CN111045408A - 一种分布式自动化控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分布式自动化控制系统，用于解决了现有的分布式控制系统不能合理的对自动化设备进行转接分配控制以及维护时的转接控制问题；包括主机模块、数据采集模块、控制管理模块、服务器、数据分析模块、维护计算模块、维护分配模块、人员计算模块和注册登录模块；通过对数据分析模块对主机信息并进行分析得到主机的分配值，通过分配值将主机对应控制的自动化设备合理的筛选并分配到其它主机上进行转接控制，从而合理的优化主机的控制量；当主机进行维护时，服务器将该主机对应控制的所有自动化设备标记为待转控设备，并通过数据分析模块进行分配和转接；方便对主机进行维护，同时又可以对自动化设备进行分布式控制。

Description

一种分布式自动化控制系统
技术领域
本发明涉及自动化设备分布式控制技术领域，具体为一种分布式自动化控制系统。
背景技术
工业自动化设备是众多自动化产品的统称，自动化设备是在无人干预的情况下，根据已经设定的指令或者程序，自动完成工作流程的任务。自动化设备在制造业、食品生产线、电子电器包装生产线上有广泛应用，同时在农业、物流等行业都有重要作用。
现有的自动化设备采集分布式自动控制系统存在不能合理的对自动化设备进行转接分配控制以及维护时的转接控制的问题，导致维护时较为麻烦。
发明内容
本发明的目的就在于提出一种分布式自动化控制系统，本发明通过对数据分析模块对主机信息并进行分析得到主机的分配值，通过分配值将主机对应控制的自动化设备合理的筛选并分配到其它主机上进行转接控制，从而合理的优化主机的控制量；当主机进行维护时，服务器将该主机对应控制的所有自动化设备标记为待转控设备，并通过数据分析模块进行分配和转接；方便对主机进行维护，同时又可以对自动化设备进行分布式控制。
本发明所要解决的技术问题是：
1、如何通过对主机信息进行分析得到主机的分配值，如何通过分配值将主机对应控制的自动化设备合理的筛选并分配到其它主机上进行转接控制，从而合理的优化主机的控制量；解决了现有的分布式控制系统不能合理的对自动化设备进行转接分配控制以及维护时的转接控制问题；
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种分布式自动化控制系统，包括主机模块、数据采集模块、控制管理模块、服务器、数据分析模块、维护计算模块、维护分配模块、人员计算模块和注册登录模块；
所述主机模块包括若干个用于控制自动化设备的主机；所述数据采集模块用于采集主机的主机信息，主机信息包括主机型号和位置、主机的通电时长、主机控制自动化设备数量和对应的自动化设备型号以及位置；所述数据采集模块将采集的主机信息发送至服务器内；
所述数据分析模块用于获取服务器内主机信息并进行分析，具体分析步骤如下：
步骤一：将主机记为Zi，i＝1、2、……、n；根据系统当前时间与主机上一次维护时间得到主机的通电时长，并标记为TZi；
步骤二：设定主机的型号对应的预设积分值记为XZi；主机控制自动化设备数量记为M；主机控制的自动化设备标记为GjZi；j＝1、2、……、M；
步骤三：设定自动化设备对应的预设设备值记为UjZi；
步骤四：利用公式
Figure BDA0002331317280000021
获取得到主机的分配值YZi；其中，μ为修正系数，取值为1.3655474；λ1Zi、λ2Zi均为主机对应的预设比例系数；
步骤五：设定主机对应控制的自动化设备中预设设备值最小的标记为UaZi，a∈j；当
Figure BDA0002331317280000022
则将该预设设备值的最小自动化设备标记为待转控设备；CZi为主机对应的预留控制值；
步骤六：待转控设备进行分配至其它主机，获取待转控设备的位置与其它主机的位置并计算距离差；选取距离差在预设范围的的其它主机，并标记为待转接主机记为Zk，k∈i；设定待转控设备与待转接主机之间的距离差记为FZk；
步骤七：利用步骤四中的计算公式获取得到其它主机的分配值YZk；
步骤八：利用公式HZk＝YZk*b1+b2/FZk获取得到带转接主机的转接优先值HZk；其中，b1和b2均为预设比例系数；
步骤九：选取转接优先值最大的待转接主机并将其标记为选中主机；数据分析模块生成转接指令；数据分析模块将选中主机的型号和待转控设备的型号以及转接指令发送至控制管理模块；
所述控制管理模块接收到选中主机的型号和待转控设备的型号以及转接指令，则将待转控设备与选中主机进行控制连接；同时选中主机控制的自动化设备数量增加一；待转控设备以前对应的主机控制的自动化设备数量减一。
进一步的，所述维护计算模块用于对主机进行维护值计算，具体计算步骤如下：
S1：获取主机的通电时长、主机控制自动化设备数量以及自动化设备对应的预设设备值；
S2：利用公式
Figure BDA0002331317280000031
获取得到主机的维护值WHZi；其中λ3Zi为主机对应的预设比例系数；
S3：当主机的维护值大于设定阈值；则将该主机标记为待维护主机，并将其型号与位置发送至维护分配模块。
所述维护分配模块用于将待维护主机分配至对应的维护人员上，具体分配步骤如下：
步骤一：获取维护人员的维护积累值，选取维护积累值最大的维护人员为选中人员；
进一步的，维护分配模块将待维护主机的型号和位置发送至选中人员的手机终端上并开始计时，同时该选中人员的维护总次数增加一次；
步骤二：选中人员通过手机终端发送接收指令值维护分配模块；维护分配模块接收到接收指令并记录接收到接收指令的时刻，停止计时，根据开始计时和停止计时的时间差得到选中人员的确认时长；
步骤三：选中人员到达待维护主机位置时，选中人员通过手机终端发送手机当前定位和维护开始指令；维护分配模块接收到维护开始指令和手机当前定位；维护分配模块将手机当前定位与待维护主机的位置进行匹配，当位置吻合时，维护分配模块生成确认开始指令并发送至选中人员的手机终端上；同时开始计时；
步骤四：选中人员维护完成后发送维护完成指令至维护分配模块；维护分配模块停止计时，并将开始计时与停止计时的时间差标记为选中人员本次维护的维护时长；
步骤五：维护分配模块将选中人员的本次的维护时长、确认时长和维护总次数发送至服务器内。
进一步的，所述注册登录模块用于维护人员进行基础信息注册并将注册成功的维护人员对应的基础信息发送至服务器内进行存储；基础信息包括姓名、年龄、手机号码和入职时间；所述人员计算模块用于对维护人员进行维护值计算，具体计算步骤如下：
步骤一：获取维护人员的基础信息和对应的维护时长、确认时长和维护总次数；设定维护人员记为Rm，m＝1、……、n；维护总次数记为P；维护人员对应的维护时长记为TqRm；q＝1、2……、P；确认时长记为QqRm；维护人员的年龄记为NRm；
步骤二：根据维护人员的入职时间与系统当前时间获取得到维护人员的入职时长，并标记为VRm；
步骤三：利用公式
Figure BDA0002331317280000051
获取得到维护人员的维护积累值WJRm；其中b3、b4、b5、b6均为预设比例系数；
步骤四：人员计算模块将计算的维护积累值发送至服务器内进行存储。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过数据采集模块采集主机信息经过数据分析模块对其分析，根据系统当前时间与主机上一次维护时间得到主机的通电时长，利用公式获取得到主机的分配值；选取主机对应控制自动化设备中预设设备值最小的；将该预设设备值的最小自动化设备标记为待转控设备；将待转控设备进行分配至其它主机，获取待转控设备的位置与其它主机的位置并计算距离差；选取距离差在预设范围的的其它主机，利用计算公式获取得到其它主机的分配值，再利用公式获取得到带转接主机的转接优先值；选取转接优先值最大的待转接主机；数据分析模块生成转接指令；数据分析模块将选中主机的型号和待转控设备的型号以及转接指令发送至控制管理模块；控制管理模块将待转控设备与选中主机进行控制连接；通过对数据分析模块对主机信息并进行分析得到主机的分配值，通过分配值将主机对应控制的自动化设备合理的筛选并分配到其它主机上进行转接控制，从而合理的优化主机的控制量；当主机进行维护时，服务器将该主机对应控制的所有自动化设备标记为待转控设备，并通过数据分析模块进行分配和转接；方便对主机进行维护，同时又可以对自动化设备进行分布式控制。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一种分布式自动化控制系统的原理框图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，一种分布式自动化控制系统，包括主机模块、数据采集模块、控制管理模块、服务器、数据分析模块、维护计算模块、维护分配模块、人员计算模块和注册登录模块；
主机模块包括若干个用于控制自动化设备的主机；自动化设备包括流水线设备、自动化专机等设备：流水线设备：滚筒流水线、皮带流水线、链板流水线、烘干流水线、装配流水线、差速链流水线、插件流水线、组装流水线等；自动化专机：烘烤箱、工业烤箱、钻孔机、铆钉机、提升机、移栽机、缩口机等；主机可以为微控制器、处理器或带有控制功能的仪器；
数据采集模块用于采集主机的主机信息，主机信息包括主机型号和位置、主机的通电时长、主机控制自动化设备数量和对应的自动化设备型号以及位置；数据采集模块将采集的主机信息发送至服务器内；
数据分析模块用于获取服务器内主机信息并进行分析，具体分析步骤如下：
步骤一：将主机记为Zi，i＝1、2、……、n；根据系统当前时间与主机上一次维护时间得到主机的通电时长，并标记为TZi；
步骤二：设定主机的型号对应的预设积分值记为XZi；主机控制自动化设备数量记为M；主机控制的自动化设备标记为GjZi；j＝1、2、……、M；
步骤三：设定自动化设备对应的预设设备值记为UjZi；
步骤四：利用公式
Figure BDA0002331317280000071
获取得到主机的分配值YZi；其中，μ为修正系数，取值为1.3655474；λ1Zi、λ2Zi均为主机对应的预设比例系数；
步骤五：设定主机对应控制的自动化设备中预设设备值最小的标记为UaZi，a∈j；当
Figure BDA0002331317280000072
则将该预设设备值的最小自动化设备标记为待转控设备；CZi为主机对应的预留控制值；
步骤六：待转控设备进行分配至其它主机，获取待转控设备的位置与其它主机的位置并计算距离差；选取距离差在预设范围的的其它主机，并标记为待转接主机记为Zk，k∈i；设定待转控设备与待转接主机之间的距离差记为FZk；
步骤七：利用步骤四中的计算公式获取得到其它主机的分配值YZk；
步骤八：利用公式HZk＝YZk*b1+b2/FZk获取得到带转接主机的转接优先值HZk；其中，b1和b2均为预设比例系数；
步骤九：选取转接优先值最大的待转接主机并将其标记为选中主机；数据分析模块生成转接指令；数据分析模块将选中主机的型号和待转控设备的型号以及转接指令发送至控制管理模块；
控制管理模块接收到选中主机的型号和待转控设备的型号以及转接指令，则将待转控设备与选中主机进行控制连接；同时选中主机控制的自动化设备数量增加一；待转控设备以前对应的主机控制的自动化设备数量减一；
维护计算模块用于对主机进行维护值计算，具体计算步骤如下：
S1：获取主机的通电时长、主机控制自动化设备数量以及自动化设备对应的预设设备值；
S2：利用公式
Figure BDA0002331317280000081
获取得到主机的维护值WHZi；其中λ3Zi为主机对应的预设比例系数；通过公式可得，主机控制自动化设备数量越少，维护值越大，表面该主机需要维护的几率越大；通过公式可得，主机的通电时长越大；维护值越大；表示该主机需要维护的几率越大；
S3：当主机的维护值大于设定阈值；则将该主机标记为待维护主机，并将其型号与位置发送至维护分配模块。
维护分配模块用于将待维护主机分配至对应的维护人员上，具体分配步骤如下：
步骤一：获取维护人员的维护积累值，选取维护积累值最大的维护人员为选中人员；
维护分配模块将待维护主机的型号和位置发送至选中人员的手机终端上并开始计时，同时该选中人员的维护总次数增加一次；
步骤二：选中人员通过手机终端发送接收指令值维护分配模块；维护分配模块接收到接收指令并记录接收到接收指令的时刻，停止计时，根据开始计时和停止计时的时间差得到选中人员的确认时长；
步骤三：选中人员到达待维护主机位置时，选中人员通过手机终端发送手机当前定位和维护开始指令；维护分配模块接收到维护开始指令和手机当前定位；维护分配模块将手机当前定位与待维护主机的位置进行匹配，当位置吻合时，维护分配模块生成确认开始指令并发送至选中人员的手机终端上；同时开始计时；
步骤四：选中人员维护完成后发送维护完成指令至维护分配模块；维护分配模块停止计时，并将开始计时与停止计时的时间差标记为选中人员本次维护的维护时长；同时该维护完成的时间为上一次的维护时间，该主机的分配值与预设积分值相等；
步骤五：维护分配模块将选中人员的本次的维护时长、确认时长和维护总次数发送至服务器内。
注册登录模块用于维护人员进行基础信息注册并将注册成功的维护人员对应的基础信息发送至服务器内进行存储；基础信息包括姓名、年龄、手机号码和入职时间；人员计算模块用于对维护人员进行维护值计算，具体计算步骤如下：
步骤一：获取维护人员的基础信息和对应的维护时长、确认时长和维护总次数；设定维护人员记为Rm，m＝1、……、n；维护总次数记为P；维护人员对应的维护时长记为TqRm；q＝1、2……、P；确认时长记为QqRm；维护人员的年龄记为NRm；
步骤二：根据维护人员的入职时间与系统当前时间获取得到维护人员的入职时长，并标记为VRm；
步骤三：利用公式
Figure BDA0002331317280000091
获取得到维护人员的维护积累值WJRm；其中b3、b4、b5、b6均为预设比例系数；通过公式可得，入职时长越长，维护积累值越大，表明分配待维护主机的几率越大；维护人员的确认时长累积越小，维护积累值越大；年龄越接近28岁，维护积累值越大；维护人员的维护时长，累积越小，维护积累值越大；通过维护值计算，方便将待维护主机分配值对应的维护人员维护；
步骤四：人员计算模块将计算的维护积累值发送至服务器内进行存储；
当主机进行维护时，服务器将该主机对应控制的所有自动化设备标记为待转控设备，并通过数据分析模块中的步骤六至步骤九进行分配和转接；
本发明工作原理：通过数据采集模块采集主机的主机信息，经过数据分析模块对主机信息并进行分析，根据系统当前时间与主机上一次维护时间得到主机的通电时长，利用公式
Figure BDA0002331317280000101
获取得到主机的分配值YZi；选取主机对应控制的自动化设备中预设设备值最小的并标记为UaZi；当
Figure BDA0002331317280000102
则将该预设设备值的最小自动化设备标记为待转控设备；将待转控设备进行分配至其它主机，获取待转控设备的位置与其它主机的位置并计算距离差；选取距离差在预设范围的的其它主机，并标记为待转接主机记为Zk，设定待转控设备与待转接主机之间的距离差记为FZk；利用计算公式获取得到其它主机的分配值，再利用公式HZk＝YZk*b1+b2/FZk获取得到带转接主机的转接优先值HZk；选取转接优先值最大的待转接主机并将其标记为选中主机；数据分析模块生成转接指令；数据分析模块将选中主机的型号和待转控设备的型号以及转接指令发送至控制管理模块；控制管理模块将待转控设备与选中主机进行控制连接；通过对数据分析模块对主机信息并进行分析得到主机的分配值，通过分配值将主机对应控制的自动化设备合理的筛选并分配到其它主机上进行转接控制，从而合理的优化主机的控制量；当主机进行维护时，服务器将该主机对应控制的所有自动化设备标记为待转控设备，并通过数据分析模块进行分配和转接；方便对主机进行维护，同时又可以对自动化设备进行分布式控制。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.一种分布式自动化控制系统，其特征在于，包括主机模块、数据采集模块、控制管理模块、服务器、数据分析模块、维护计算模块、维护分配模块、人员计算模块和注册登录模块；
所述主机模块包括若干个用于控制自动化设备的主机；所述数据采集模块用于采集主机的主机信息，主机信息包括主机型号和位置、主机的通电时长、主机控制自动化设备数量和对应的自动化设备型号以及位置；所述数据采集模块将采集的主机信息发送至服务器内；
所述数据分析模块用于获取服务器内主机信息并进行分析，具体分析步骤如下：
步骤一：将主机记为Zi，i＝1、2、……、n；根据系统当前时间与主机上一次维护时间得到主机的通电时长，并标记为TZi；
步骤二：设定主机的型号对应的预设积分值记为XZi；主机控制自动化设备数量记为M；主机控制的自动化设备标记为GjZi；j＝1、2、……、M；
步骤三：设定自动化设备对应的预设设备值记为UjZi；
步骤四：利用公式
Figure FDA0002331317270000011
获取得到主机的分配值YZi；其中，μ为修正系数，取值为1.3655474；λ1Zi、λ2Zi均为主机对应的预设比例系数；
步骤五：设定主机对应控制的自动化设备中预设设备值最小的标记为UaZi，a∈j；当
Figure FDA0002331317270000012
则将该预设设备值的最小自动化设备标记为待转控设备；CZi为主机对应的预留控制值；
步骤六：待转控设备进行分配至其它主机，获取待转控设备的位置与其它主机的位置并计算距离差；选取距离差在预设范围的的其它主机，并标记为待转接主机记为Zk，k∈i；设定待转控设备与待转接主机之间的距离差记为FZk；
步骤七：利用步骤四中的计算公式获取得到其它主机的分配值YZk；
步骤八：利用公式HZk＝YZk*b1+b2/FZk获取得到带转接主机的转接优先值HZk；其中，b1和b2均为预设比例系数；
步骤九：选取转接优先值最大的待转接主机并将其标记为选中主机；数据分析模块生成转接指令；数据分析模块将选中主机的型号和待转控设备的型号以及转接指令发送至控制管理模块；
所述控制管理模块接收到选中主机的型号和待转控设备的型号以及转接指令，则将待转控设备与选中主机进行控制连接；同时选中主机控制的自动化设备数量增加一；待转控设备以前对应的主机控制的自动化设备数量减一。
2.根据权利要求1所述的一种分布式自动化控制系统，其特征在于，所述维护计算模块用于对主机进行维护值计算，具体计算步骤如下：
S1：获取主机的通电时长、主机控制自动化设备数量以及自动化设备对应的预设设备值；
S2：利用公式
Figure FDA0002331317270000021
获取得到主机的维护值WHZi；其中λ3Zi为主机对应的预设比例系数；
S3：当主机的维护值大于设定阈值；则将该主机标记为待维护主机，并将其型号与位置发送至维护分配模块；
当待维护主机进行维护时，服务器将该主机对应控制的所有自动化设备标记为待转控设备，并通过数据分析模块中的步骤六至步骤九进行分配和转接。
3.根据权利要求1所述的一种分布式自动化控制系统，其特征在于，所述维护分配模块用于将待维护主机分配至对应的维护人员上，具体分配步骤如下：
步骤一：获取维护人员的维护积累值，选取维护积累值最大的维护人员为选中人员；
维护分配模块将待维护主机的型号和位置发送至选中人员的手机终端上并开始计时，同时该选中人员的维护总次数增加一次；
步骤二：选中人员通过手机终端发送接收指令值维护分配模块；维护分配模块接收到接收指令并记录接收到接收指令的时刻，停止计时，根据开始计时和停止计时的时间差得到选中人员的确认时长；
步骤三：选中人员到达待维护主机位置时，选中人员通过手机终端发送手机当前定位和维护开始指令；维护分配模块接收到维护开始指令和手机当前定位；维护分配模块将手机当前定位与待维护主机的位置进行匹配，当位置吻合时，维护分配模块生成确认开始指令并发送至选中人员的手机终端上；同时开始计时；
步骤四：选中人员维护完成后发送维护完成指令至维护分配模块；维护分配模块停止计时，并将开始计时与停止计时的时间差标记为选中人员本次维护的维护时长；
步骤五：维护分配模块将选中人员的本次的维护时长、确认时长和维护总次数发送至服务器内。
4.根据权利要求1所述的一种分布式自动化控制系统，其特征在于，所述注册登录模块用于维护人员进行基础信息注册并将注册成功的维护人员对应的基础信息发送至服务器内进行存储；基础信息包括姓名、年龄、手机号码和入职时间；所述人员计算模块用于对维护人员进行维护值计算，具体计算步骤如下：
步骤一：获取维护人员的基础信息和对应的维护时长、确认时长和维护总次数；设定维护人员记为Rm，m＝1、……、n；维护总次数记为P；维护人员对应的维护时长记为TqRm；q＝1、2……、P；确认时长记为QqRm；维护人员的年龄记为NRm；
步骤二：根据维护人员的入职时间与系统当前时间获取得到维护人员的入职时长，并标记为VRm；
步骤三：利用公式
Figure FDA0002331317270000041
获取得到维护人员的维护积累值WJRm；其中b3、b4、b5、b6均为预设比例系数；
步骤四：人员计算模块将计算的维护积累值发送至服务器内进行存储。
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