程。
在一实施例中，所述属性参数包括以下至少之一：
算法名、算法参数、算法输入变量、算法输出变量。
在一实施例中，所述组态侧开发单元包括模板定义模块、图元生成模块、组态编译模块，其中：
模板定义模块，用于接收输入的第三方算法的属性参数，根据输入的属性参数，生成算法模板文件；
图元生成模块，用于对算法模板文件进行解析，生成与所述算法模板文件属性参数一致的图元对象；
组态编译模块，用于将多个图元对象组成的图形化组态文件，编译成二进制文件。
在一实施例中，所述组态侧开发单元还包括：模板解析模块，其中：
模板解析模块，用于生成并存储用于解析所述算法模板文件的动态链接库。
在一实施例中，所述运行侧开发单元包括文件解析模块、影子算法库、扩展算法库，其中：
文件解析模块，用于解析所述二进制文件，获取所述二进制文件中的变量的实时值，调用影子算法库中的标准算法并执行；
影子算法库，用于存储一个或多个标准算法的动态链接库，所述标准算法执行时，通过对扩展算法库中的第三方算法进行变量传递和函数调用，实现计算流程；
扩展算法库，用于存储按照预设的接口标准封装的一个或多个第三方算法的动态链接库。
本发明实施例还提供了一种算法开发方法，包括：
在组态侧开发时，接收输入的第三方算法的属性参数，根据输入的属性参数，生成算法模板文件及与所述算法模板文件相应的图元对象；生成包含所述图元对象的组态文件及与所述组态文件相应的二进制文件；
在运行侧开发时，加载第三方算法的动态链接库；解析所述二进制文件，获取所述二进制文件中的变量的实时值，调用所述二进制文件中包含的第三方算法的动态链接库实现计算流程。
在一实施例中，在所述生成包含所述图元对象的组态文件及与所述组态文件相应的二进制文件之前，所述方法还包括：
生成并存储用于解析所述算法模板文件的动态链接库。
在一实施例中，所述调用所述二进制文件中包含的第三方算法的动态链接库实现计算流程，包括：
调用影子算法库中的标准算法并执行，所述影子算法库包括一个或多个标准算法的动态链接库；
所述标准算法执行时，通过对扩展算法库中的第三方算法进行变量传递和函数调用，实现计算流程，所述扩展算法库包括按照预设的接口标准封装的一个或多个第三方算法的动态链接库。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如以上任一所述的算法开发方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种算法开发平台，包括处理器及存储器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的程序，以实现如以上任一所述的算法开发方法的步骤。
本发明实施例的技术方案，具有如下有益效果：
本发明实施例提供的算法开发平台、算法开发方法及计算机可读存储介质，通过在组态侧开发时根据输入的第三方算法的属性参数，生成相应的图元对象，在运行侧开发时，调用相应的第三方算法的动态链接库实现计算流程，实现了第三方算法和系统标准算法混合组态，使得第三方算法与系统标准算法能够实时同步，提高了系统的控制精度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为相关技术中的一种DCS系统的优化控制算法的运行模式示意图；
图2为本发明实施例的一种算法开发平台的结构示意图；
图3为本发明实施例的另一种算法开发平台的结构示意图；
图4为本发明实施例的一种DCS系统的优化控制算法的运行模式示意图；
图5为本发明实施例的一种算法开发方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
如图2所示，根据本发明实施例的一种算法开发平台，包括组态侧开发单元201和运行侧开发单元202，其中：
所述组态侧开发单元201，用于接收输入的第三方算法的属性参数，根据输入的属性参数，生成算法模板文件及与所述算法模板文件相应的图元对象；生成包含所述图元对象的组态文件及与所述组态文件相应的二进制文件；
所述运行侧开发单元202，用于加载第三方算法的动态链接库；解析所述二进制文件，获取所述二进制文件中的变量的实时值，调用所述二进制文件中包含的第三方算法的动态链接库实现计算流程。
在本发明的一实施例中，所述属性参数可以包括以下至少之一：算法名、算法参数、算法输入变量、算法输出变量。
在本发明的一实施例中，所述第三方算法可以为第三方实现的优化控制算法。
在本发明的一实施例中，如图3所示，所述组态侧开发单元201包括模板定义模块2011、图元生成模块2012、组态编译模块2013，其中：
模板定义模块2011，用于接收输入的第三方算法的属性参数，根据输入的属性参数，生成算法模板文件；
图元生成模块2012，用于对算法模板文件进行解析，生成与所述算法模板文件属性参数一致的图元对象；
组态编译模块2013，用于将多个图元对象组成的图形化组态文件，编译成二进制文件。
需要说明的是，所述模板定义模块2011为设计算法模板文件提供界面程序，用户无需知道具体的算法模板文件的格式，只需要在界面程序里选择用于存放算法模板文件的文件名，按照具体算法的要求，定义好算法的常量、输入变量、输出变量，保存文件即可。
所述图元生成模块2012从算法模板文件中获取算法的常量、输入变量、输出变量，将输入变量、输出变量定义成算法的输入输出管脚，常量内置为算法的属性，自动生成与系统标准算法一致的算法。
在本发明的一实施例中，如图3所示，所述组态侧开发单元201还包括：模板解析模块2014，其中：
模板解析模块2014，用于生成并存储用于解析所述算法模板文件的动态链接库(Dynamic Link Library，DLL)。
通过模板解析模块2014提供解析算法模板文件的DLL，所述图元生成模块2012和组态编译模块2013可以调用所述算法模板文件的DLL的接口函数，根据算法模板文件的文件名获取算法模板文件的所有属性参数。
在本发明的一实施例中，如图3所示，所述运行侧开发单元202包括文件解析模块2021、影子算法库2022、扩展算法库2023，其中：
文件解析模块2021，用于解析所述二进制文件，获取所述二进制文件中的变量的实时值，调用影子算法库2022中的标准算法并执行；
影子算法库2022，用于存储一个或多个标准算法的动态链接库，所述标准算法执行时，通过对扩展算法库2023中的第三方算法进行变量传递和函数调用，实现计算流程；
扩展算法库2023，用于存储按照预设的接口标准封装的一个或多个第三方算法的动态链接库。
需要说明的是，当应用于DCS系统中时，影子算法库2022可以是位于控制器内的一个或多个算法的动态链接库，该动态链接库为操作系统支持的标准动态库，和系统的标准算法库完全一致，只是在正常计算的函数中不再具体用代码实现计算流程，而是调用扩展算法库2023中的接口函数。
扩展算法库2023是第三方实现的包含一个或多个优化控制算法的核心计算功能的动态链接库，该动态链接库为操作系统支持的标准动态库。优化控制算法的核心位于扩展算法库2023中，但对于使用者来说，整个优化控制算法如同控制器本地的标准算法一样。该优化控制算法组态、调试、运行结果呈现的环境和方法与控制器本地的标准算法是完全一致的，优化控制算法实际执行时由影子算法对算法核心进行变量传递和函数调用。
本申请通过设置影子算法库2022，实现第三方优化控制算法与系统标准算法完全一致，可以使用第三方优化控制算法与系统标准算法混合组态，运行侧开发单元202按照预设的周期顺序扫描调度各个算法，实时性与系统标准算法完全一致。
如图4所示，当将本发明实施例的算法开发平台应用于DCS系统中时，所述组态侧开发单元201可以运行在上位机上，所述运行侧开发单元202可以运行在控制器中。通过使用本发明实施例的算法开发平台，第三方优化控制算法的实现人员不需要了解完整的DCS系统的架构和技术细节，即能完成优化控制算法的开发，方便了第三方优化控制算法功能的实现，且每个环节都能够简单完成。
实际运行时，第三方优化控制算法与DCS系统的标准算法处于同一个进程，控制器按照同一个模式的周期调度各个算法，实时数据在同周期内进行优化控制算法的计算，并且同周期输出至其它的算法，保证了算法的准确调度以及及时控制。
本发明实施例的算法开发平台提供标准的应用程序编程接口(ApplicationProgramming Interface，API)接口，用户只需按照接口标准将优化控制算法封装成动态链接库即可，无需关注DCS系统如何调用，从而能够保护第三方的优化控制算法的知识产权。
本发明实施例的算法开发平台能够提供友好、开放的应用控制器环境，可以在DCS系统中实现更加复杂应用功能的集成，为灵活扩展系统功能提供充足的保障。
如图5所示，根据本发明实施例的一种算法开发方法，包括如下步骤：
步骤501：在组态侧开发时，接收输入的第三方算法的属性参数，根据输入的属性参数，生成算法模板文件及与所述算法模板文件相应的图元对象；生成包含所述图元对象的组态文件及与所述组态文件相应的二进制文件；
步骤502：在运行侧开发时，加载第三方算法的动态链接库；解析所述二进制文件，获取所述二进制文件中的变量的实时值，调用所述二进制文件中包含的第三方算法的动态链接库实现计算流程。
在本发明的一实施例中，所述属性参数可以包括以下至少之一：算法名、算法参数、算法输入变量、算法输出变量。
在本发明的一实施例中，所述第三方算法可以为第三方实现的优化控制算法。
在本发明的一实施例中，在所述生成包含所述图元对象的组态文件及与所述组态文件相应的二进制文件之前，所述方法还包括：
生成并存储用于解析所述算法模板文件的动态链接库。
在本发明的一实施例中，所述调用所述二进制文件中包含的第三方算法的动态链接库实现计算流程，包括：
调用影子算法库中的标准算法并执行，所述影子算法库包括一个或多个标准算法的动态链接库；
所述标准算法执行时，通过对扩展算法库中的第三方算法进行变量传递和函数调用，实现计算流程，所述扩展算法库包括按照预设的接口标准封装的一个或多个第三方算法的动态链接库。
需要说明的是，当将本发明实施例的算法开发方法应用于DCS系统中时，影子算法库可以是位于控制器内的一个或多个算法的动态链接库，该动态链接库为操作系统支持的标准动态库，和系统的标准算法库完全一致，只是在正常计算的函数中不再具体用代码实现计算流程，而是调用扩展算法库中的接口函数。
扩展算法库是第三方实现的包含一个或多个优化控制算法的核心计算功能的动态链接库，该动态链接库为操作系统支持的标准动态库。优化控制算法的核心位于扩展算法库中，但对于使用者来说，整个优化控制算法如同控制器本地的标准算法一样。该优化控制算法组态、调试、运行结果呈现的环境和方法与控制器本地的标准算法是完全一致的，优化控制算法实际执行时由影子算法对算法核心进行变量传递和函数调用。
本申请的算法开发方法，通过设置影子算法库和扩展算法库，实现第三方优化控制算法与系统标准算法完全一致，可以使用第三方优化控制算法与系统标准算法混合组态，控制器按照预设的周期顺序扫描调度各个算法，实时性与系统标准算法完全一致
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如以上任一所述的算法开发方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种算法开发平台，包括处理器及存储器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的程序，以实现如以上任一所述的算法开发方法的步骤。
本申请通过在组态侧开发时根据输入的第三方算法的属性参数，生成相应的图元对象，在运行侧开发时，调用相应的第三方算法的动态链接库实现计算流程，实现了第三方算法和系统标准算法混合组态，使得第三方算法与系统标准算法能够实时同步，提高了系统的控制精度。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种算法开发平台，其特征在于，包括组态侧开发单元和运行侧开发单元，其中：
所述组态侧开发单元，用于接收输入的第三方算法的属性参数，根据输入的属性参数，生成算法模板文件及与所述算法模板文件相应的图元对象；生成包含所述图元对象的组态文件及与所述组态文件相应的二进制文件；
所述运行侧开发单元，用于加载第三方算法的动态链接库；解析所述二进制文件，获取所述二进制文件中的变量的实时值，调用所述二进制文件中包含的第三方算法的动态链接库实现计算流程；
所述运行侧开发单元包括文件解析模块、影子算法库、扩展算法库，其中：
文件解析模块，用于解析所述二进制文件，获取所述二进制文件中的变量的实时值，调用影子算法库中的标准算法并执行；
影子算法库，用于存储一个或多个标准算法的动态链接库，所述标准算法执行时，通过对扩展算法库中的第三方算法进行变量传递和函数调用，实现计算流程；
扩展算法库，用于存储按照预设的接口标准封装的一个或多个第三方算法的动态链接库。
2.根据权利要求1所述的算法开发平台，其特征在于，所述属性参数包括以下至少之一：
算法名、算法参数、算法输入变量、算法输出变量。
3.根据权利要求1所述的算法开发平台，其特征在于，所述组态侧开发单元包括模板定义模块、图元生成模块、组态编译模块，其中：
模板定义模块，用于接收输入的第三方算法的属性参数，根据输入的属性参数，生成算法模板文件；
图元生成模块，用于对算法模板文件进行解析，生成与所述算法模板文件属性参数一致的图元对象；
组态编译模块，用于将多个图元对象组成的图形化组态文件，编译成二进制文件。
4.根据权利要求3所述的算法开发平台，其特征在于，所述组态侧开发单元还包括：模板解析模块，其中：
模板解析模块，用于生成并存储用于解析所述算法模板文件的动态链接库。
5.一种算法开发方法，其特征在于，包括：
在组态侧开发时，接收输入的第三方算法的属性参数，根据输入的属性参数，生成算法模板文件及与所述算法模板文件相应的图元对象；生成包含所述图元对象的组态文件及与所述组态文件相应的二进制文件；
在运行侧开发时，加载第三方算法的动态链接库；解析所述二进制文件，获取所述二进制文件中的变量的实时值，调用所述二进制文件中包含的第三方算法的动态链接库实现计算流程；
所述调用所述二进制文件中包含的第三方算法的动态链接库实现计算流程，包括：
调用影子算法库中的标准算法并执行，所述影子算法库包括一个或多个标准算法的动态链接库；
所述标准算法执行时，通过对扩展算法库中的第三方算法进行变量传递和函数调用，实现计算流程，所述扩展算法库包括按照预设的接口标准封装的一个或多个第三方算法的动态链接库。
6.根据权利要求5所述的算法开发方法，其特征在于，在所述生成包含所述图元对象的组态文件及与所述组态文件相应的二进制文件之前，所述方法还包括：
生成并存储用于解析所述算法模板文件的动态链接库。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求5至权利要求6任一所述的算法开发方法的步骤。
8.一种算法开发平台，其特征在于，包括处理器及存储器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的程序，以实现如权利要求5至权利要求6任一所述的算法开发方法的步骤。
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