CN112559177A - 一种工业控制系统及其负荷管理方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种负荷管理方法，考虑到仪表设备的报警信息在工业控制系统的定义中通常用于维护和预测性场景，其时效性低于工业控制系统的系统报警，因此本申请中的上位机可以根据自身的资源负载率相适应地对所有仪表设备的报警信息采集频率进行调整，由于预设的资源负载率与采集频率的第一对应关系为负相关的对应关系，因此可以通过对于报警信息采集频率的调节来缓解上位机的负荷，保证上位机中数据处理业务正常稳定地进行，提高了工作效率。本发明还公开了一种工业控制系统及其负荷管理设备，具有如上负荷管理方法相同的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及计算机领域，特别是涉及一种负荷管理方法，本发明还涉及一种工业控制系统及其负荷管理设备。
背景技术
目前，在各种领域中都存在着大型的工业控制系统，工业控制系统中往往存在大量的传感器等仪表设备，负载采集各种各样的数据，而在工业控制系统中，上位机的数据处理任务繁重，其不但要采集管理所有仪表设备的数据，而且需要执行自身的相关业务，从而很可能导致自身负荷超标，从而影响所有的业务无法进行，降低了工作效率。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种负荷管理方法，可以通过对于报警信息采集频率的调节来缓解上位机的负荷，保证上位机中数据处理业务正常稳定地进行，提高了工作效率；本发明的另一目的是提供一种工业控制系统及其负荷管理设备，可以通过对于报警信息采集频率的调节来缓解上位机的负荷，保证上位机中数据处理业务正常稳定地进行，提高了工作效率。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种负荷管理方法，包括：
上位机获取自身的资源负载率；
所述上位机根据预设的资源负载率与采集频率的第一对应关系，确定出所述资源负载率对应的第一采集频率；
所述上位机根据所述第一采集频率对于所有仪表设备的报警信息进行采集；
其中，所述第一对应关系为负相关的对应关系，所述资源负载率包括网络负载率以及控制器负载率。
优选地，所述上位机根据所述第一采集频率对于所有仪表设备的报警信息进行采集具体为：
所述上位机根据所述第一采集频率，通过各个控制器对于与所述控制器对应连接的各个仪表设备的报警信息进行采集；
则该负荷管理方法还包括：
所述控制器获取自身的资源负载率；
所述控制器根据预设的资源负载率与报文通信级别的第二对应关系，确定出与自身的所述资源负载率对应的报文通信级别；
所述控制器将所述上位机的报警信息采集报文的通信级别调整为所述报文通信级别；
其中，所述第二对应关系为负相关的对应关系。
优选地，所述控制器将所述上位机的报警信息采集报文的通信级别调整为所述报文通信级别之后，该负荷管理方法还包括：
所述控制器将调整后的所述报文通信级别发送至所述上位机；
所述上位机根据预设的报文通信级别与采集频率的第三对应关系，确定出所述报文通信级别对应的第二采集频率；
所述上位机判断是否同时存在所述第一采集频率以及所述第二采集频率；
若存在，所述上位机则根据所述第一采集频率以及所述第二采集频率中的最小者对于所有仪表设备的报警信息进行采集；
若不存在，所述上位机则根据所述第二采集频率对于所有仪表设备的报警信息进行采集；
其中，所述第三对应关系为正相关的对应关系。
优选地，所述第一对应关系以及所述第二对应关系均为反比例的对应关系；
所述第三对应关系为正比例的对应关系。
优选地，所述通过各个控制器对于与所述控制器对应连接的各个仪表设备的报警信息进行采集具体为：
同时通过各个控制器对于与所述控制器对应连接的各个仪表设备的报警信息进行采集。
优选地，所述控制器为K-CU03控制器。
优选地，所述上位机获取自身的资源负载率之后，该负荷管理方法还包括：
所述上位机判断自身的所述资源负载率是否大于预设阈值；
若是，所述上位机则控制报警器报警。
优选地，所述报警器为蜂鸣器。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种负荷管理设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上所述的负荷管理方法的步骤。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种工业控制系统，包括如上所述的负荷管理设备。
本发明提供了一种负荷管理方法，考虑到仪表设备的报警信息在工业控制系统的定义中通常用于维护和预测性场景，其时效性低于工业控制系统的系统报警，因此本申请中的上位机可以根据自身的资源负载率相适应地对所有仪表设备的报警信息采集频率进行调整，由于预设的资源负载率与采集频率的第一对应关系为负相关的对应关系，因此可以通过对于报警信息采集频率的调节来缓解上位机的负荷，保证上位机中数据处理业务正常稳定地进行，提高了工作效率。
本发明还提供了一种工业控制系统及其负荷管理设备，具有如上负荷管理方法相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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为本发明提供的一种负荷管理方法的流程示意图；
图2为本发明提供的一种负荷管理设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种负荷管理方法，可以通过对于报警信息采集频率的调节来缓解上位机的负荷，保证上位机中数据处理业务正常稳定地进行，提高了工作效率；本发明的另一核心是提供一种工业控制系统及其负荷管理设备，可以通过对于报警信息采集频率的调节来缓解上位机的负荷，保证上位机中数据处理业务正常稳定地进行，提高了工作效率。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明提供的一种负荷管理方法的流程示意图，该负荷管理方法包括：
步骤S1：上位机获取自身的资源负载率；
具体的，考虑到如上背景技术中的技术问题，本发明实施例中欲对上位机的负荷进行调节，因此可以在本步骤中由上位机获取自身的资源负载率，以此作为后续步骤中的数据基础进行负荷的调节。
其中，获取自身资源负载率的具体方式可以为多种，本发明实施例在此不做限定。
步骤S2：上位机根据预设的资源负载率与采集频率的第一对应关系，确定出资源负载率对应的第一采集频率；
具体的，结合考虑到在所有仪表设备需要被上位机所采集的数据中，报警信息在短时间内产生的概率并不大，而且由于仪表设备的数量通常较多，因此通过降低报警信息的采集频率的方式可以有效缓解上位机的资源负载率，因此本步骤中可以根据预设的第一对应关系确定出资源负载率对应的第一采集频率，其可以作为后续步骤的数据基础以便进行报警信息采集频率的调节。
其中，预设的资源负载率与采集频率的第一对应关系可以为负相关的对应关系，以此来实现对于资源负载率的降低，从而缓解上位机的网络压力，其具体形式可以为多种，本发明实施例在此不做限定。
步骤S3：上位机根据第一采集频率对于所有仪表设备的报警信息进行采集；
其中，第一对应关系为负相关的对应关系，资源负载率包括网络负载率以及控制器负载率。
具体的，由于工业控制系统中的仪表设备众多，因此上位机在采集报警信息的时候，需要通过问答的方式在同一时间向大量的上位机发出报警信息获取的请求报文，因此会对上位机的资源负荷造成较大的压力，而且考虑到仪表设备在短时间内产生报警信息的概率并不大，因此可以通过降低报警信息采集频率的方式来缓解上位机的资源负荷，也即降低资源负载率。
其中，仪表设备的通信方式可以为多种，例如可以为HART(Highway AddressableRemote Transducer，可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议)通信等，本发明实施例在此不做限定。
本发明提供了一种负荷管理方法，考虑到仪表设备的报警信息在工业控制系统的定义中通常用于维护和预测性场景，其时效性低于工业控制系统的系统报警，因此本申请中的上位机可以根据自身的资源负载率相适应地对所有仪表设备的报警信息采集频率进行调整，由于预设的资源负载率与采集频率的第一对应关系为负相关的对应关系，因此可以通过对于报警信息采集频率的调节来缓解上位机的负荷，保证上位机中数据处理业务正常稳定地进行，提高了工作效率。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，上位机根据第一采集频率对于所有仪表设备的报警信息进行采集具体为：
上位机根据第一采集频率，通过各个控制器对于与控制器对应连接的各个仪表设备的报警信息进行采集；
则该负荷管理方法还包括：
控制器获取自身的资源负载率；
控制器根据预设的资源负载率与报文通信级别的第二对应关系，确定出与自身的资源负载率对应的报文通信级别；
控制器将上位机的报警信息采集报文的通信级别调整为报文通信级别；
其中，第二对应关系为负相关的对应关系。
具体的，在工业控制系统中，仪表设备均可以通过控制器连接至上位机，而上位机自然也可以通过控制器进行数据转发，从而实现通过控制器对于仪表设备中数据的获取，这其中就包括对于报警信息的获取。
其中，控制器除了负责上位机与自身下挂的多个仪表设备之间的数据通信外，还有自身的一些业务需要处理，因此其负荷也存在超标的可能，从而影响控制器中的业务进行，因此为了对控制器中的负荷进行调控，本发明实施例中的控制器可以通过对报警信息采集报文的报文通信级别进行调控的方式，来适应自身的资源负载率，且由于第二对应关系为负相关的关系，因此可以实现在自身资源负载率较高的情况下，先处理报警信息采集报文以外的重要性较高的报文，而后再处理报文通信级别较低的报警信息采集报文，也即将上位机发送至自身的报警信息采集报文转发至报文中指定的自身下挂的某个仪表设备，以实现对于该仪表设备中报警信息的采集。
其中，第二对应关系具体可以为多种类型，本发明实施例在此不做限定。
具体的，在第二对应关系中，可以仅仅设置两个对应档位，例如当资源负载率低于预设阈值的时候，将报文通信级别设置为默认级别，当资源负载率大于预设阈值的时候，将报文通信级别设备为较低的另一级别等，本发明实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，控制器将上位机的报警信息采集报文的通信级别调整为报文通信级别之后，该负荷管理方法还包括：
控制器将调整后的报文通信级别发送至上位机；
上位机根据预设的报文通信级别与采集频率的第三对应关系，确定出报文通信级别对应的第二采集频率；
上位机判断是否同时存在第一采集频率以及第二采集频率；
若存在，上位机则根据第一采集频率以及第二采集频率中的最小者对于所有仪表设备的报警信息进行采集；
若不存在，上位机则根据第二采集频率对于所有仪表设备的报警信息进行采集；
其中，第三对应关系为正相关的对应关系。
具体的，为了进一步地缓解控制器所出现的较高的资源负载率，本发明实施例中的上位机可以响应于控制器对于自身发出的报警信息采集报文的报文通信级别的调整，将报警信息采集报文的发送频率，也即对于报警信息的采集频率设置为第二采集频率，这其中的第二采集频率可以仅仅对应于调整了报警信息采集报文的报文通信级别的控制器，也可以对应于系统中所有的控制器，本发明实施例在此不做限定。
具体的，通过正相关的第三对应关系对于报警信息的采集频率进行主动调整，可以在报文通信级别较低的情况下主动降低报警信息的采集频率，帮助控制器进行负荷的缓解，能够进一步地保障控制器中数据业务正常稳定地进行。
其中，考虑到前述实施例中上位机可以根据自身的资源负载率确定出第一采集频率，为了防止两者发生冲突，可以在两者同时存在的时候执行其中的较小者，若两者不同时存在，那么执行其中存在的一方即可。
作为一种优选的实施例，第一对应关系以及第二对应关系均为反比例的对应关系；
第三对应关系为正比例的对应关系。
具体的，正比例关系以及反比例关系的结构比较简单，可以降设计难度且比较适用于对报警信息的报文通信级别以及采集频率的调节。
当然，除了反比例以及正比例的关系外，第一对应关系、第二对应关系以及第三对应关系分别还可以为其他多种类型，本发明实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，通过各个控制器对于与控制器对应连接的各个仪表设备的报警信息进行采集具体为：
同时通过各个控制器对于与控制器对应连接的各个仪表设备的报警信息进行采集。
具体的，为了提高上位机对于大量的仪表设备中报警信息的采集效率，从而实现对于大量仪表设备报警信息的管理并提高安全性，可以通过各个控制器同时对于与控制器对应连接的各个仪表设备的报警信息进行采集，例如系统中存在10个控制器，每个控制器下连接了N个仪表设备，那么上位机每次便可以通过10个控制器分别采集其对应连接的1个仪表设备，那么只需要N次便可以采集到所有仪表设备的报警信息，且在采集频率较高的情况下可以实现更加高效的报警信息采集。
作为一种优选的实施例，控制器为K-CU03控制器。
具体的，K-CU03控制器具有数据处理能力强、体积小以及成本低等优点。
当然，除了K-CU03控制器外，控制器还可以为其他多种类型，本发明实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，上位机获取自身的资源负载率之后，该负荷管理方法还包括：
上位机判断自身的资源负载率是否大于预设阈值；
若是，上位机则控制报警器报警。
具体的，考虑到通过对于报警信息采集频率的调节仅能在一定程度上缓解上位机的负荷，为了进一步地保证上位机中业务正常稳定地进行，本发明实施例中的上位机可以在自身的资源负载率大于预设阈值的情况下控制报警器报警，以便工作人员快速了解到该情况并采取相应措施以保证上位机正常稳定地运行。
其中，预设阈值可以为多种具体数值，其可以进行自主设定，本发明实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，报警器为蜂鸣器。
具体的，蜂鸣器具有体积小、成本低以及报警效果好等优点。
当然，除了蜂鸣器外，报警器还可以为其他多种类型，本发明实施例在此不做限定。
请参考图2，图2为本发明提供的一种负荷管理设备的结构示意图，该负荷管理设备包括：
存储器1，用于存储计算机程序；
处理器2，用于执行计算机程序时实现如前述实施例中的负荷管理方法的步骤。
具体的，处理器2可以包括上述的上位机以及各个控制器，而存储器则对应与上述的上位机以及各个控制器各自的存储器等。
对于本发明实施例提供的负荷管理设备的介绍请参照前述的负荷管理方法的实施例，本发明实施例在此不再赘述。
本发明还提供了一种工业控制系统，包括如前述实施例中的负荷管理设备。
其中，工业控制系统具体可以为多种类型，例如可以为DCS(Distributed ControlSystem，分散控制系统)等，本发明实施例在此不做限定。
对于本发明实施例提供的工业控制系统的介绍请参照前述的负荷管理方法的实施例，本发明实施例在此不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的设备而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种负荷管理方法，其特征在于，包括：
上位机获取自身的资源负载率；
所述上位机根据预设的资源负载率与采集频率的第一对应关系，确定出所述资源负载率对应的第一采集频率；
所述上位机根据所述第一采集频率对于所有仪表设备的报警信息进行采集；
其中，所述第一对应关系为负相关的对应关系，所述资源负载率包括网络负载率以及控制器负载率。
2.根据权利要求1所述的负荷管理方法，其特征在于，所述上位机根据所述第一采集频率对于所有仪表设备的报警信息进行采集具体为：
所述上位机根据所述第一采集频率，通过各个控制器对于与所述控制器对应连接的各个仪表设备的报警信息进行采集；
则该负荷管理方法还包括：
所述控制器获取自身的资源负载率；
所述控制器根据预设的资源负载率与报文通信级别的第二对应关系，确定出与自身的所述资源负载率对应的报文通信级别；
所述控制器将所述上位机的报警信息采集报文的通信级别调整为所述报文通信级别；
其中，所述第二对应关系为负相关的对应关系。
3.根据权利要求2所述的负荷管理方法，其特征在于，所述控制器将所述上位机的报警信息采集报文的通信级别调整为所述报文通信级别之后，该负荷管理方法还包括：
所述控制器将调整后的所述报文通信级别发送至所述上位机；
所述上位机根据预设的报文通信级别与采集频率的第三对应关系，确定出所述报文通信级别对应的第二采集频率；
所述上位机判断是否同时存在所述第一采集频率以及所述第二采集频率；
若存在，所述上位机则根据所述第一采集频率以及所述第二采集频率中的最小者对于所有仪表设备的报警信息进行采集；
若不存在，所述上位机则根据所述第二采集频率对于所有仪表设备的报警信息进行采集；
其中，所述第三对应关系为正相关的对应关系。
4.根据权利要求3所述的负荷管理方法，其特征在于，所述第一对应关系以及所述第二对应关系均为反比例的对应关系；
所述第三对应关系为正比例的对应关系。
5.根据权利要求2所述的负荷管理方法，其特征在于，所述通过各个控制器对于与所述控制器对应连接的各个仪表设备的报警信息进行采集具体为：
同时通过各个控制器对于与所述控制器对应连接的各个仪表设备的报警信息进行采集。
6.根据权利要求2所述的负荷管理方法，其特征在于，所述控制器为K-CU03控制器。
7.根据权利要求1至6任一项所述的负荷管理方法，其特征在于，所述上位机获取自身的资源负载率之后，该负荷管理方法还包括：
所述上位机判断自身的所述资源负载率是否大于预设阈值；
若是，所述上位机则控制报警器报警。
8.根据权利要求7所述的负荷管理方法，其特征在于，所述报警器为蜂鸣器。
9.一种负荷管理设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1-8任一项所述的负荷管理方法的步骤。
10.一种工业控制系统，其特征在于，包括如权利要求9所述的负荷管理设备。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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