CN114326560B - 降低风电机组国产化plc的cpu负荷的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种降低风电机组国产化PLC的CPU负荷的方法及装置。所述方法包括：设定风电机组控制过程中各部件优先级；将所述风电机组的主控程序逻辑依据部件优先级划分为多个执行任务周期；其中，所述执行任务周期的优先级与部件优先级相对应；实时获取国产化PLC的CPU利用率总负荷；根据所述CPU利用率总负荷，控制各所述执行任务周期内对应的部件执行逻辑的执行过程。通过在风电主控程序中进行主控程序执行周期优先级分级策略，可以有效降低国产化PLC‑CPU的负荷，有效避免风电机组出现死机现象，保障机组安全。

Description

降低风电机组国产化PLC的CPU负荷的方法及装置
技术领域
本公开属于风电机组控制技术领域，具体涉及一种降低风电机组国产化PLC的CPU负荷的方法及装置。
背景技术
现有的风电机组的控制使用的PLC多数基于国外可编程控制器品牌如倍福、巴赫曼、ABB、西门子等PLC，由于国外PLC品牌价格昂贵，并且供货周期长，芯片采用欧美品牌，容易出现设备不可控因素。
通常风电机组控制过程中，风电部件如变桨系统、偏航系统、发电控制的核心算法、齿轮箱控制、变流器控制等逻辑执行部分，仅仅会根据部件执行的周期，整体划分一下部件执行周期，不会兼顾PLC的负荷利用率情况，导致个别机组在极端风况下出现PLC死机的现象。
发明内容
本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种降低风电机组国产化PLC的CPU负荷的方法及装置。
本公开的一方面，提供一种降低风电机组国产化PLC的CPU负荷的方法，所述方法包括：
设定风电机组控制过程中各部件优先级；
将所述风电机组的主控程序逻辑依据部件优先级划分为多个执行任务周期；其中，所述执行任务周期的优先级与部件优先级相对应；
实时获取国产化PLC的CPU利用率总负荷；
根据所述CPU利用率总负荷，控制各所述执行任务周期内对应的部件执行逻辑的执行过程。
在一些实施方式中，所述设定风电机组控制过程中各部件优先级，包括：
将风机发电运行核心算法控制器、变流器控制过程、变桨控制过程、安全链监测过程设定为优先级别最高的第一优先级；
将风电齿轮箱控制过程、发电机控制过程、控制柜状态过程、偏航控制过程设定为第二优先级；
将文件读写和数据记录功能设定为优先级别最低的第三优先级。
在一些实施方式中，所述将所述风电机组的主控程序逻辑依据部件优先级划分为多个执行任务周期，包括：
将主控程序逻辑依据部件优先级划分为三个执行任务周期，第一执行任务周期与所述第一优先级相对应，第二执行任务周期与所述第二优先级相对应，第三执行任务周期与所述第三优先级相对应。
在一些实施方式中，所述第一执行任务周期的时间范围为10ms～30ms，所述第二执行任务周期的时间范围为90ms～110ms，所述第三执行任务周期的时间范围为490ms～510ms。
在一些实施方式中，所述第一执行任务周期的时间为20ms，所述第二执行任务周期的时间为100ms，所述第三执行任务周期的时间为500ms。
在一些实施方式中，所述根据所述CPU利用率总负荷，控制各所述执行任务周期内对应的部件执行逻辑的执行过程，包括：
当所述CPU利用率总负荷小于第一阈值时，控制各所述任务周期内对应的部件执行逻辑全部正常执行；
当所述CPU利用率总负荷大于所述第一阈值而小于第二阈值时，控制优先级最低的任务周期中的文件读写和记录功能关闭；
当所述CPU利用率总负荷大于所述第二阈值而小于报警阈值时，控制优先级最低的任务周期中的文件读写和记录功能关闭，以及控制所述第二优先级的任务周期中的发电机控制过程中的温度监测、控制柜状态过程、齿轮箱控制过程关闭；
当所述CPU利用率总负荷大于所述报警阈值时，将优先级最低的任务周期中的文件读写和记录功能关闭，以及控制第二优先级的任务周期的部件执行逻辑关闭，以及控制优先级别最高的任务周期中的变流器控制过程关闭，并风电机组报出CPU负荷高故障，使风电机组正常停机，确保机组安全。
在一些实施方式中，所述第一阈值范围为65～75，所述第二阈值范围为75～85，所述报警阈值范围为85～95。
在一些实施方式中，所述第一阈值为70，所述第二阈值为80，所述报警阈值为90。
本公开的另一方面，提供一种降低风电机组国产化PLC的CPU负荷的装置，所述装置包括：
设定模块，用于设定风电机组控制过程中各部件优先级；
划分模块，用于将所述风电机组的主控程序逻辑依据部件优先级划分为多个执行任务周期；其中，所述执行任务周期的优先级与部件优先级相对应；
获取模块，用于实时获取国产化PLC的CPU利用率总负荷；
控制模块，用于根据所述CPU利用率总负荷，控制各所述执行任务周期内对应的部件执行逻辑的执行过程。
本公开的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能实现根据前文记载的所述的方法。
本公开的降低风电机组国产化PLC的CPU负荷的方法及装置，通过在风电主控程序中进行主控程序执行周期优先级分级策略，可以有效降低国产化PLC-CPU的负荷，有效避免风电机组出现死机现象，保障机组安全。
附图说明
图1为本公开一实施例的降低风电机组国产化PLC的CPU负荷的方法的流程图；
图2为本公开另一实施例的降低风电机组国产化PLC的CPU负荷的装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细描述。
本实施例的一方面，如图1所示，涉及一种降低风电机组国产化PLC的CPU负荷的方法S100，所述方法S100包括：
S110、设定风电机组控制过程中各部件优先级。
具体地，在本步骤中，根据风电机组的各部件，可以将风电机组的各部件划分为三个优先级，例如，可以将风机发电运行核心算法控制器、变流器控制过程、变桨控制过程、安全链监测过程设定为优先级别最高的第一优先级。将风电齿轮箱控制过程、发电机控制过程、控制柜状态过程、偏航控制过程设定为第二优先级。将文件读写和数据记录功能设定为优先级别最低的第三优先级。
需要说明的是，在本步骤中，风电机组控制过程中的各部件优先级划分方式并不局限与此，本领域技术人员还可以根据实际需要，设定其它一些数量的优先级。
S120、将所述风电机组的主控程序逻辑依据部件优先级划分为多个执行任务周期；其中，所述执行任务周期的优先级与部件优先级相对应。
具体地，在本步骤中，根据步骤S110中划分的三个优先级，
相应地，将主控程序逻辑依据部件优先级划分为三个执行任务周期，第一执行任务周期与所述第一优先级相对应，第二执行任务周期与所述第二优先级相对应，第三执行任务周期与所述第三优先级相对应。
需要说明的是，对于各个执行任务周期的时间并没有限制，
作为优选地，所述第一执行任务周期的时间范围为10ms～30ms，所述第二执行任务周期的时间范围为90ms～110ms，所述第三执行任务周期的时间范围为490ms～510ms。进一步优选地，所述第一执行任务周期的时间为20ms，所述第二执行任务周期的时间为100ms，所述第三执行任务周期的时间为500ms。
S130、实时获取国产化PLC的CPU利用率总负荷。
具体地，在本步骤中，每个机组部件执行逻辑单元，都具备统计自己执行完全部逻辑的程序执行时间T和占有CPU利用率负荷占比数n。主控程序中实时记录到PLC-CPU利用率总负荷N，通常PLC-CPU利用率总负荷超过90，主控部件执行逻辑响应会卡顿，导致部分部件执行失控，存在机组控制一定程度的安全风险。当PLC-CPU利用率总负荷等于100时，PLC会死机重启，这样将导致机组控制完全失控，存在极大的安全隐患。
S140、根据所述CPU利用率总负荷，控制各所述执行任务周期内对应的部件执行逻辑的执行过程。
具体地，在本步骤中，当所述CPU利用率总负荷小于第一阈值时，控制各所述任务周期内对应的部件执行逻辑全部正常执行。
当所述CPU利用率总负荷大于所述第一阈值而小于第二阈值时，控制优先级最低的任务周期中的文件读写和记录功能关闭。
当所述CPU利用率总负荷大于所述第二阈值而小于报警阈值时，控制优先级最低的任务周期中的文件读写和记录功能关闭，以及控制所述第二优先级的任务周期中的发电机控制过程中的温度监测、控制柜状态过程、齿轮箱控制过程关闭。
当所述CPU利用率总负荷大于所述报警阈值时，将优先级最低的任务周期中的文件读写和记录功能关闭，以及控制第二优先级的任务周期的部件执行逻辑关闭，以及控制优先级别最高的任务周期中的变流器控制过程关闭，并风电机组报出CPU负荷高故障，使风电机组正常停机，确保机组安全。
需要说明的是，对于各阈值范围并没有作出限定，为了有效降低国产PLC的CPU负荷，优选地，所述第一阈值范围为65～75，所述第二阈值范围为75～85，所述报警阈值范围为85～95。进一步优选地，所述第一阈值为70，所述第二阈值为80，所述报警阈值为90。
本实施例的降低风电机组国产化PLC的CPU负荷的方法，通过在风电主控程序中进行主控程序执行周期优先级分级策略，可以有效降低国产化PLC-CPU的负荷，有效避免风电机组出现死机现象，保障机组安全。
本公开的另一方面，如图2所示，提供一种降低风电机组国产化PLC的CPU负荷的装置100，该装置100可以适用于前文记载的方法，具体可以参考前文相关记载，在此不作赘述。所述装置100包括：
设定模块110，用于设定风电机组控制过程中各部件优先级；
划分模块120，用于将所述风电机组的主控程序逻辑依据部件优先级划分为多个执行任务周期；其中，所述执行任务周期的优先级与部件优先级相对应；
获取模块130，用于实时获取国产化PLC的CPU利用率总负荷；
控制模块140，用于根据所述CPU利用率总负荷，控制各所述执行任务周期内对应的部件执行逻辑的执行过程。
本实施例的降低风电机组国产化PLC的CPU负荷的装置，通过在风电主控程序中进行主控程序执行周期优先级分级策略，可以有效降低国产化PLC-CPU的负荷，有效避免风电机组出现死机现象，保障机组安全。
本公开的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能实现根据前文记载的所述的方法。
其中，计算机可读介质可以是本公开的装置、设备、系统中所包含的，也可以是单独存在。
其中，计算机可读存储介质可是任何包含或存储程序的有形介质，其可以是电、磁、光、电磁、红外线、半导体的系统、装置、设备，更具体的例子包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、光纤、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件，或它们任意合适的组合。
其中，计算机可读存储介质也可包括在基带中或作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码，其具体的例子包括但不限于电磁信号、光信号，或它们任意合适的组合。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。

Claims (8)

1.一种降低风电机组国产化PLC的CPU负荷的方法，其特征在于，所述方法包括：
设定风电机组控制过程中各部件优先级，具体为：将风机发电运行核心算法控制器、变流器控制过程、变桨控制过程、安全链监测过程设定为优先级别最高的第一优先级；将风电齿轮箱控制过程、发电机控制过程、控制柜状态过程、偏航控制过程设定为第二优先级；将文件读写和数据记录功能设定为优先级别最低的第三优先级；
将所述风电机组的主控程序逻辑依据部件优先级划分为多个执行任务周期；其中，所述执行任务周期的优先级与部件优先级相对应；
实时获取国产化PLC的CPU利用率总负荷；
根据所述CPU利用率总负荷，控制各所述执行任务周期内对应的部件执行逻辑的执行过程，具体为：当所述CPU利用率总负荷小于第一阈值时，控制各所述任务周期内对应的部件执行逻辑全部正常执行；当所述CPU利用率总负荷大于所述第一阈值而小于第二阈值时，控制优先级最低的任务周期中的文件读写和记录功能关闭；当所述CPU利用率总负荷大于所述第二阈值而小于报警阈值时，控制优先级最低的任务周期中的文件读写和记录功能关闭，以及控制所述第二优先级的任务周期中的发电机控制过程中的温度监测、控制柜状态过程、齿轮箱控制过程关闭；当所述CPU利用率总负荷大于所述报警阈值时，将优先级最低的任务周期中的文件读写和记录功能关闭，以及控制第二优先级的任务周期的部件执行逻辑关闭，以及控制优先级别最高的任务周期中的变流器控制过程关闭，并风电机组报出CPU负荷高故障，使风电机组正常停机，确保机组安全。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述风电机组的主控程序逻辑依据部件优先级划分为多个执行任务周期，包括：
将主控程序逻辑依据部件优先级划分为三个执行任务周期，第一执行任务周期与所述第一优先级相对应，第二执行任务周期与所述第二优先级相对应，第三执行任务周期与所述第三优先级相对应。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一执行任务周期的时间范围为10ms～30ms，所述第二执行任务周期的时间范围为90ms～110ms，所述第三执行任务周期的时间范围为490ms～510ms。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一执行任务周期的时间为20ms，所述第二执行任务周期的时间为100ms，所述第三执行任务周期的时间为500ms。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述第一阈值范围为65～75，所述第二阈值范围为75～85，所述报警阈值范围为85～95。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一阈值为70，所述第二阈值为80，所述报警阈值为90。
7.一种降低风电机组国产化PLC的CPU负荷的装置，其特征在于，所述装置包括：
设定模块，用于设定风电机组控制过程中各部件优先级，具体为：将风机发电运行核心算法控制器、变流器控制过程、变桨控制过程、安全链监测过程设定为优先级别最高的第一优先级；将风电齿轮箱控制过程、发电机控制过程、控制柜状态过程、偏航控制过程设定为第二优先级；将文件读写和数据记录功能设定为优先级别最低的第三优先级；
划分模块，用于将所述风电机组的主控程序逻辑依据部件优先级划分为多个执行任务周期；其中，所述执行任务周期的优先级与部件优先级相对应；
获取模块，用于实时获取国产化PLC的CPU利用率总负荷；
控制模块，用于根据所述CPU利用率总负荷，控制各所述执行任务周期内对应的部件执行逻辑的执行过程，具体为：当所述CPU利用率总负荷小于第一阈值时，控制各所述任务周期内对应的部件执行逻辑全部正常执行；当所述CPU利用率总负荷大于所述第一阈值而小于第二阈值时，控制优先级最低的任务周期中的文件读写和记录功能关闭；当所述CPU利用率总负荷大于所述第二阈值而小于报警阈值时，控制优先级最低的任务周期中的文件读写和记录功能关闭，以及控制所述第二优先级的任务周期中的发电机控制过程中的温度监测、控制柜状态过程、齿轮箱控制过程关闭；当所述CPU利用率总负荷大于所述报警阈值时，将优先级最低的任务周期中的文件读写和记录功能关闭，以及控制第二优先级的任务周期的部件执行逻辑关闭，以及控制优先级别最高的任务周期中的变流器控制过程关闭，并风电机组报出CPU负荷高故障，使风电机组正常停机，确保机组安全。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时能实现根据权利要求1至6任一项所述的方法。
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