CN110764466A - 批量设备的模块化控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种批量设备的模块化控制方法。所述方法包括：接收子系统模式号，所述子系统由部分或全部所述批量设备组成；基于所述模式号的来源生成模式号来源表；基于所述模式号来源表生成模式号执行表；基于所述模式号执行表确定设备动作指令；基于所述设备动作指令控制所述子系统的相应设备执行相应的动作。通过本发明的实施例提供的技术方案，解决了模式检索校验、系统间联动、设备操作及连锁功能相互耦合带来调试维护困难的问题，适用于工业控制器的模块封装和逻辑组态，在不同现场能够移植复用，大幅提高了模式控制的便利性和针对性。

Description

批量设备的模块化控制方法及装置

技术领域

本发明涉及工业控制领域，具体涉及批量设备的模块化控制方法及装置。

背景技术

在各种工业设备控制场合中，用户通常根据运行情况要求编制不同的运行模式，便于值班人员操作维护。控制系统软件组态需要将子系统规划的模式号与设备具体动作指令作一一对应并输出给相应设备执行最终反馈校验结果，同时兼顾系统间联动和设备间连锁功能。

在现场实施过程中，上述耦合关系将增加软件组态工作的复杂性，编写、调试和维护困难且易出错。为尽可能避免此类问题，提高模式控制软件组态工作的便利性和针对性，提出一种批量工业设备模式控制的软件组态模块化实现方法。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供批量设备的模块化控制方法及装置，以解决模式检索校验、系统间联动、设备操作及连锁功能相互耦合带来调试维护困难的问题。

本发明实施例提供了一种批量设备的模块化控制方法，包括：

接收子系统模式号，所述子系统由部分或全部所述批量设备组成；

基于所述模式号的来源生成模式号来源表；

基于所述模式号来源表生成模式号执行表；

基于所述模式号执行表确定设备动作指令；

基于所述设备动作指令控制所述子系统的相应设备执行相应的动作。

进一步地，所述基于所述设备动作指令控制所述子系统的相应设备执行相应的动作之后，还包括：

采集所述子系统的相应设备的状态信息；

基于所述状态信息校验所述相应设备执行动作的结果。

进一步地，所述基于所述模式号来源表生成模式号执行表，包括：

基于所述模式号来源表对所述模式号进行优先级判断；

基于所述优先级判断确定所述子系统的最优先模式号；

基于所述最优先模式号确定所述子系统的联动关系；

基于所述联动关系生成要执行的所述模式号执行表。

进一步地，所述基于所述模式号执行表确定设备动作指令之前，还包括：

将所述子系统的模式数据进行结构化封装，形成子系统模式数据结构。

进一步地，所述基于所述模式号执行表确定设备动作指令，包括：

在预设的所述子系统模式数据结构中，确定所述模式号执行表的每个模式号对应的设备动作指令。

进一步地，所述子系统模式数据结构包括模式执行时间、模式执行结果、模式号、每个模式号对应的设备动作、设备动作指令、设备状态信息。

本发明还提供一种批量设备的模块化控制装置，包括：

模式调度层，包括模式调度模块，所述模式调度模块接收子系统模式号，所述子系统由部分或全部所述批量设备组成，基于所述模式号的来源生成模式号来源表，基于所述模式号来源表生成模式号执行表；

模式匹配校验层，包括模式匹配校验模块，所述模式匹配校验模块基于所述模式号执行表，确定设备动作指令；

设备控制层，包括设备操作模块，所述设备操作模块基于所述设备动作指令，控制所述子系统的相应设备执行相应的动作。

进一步地，所述模式调度模块包括：

接收模块，接收所述子系统模式号；

来源表生成模块，基于所述模式号的来源生成模式号来源表；

优先级判断模块，基于所述模式号来源表对所述模式号进行优先级判断，基于所述优先级判断确定最优先的模式号；

联动判断模块，基于所述最优先模式号确定所述子系统的联动关系，基于所述联动关系生成要执行的所述模式号执行表。

进一步地，所述模式匹配校验模块包括：

模式匹配模块，在预设的子系统模式数据结构中，确定所述模式号执行表的每个模式号对应的设备动作指令；

设备状态采集模块，采集所述子系统的相应设备的状态信息；

校验模块，基于所述状态信息，校验所述相应设备执行动作的结果。

进一步地，所述模式匹配校验模块还包括：

子系统划分模块，根据功能归属将批量设备划分为一个或一个以上子系统；

子系统封装模块，将所述子系统的模式数据进行结构化封装，形成所述子系统模式数据结构。

通过本发明的实施例提供的技术方案，解决了模式检索校验、系统间联动、设备操作及连锁功能相互耦合带来调试维护困难的问题，适用于工业控制器的模块封装和逻辑组态，在不同现场能够移植复用，大幅提高了模式控制的便利性和针对性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种批量设备的模块化控制方法流程示意图；

图2是本发明一实施例提供的一种批量设备的模块化控制方法流程示意图；

图3是本发明一实施例提供的一种批量设备的模块化控制方法流程示意图；

图4是本发明一实施例提供的一种批量设备的模块化控制方法流程示意图；

图5是本发明一实施例提供的一种模式号来源表示意图；

图6是本发明一实施例提供的一种设备动作指令表示意图；

图7是本发明一实施例提供的一种子系统模式数据结构示意图；

图8为本发明一实施例提供的模式调度层的处理流程图；

图9为本发明一实施例提供的模式匹配校验层的处理流程图；

图10为本发明一实施例提供的设备控制层的处理流程图；

图11是本发明一实施例提供的一种批量设备的模块化控制装置组成示意图；

图12是本发明另一实施例提供的一种批量设备的模块化控制装置组成示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图和实施例，对本发明技术方案的具体实施方式进行更加详细、清楚的说明。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。其只是包含了本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，本领域技术人员对于本发明的各种变化获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明一实施例提供的一种批量设备的模块化控制方法流程示意图，本方法应用于根据不同运行模式自动完成批量设备不同操作输出的工业场合，包括以下步骤。

在步骤S110中，接收子系统模式号，子系统由部分或全部批量设备组成。

将批量设备按照功能归属划分为一个或一个以上子系统，以子系统为单位进行模块化控制。每个子系统划分为若干不同的运行模式，每种运行模式包含唯一的模式号和相对应的设备动作。每个字系统按照实现的功能生成模式号。

以地铁典型地下车站通风系统为典型应用为例。通风系统按照设备监控功能以及运行的相关性分为站厅站台大系统、隧道通风系统、多个通风小系统。上述每个子系统各包含一定数量不同类别的工业设备，根据运营设计要求每个子系统包含若干运行模式，分别对应该子系统下不同的设备动作。每个运行模式对应一个模式号。

在步骤S120中，基于模式号的来源生成模式号来源表。

子系统的模式号可以有几个来源，以地铁典型地下车站通风系统为典型应用为例。子系统的模式号可以来自于综合后备盘、火灾报警系统和综合监控工作站。根据模式号的来源生成模式号来源表。

模式号来源表以数组形式在约定位置存放固定的子系统模式号，格式统一。图5本发明一实施例提供的一种模式号来源表示意图。如图5所示，以地铁典型地下车站通风系统为典型应用为例。每一个来源的子系统模式号存放为一列，站厅站台大系统模式号为301，隧道通风系统模式号为302，通风小系统1的模式号为303，通风小系统2的模式号为304，以此类推，并不以此为限。

在步骤S130中，基于模式号来源表生成模式号执行表。

每个子系统在同一时间只能执行一种运行模式。根据模式号来源表查看子系统模式号，生成子系统当前实际需要执行的模式号执行表，模式号执行表包括每个子系统当前要执行的模式号。

在步骤S140中，基于模式号执行表确定设备动作指令。

基于模式号执行表，查询匹配表中模式号对应的设备动作，输出设备动作指令。

在本实施例中，模式号和对应的设备动作按照一个模式号+对应设备动作的形式连续存储在数组中。设备动作表大小按照最大子系统所包含的设备数目统一确定。数字量按照bit(位)压缩为整形数据，以保证空间使用率。

图6是本发明一实施例提供的一种设备动作指令表示意图。如图6所示，是以16位整形数为例的压缩排列情况；每个模式对应的设备动作表大小一致，并通过数组尺寸命令获得，实现不同规模子系统设备动作的统一检索。16位整形数对应的设备及动作指令如图所示，0、1、2、3分别对应设备1的开、不动作、关、不动作。4、5、6、7分别对应设备2的启、不动作、停、不动作。8、9、10、11分别对应设备3的正转、反转、停、不动作。12、13、14、15分别对应设备4的工频、变频、停、不动作。设备动作根据设备情况设置，并不以此为限。

在步骤S150中，基于设备动作指令控制子系统的相应设备执行相应的动作。

基于设备动作指令，控制设备执行相应的动作。设备动作指令包括手动/模式状态、后台操作指令、设备动作使能等。通过对手动/模式状态的判定，决定接收后台遥控还是模式控制的指令。并根据设备动作指令，控制相应的设备动作。

图10为本发明一实施例提供的设备控制层的处理流程图。如图10所示，1001为设备控制开始，设备动作指令包含手动/模式状态、后台操作指令、模式匹配校验模块设备动作指令、操作1使能、操作2使能和操作3使能。兼顾三状态设备的操作，通过步骤1002～1004对手动/模式状态的判别决定接收后台遥控还是模式控制的指令，并且通过步骤1005～1007根据操作1使能、操作2使能和操作3使能开放相应的操作输出。输出为操作1输出、操作2输出和操作3输出，各自映射至实际的输出口，输出脉冲宽度可调整。实际设备状态信息按照设备动作表的格式映射至模式匹配校验层供其校验模式执行结果。

本发明的发明人发现，在各种工业设备控制现场实施过程中，模式检索校验、系统间联动、设备操作及连锁功能相互耦合带来调试维护困难，增加软件组态工作的复杂性，编写、调试和维护困难且易出错。

本实施例提供的方案中，解决了上述问题，适用于工业控制器的软件模块封装和逻辑组态，并且不受系统规模制约，在不同现场能够移植复用，大幅提高了模式控制工作的便利性和针对性。

图2是本发明一实施例提供的一种批量设备的模块化控制方法流程示意图，包括以下步骤。

在步骤S210中，接收子系统模式号，子系统由部分或全部批量设备组成。

在步骤S220中，基于模式号的来源生成模式号来源表。

在步骤S230中，基于模式号来源表生成模式号执行表。

在步骤S240中，基于模式号执行表确定设备动作指令。

在步骤S250中，基于设备动作指令控制子系统的相应设备执行相应的动作。

在步骤S261中，采集子系统的相应设备的状态信息。

当子系统的相应设备执行相应动作的执行时间到达之后，采集子系统各设备的当前状态信息。执行时间在设备调试阶段根据实际动作行程时间确定。

在步骤S262中，基于状态信息校验相应设备执行动作的结果。

图9为本发明一实施例提供的模式匹配校验层的处理流程图。如图9所示，通过步骤907～910，当执行时间到达之后，将设备动作与当前设备实际状态信息进行比较，一致则判定执行成功，反之则判定执行失败，执行结果输出供模式调度层使用。模式执行时间在设备调试阶段根据实际动作行程时间确定，模拟量执行成功判别条件允许存在一定误差。

本实施例的步骤S210、S220、S230、S240、S250与上述实施例的步骤S110、S120、S130、S140、S150相同，不再赘述。

本实施例提供的方案中，对子系统相应设备的动作执行情况，进行了反馈校验，提高了控制准确度。

图3是本发明一实施例提供的一种批量设备的模块化控制方法流程示意图，包括以下步骤。

在步骤S310中，接收子系统模式号，子系统由部分或全部批量设备组成。

在步骤S320中，基于模式号的来源生成模式号来源表。

在步骤S331中，基于所述模式号来源表对所述模式号进行优先级判断。

模式号来源表以数组形式在约定位置存放固定的子系统模式号。根据该子系统模式号的来源，进行优先级判断。以地铁典型地下车站通风系统为典型应用为例，模式号来源按照优先级不同分为综合后备盘、火灾报警系统和综合监控工作站，根据优先级进行筛选判断。

对同一个子系统来说，先进行模式调度，筛选优先级高的来源的子系统模式号，如果最高优先级来源的模式号为0，则筛选下一个优先级来源的子系统模式号。如果最高优先级来源的模式号不为0，则以该模式号为该子系统当前需要执行的模式号。

图8为本发明一实施例提供的模式调度层的处理流程图。如图8所示，步骤801～805为模式号来源筛选。对同一个子系统来说，先筛选优先级高的来源的子系统模式号，如果最高优先级来源的模式号为0，则筛选下一个优先级来源的子系统模式号。如果最高优先级来源的模式号不为0，则以该模式号为该子系统当前需要执行的模式号。

在步骤S332中，基于所述优先级判断确定所述子系统的最优先模式号。

基于优先级判断的结果确定每个子系统最优先执行的模式号，组成模式号表。模式号表包含每个子系统当前要执行的模式号。

在步骤S333中，基于所述最优先模式号确定所述子系统的联动关系。

根据模式号表中的模式号，判断是否需要各个子系统联动。如图8所示，步骤806～807为根据模式号判断子系统是否需要联动。

在步骤S334中，基于所述联动关系生成要执行的所述模式号执行表。

如果需要联动，则按照联动规则，对各个子系统分配对应的模式号。最终得到每个子系统当前所需要执行的模式号执行表。

在步骤S340中，基于模式号执行表确定设备动作指令。

在步骤S350中，基于设备动作指令控制子系统的相应设备执行相应的动作。

本实施例的步骤S310、S320、S340、S350与上述实施例的步骤S110、S120、S140、S150相同，不再赘述。

本实施例提供的方案中，进行了子系统的优先级和联动关系判断，实现了子系统的等级和联动控制，优先处理了紧急任务功能，提高了控制安全性。

图4是本发明一实施例提供的一种批量设备的模块化控制方法流程示意图，包括以下步骤。

在步骤S410中，接收子系统模式号，子系统由部分或全部批量设备组成。

在步骤S420中，基于模式号的来源生成模式号来源表。

在步骤S430中，基于模式号来源表生成模式号执行表。

在步骤S441中，将子系统的模式数据进行结构化封装，形成子系统模式数据结构。

图7是本发明一实施例提供的一种子系统模式数据结构示意图。如图7所示，子系统的模式数据包含模式执行信息、模式动作信息、需执行的信息。模式执行信息包含模式执行时间701、模式执行结果702、703和704。702为执行成功，703为执行中，704为执行失败。模式动作信息包含模式号、每个模式号对应的设备动作、设备动作指令、设备状态信息。设备动作包含数字控制量和模拟调节量，既能对开关型设备进行操作，也能对模拟型设备进行调节。如图7所示，705为模式号1，706为模式号1设备数字控制量，707为模式号1设备模拟调节量。708、709、710、711、712、713与此类似，分别代表模式号2、模式号3的信息。需执行的信息包含需要执行的设备信息，包含714、715、716，分别代表需要执行的模式号X、模式号X设备数字控制量、模式号X设备模拟调节量。

将子系统的模式数据进行结构化封装，即形成了子系统模式数据结构。

在步骤S442中，在预设的子系统模式数据结构中，确定模式号执行表的每个模式号对应的设备动作指令。

在预设的子系统模式数据结构中，根据模式号执行表的每个模式号，匹配对应的设备动作指令。

如图9所示，通过步骤901～905跳步遍历该子系统模式数据中所有模式号，与当前实际所需要执行的模式号进行比较，如果一致就按照步骤906将对应的设备动作指令作为输出至下一层级。

在步骤S450中，基于设备动作指令控制子系统的相应设备执行相应的动作。

本实施例的步骤S441只要在S442之前即可，可以与S410、S420、S430交换位置。步骤S410、S420、S430、S450与上述实施例的步骤S110、S120、S130、S150相同，不再赘述。

本实施例提供的方案中，以子系统为对象进行运行模式的提炼划分，利用结构化数据进行子系统模式数据构建及模块封装，通用性强，不受系统规模制约。

图11是本发明一实施例提供的一种批量设备的模块化控制装置1，包括：模式调度层11、模式匹配校验层12、设备控制层13。

模式调度层11包括模式调度模块111，模式调度模块111接收子系统生成的模式号，基于所述模式号的来源生成模式号来源表来源表，基于模式号来源表生成模式号执行表。其中，子系统由部分或全部批量设备组成。

模式匹配校验层12包括模式匹配校验模块121，模式匹配校验模块121基于模式号执行表，确定设备动作指令。该层级以子系统为单位，不同子系统通过多次调用模式匹配校验模块121。在本实施例中，如图11所示，站厅站台大系统、隧道通风系统、通风小系统1模式、通风小系统2等每个子系统都调用了模式匹配校验模块121来实现模式匹配及校验。

设备控制层13包括设备操作模块，设备操作模块基于设备动作指令，来控制子系统的相应设备执行相应的动作。如图11所示，30个设备操作模块1-30对应着站厅站台大系统模式匹配及校验模块输出的设备动作指令。22个设备操作模块31-52对应着隧道通风系统模式匹配及校验模块输出的设备动作指令。26个设备操作模块53-78对应着通风小系统1模式匹配及校验模块输出的设备动作指令。14个设备操作模块79-92对应着站通风小系统2模式匹配校验模块输出的设备动作指令。

一般工业现场调试以设备单体调试、模式控制调试、系统联调3步骤进行，上述3个层级的模块封装调试可视现场条件按照设备控制层13、模式匹配校验层12、模式调度层11的顺序分阶段进行实施。该实例以子系统最大设备个数30为例，模块多次调用及实例化过程如图11所示。

本装置应用在根据不同运行模式自动完成批量设备不同操作输出的工业场合。模块化控制的实现过程分为三个层，分别实现不同的功能，可以独立调试维护。各层之间依托接口数据影射完成数据沟通。

图12是本发明一实施例提供的一种批量设备的模块化控制装置2，包括：模式调度层21、模式匹配校验层22、设备控制层23。

模式调度层21包括模式调度模块211，模式调度模块211接收子系统生成的模式号来源表，基于模式号来源表生成模式号执行表。其中，子系统由部分或全部批量设备组成。模式匹配校验层22基于模式号执行表，确定设备动作指令。设备控制层23基于设备动作指令，控制子系统的相应设备执行相应的动作。

模式调度模块211包括接收模块2111、优先级判断模块2112、联动判断模块2113。接收模块2111接收模式号来源表；优先级判断模块2112基于模式号来源表进行优先级判断，基于优先级判断的结果确定子系统的模式号；联动判断模块2113基于模式号表确定子系统的联动关系，基于联动关系生成模式号执行表。

模式匹配校验层22包括模式匹配校验模块221，模式匹配校验模块221包括子系统划分模块2211、子系统封装模块2212、模式匹配模块2213、设备状态采集模块2214、校验模块2215。子系统划分模块2211根据功能归属将批量设备划分为一个或一个以上子系统。子系统封装模块2212将所述子系统的模式数据进行结构化封装，形成所述子系统模式数据结构。模式匹配模块2213在预设的子系统模式数据结构中，确定所述模式号执行表的每个模式号对应的设备动作指令。设备状态采集模块2214采集所述子系统的相应设备的状态信息。校验模块2215基于所述状态信息，校验所述相应设备执行动作的结果。

设备控制层23包括设备操作模块231，设备操作模块231基于设备动作指令，来控制子系统的相应设备执行相应的动作。

需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。

Claims (10)

1.一种批量设备的模块化控制方法，包括：

接收子系统模式号，所述子系统由部分或全部所述批量设备组成；

基于所述模式号的来源生成模式号来源表；

基于所述模式号来源表生成模式号执行表；

基于所述模式号执行表确定设备动作指令；

基于所述设备动作指令控制所述子系统的相应设备执行相应的动作。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于所述设备动作指令控制所述子系统的相应设备执行相应的动作之后，还包括：

采集所述子系统的相应设备的状态信息；

基于所述状态信息校验所述相应设备执行动作的结果。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于所述模式号来源表生成模式号执行表，包括：

基于所述模式号来源表对所述模式号进行优先级判断；

基于所述优先级判断确定所述子系统的最优先模式号；

基于所述最优先模式号确定所述子系统的联动关系；

基于所述联动关系生成要执行的所述模式号执行表。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于所述模式号执行表确定设备动作指令之前，还包括：

将所述子系统的模式数据进行结构化封装，形成子系统模式数据结构。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述基于所述模式号执行表确定设备动作指令，包括：

在预设的所述子系统模式数据结构中，确定所述模式号执行表的每个模式号对应的设备动作指令。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述子系统模式数据结构包括模式执行时间、模式执行结果、模式号、每个模式号对应的设备动作、设备动作指令、设备状态信息。

7.一种批量设备的模块化控制装置，包括：

模式调度层，包括模式调度模块，所述模式调度模块接收子系统模式号，所述子系统由部分或全部所述批量设备组成，基于所述模式号的来源生成模式号来源表，基于所述模式号来源表生成模式号执行表；

模式匹配校验层，包括模式匹配校验模块，所述模式匹配校验模块基于所述模式号执行表，确定设备动作指令；

设备控制层，包括设备操作模块，所述设备操作模块基于所述设备动作指令，控制所述子系统的相应设备执行相应的动作。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述模式调度模块包括：

接收模块，接收所述子系统模式号；

来源表生成模块，基于所述模式号的来源生成模式号来源表；

优先级判断模块，基于所述模式号来源表对所述模式号进行优先级判断，基于所述优先级判断确定最优先的模式号；

联动判断模块，基于所述最优先模式号确定所述子系统的联动关系，基于所述联动关系生成要执行的所述模式号执行表。

9.根据权利要求7所述的装置，其中，所述模式匹配校验模块包括：

模式匹配模块，在预设的子系统模式数据结构中，确定所述模式号执行表的每个模式号对应的设备动作指令；

设备状态采集模块，采集所述子系统的相应设备的状态信息；

校验模块，基于所述状态信息，校验所述相应设备执行动作的结果。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述模式匹配校验模块还包括：

子系统划分模块，根据功能归属将批量设备划分为一个或一个以上子系统；

子系统封装模块，将所述子系统的模式数据进行结构化封装，形成所述子系统模式数据结构。

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