CN115963775A - 一种基于特征信号数据的plc状态监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于特征信号数据的PLC状态监测系统及方法，包括：根据状态数据中的PLC工作状态，得到第一PLC状态监测子表和第二PLC状态监测子表；分别获取第一PLC状态监测子表中各个PLC的温度数据，得到第一温度特征，根据第一温度特征及PLC累计工作时长，分别得到第一PLC状态监测子表中各个PLC的预警权重；根据设定的预警权重阈值，将大于预警权重阈值的PLC的运行数据加密存储，将大于预警权重阈值的PLC的编号赋给备用PLC，赋给编号的备用PLC上线，并移入第一PLC状态监测子表进行监测，完成PLC状态监测。通过本发明可以实现对系统中的多个PLC进行集中监控。

Description

一种基于特征信号数据的PLC状态监测系统及方法

技术领域

本发明涉及工业控制领域，具体是一种基于特征信号数据的PLC状态监测系统及方法。

背景技术

为了防止工业控制系统可能存在的安全隐患，一些工业控制系统部署了SCADA系统。SCADA系统即数据采集与监控系统，集成了数据采集系统、数据传输系统和人机界面设计HMI软件，主要是用于控制分散的设备，进行集中数据采集，以提供集中的监视和控制。SCADA系统通常收集现场控制信息，将这些信息传输到计算机系统，并且用图像或文本的形式显示这些信息，使操作员可以在监控室内实时地监视和控制整个生产线系统，并根据每个系统的复杂性和相关设置，控制任何一个单独的系统执行相关操作或任务。SCADA系统对操作员的值守和经验有较高的要求，而现代工业生产需要更多的自动化和智能化，减少对操作员的依赖程度。如何实现工业控制系统中多PLC的自动集中监控和风险处理，成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于特征信号数据的PLC状态监测方法，包括如下步骤：

步骤一，在云端数据服务器建立PLC基础数据库，所述的PLC基础数据库包括PLC寿命、PLC工作环境参数、PLC故障率以及PLC编号；

步骤二，在PLC管理模块建立PLC状态监测列表，获取PLC状态监测列表中每个PLC的状态数据，根据状态数据中的PLC工作状态，得到第一PLC状态监测子表和第二PLC状态监测子表；

步骤三，分别获取第一PLC状态监测子表中各个PLC的温度数据，得到第一温度特征，根据第一温度特征及PLC累计工作时长，分别得到第一PLC状态监测子表中各个PLC的预警权重；

步骤四，根据设定的预警权重阈值，将大于预警权重阈值的PLC的运行数据备份并加密后存储到分布式数据加密存储模块，并判断第二PLC状态监测子表中是否存在备用PLC，若存在，则进入步骤六，否则，进入步骤五；

步骤五，接入新PLC，将新接入的PLC放入第二PLC状态监测子表，并对新接入的PLC进行测试，若测试通过，则将新接入的PLC设置为备用PLC，进入步骤六；

步骤六，将大于预警权重阈值的PLC的编号赋给备用PLC，并将该编号的PLC的备份运行数据发送给赋给编号的备用PLC，赋给编号的备用PLC准备就绪后，大于预警权重阈值的PLC下线，赋给编号的备用PLC上线，并将赋给编号的备用PLC从第二PLC状态监测子表移入第一PLC状态监测子表进行监测，完成PLC状态监测。

进一步的，所述的在PLC管理模块建立PLC状态监测列表，获取PLC状态监测列表中每个PLC的状态数据，根据状态数据中的PLC工作状态，得到第一PLC状态监测子表和第二PLC状态监测子表，包括：

获取所有的PLC编号，按照编号大小，形成监测列表，并分别获取PLC状态监测列表中每个PLC的状态数据，所述的状态数据包括工作状态，所述的工作状态包括运行状态、未运行状态；其中处于运行状态的PLC构成第一PLC状态监测子表，处于未运行状态的PLC构成第二PLC状态监测子。

进一步的，所述的分别获取第一PLC状态监测子表中各个PLC的温度数据，得到第一温度特征，包括：在设定的时长内，获取PLC的温度变化率，所述的温度变化率为PLC的第一温度特征。

进一步的，所述的根据第一温度特征及PLC累计工作时长，分别得到第一PLC状态监测子表中各个PLC的预警权重为：

其中的为温度变化率，为PLC累计工作时长。

应用所述的一种基于特征信号数据的PLC状态监测方法的一种基于特征信号数据的PLC状态监测系统，包括PLC状态数据采集装置、云端数据服务器、分布式数据加密存储模块、PLC管理模块、环境监测数据采集装置、PLC测试模块数据处理模块、通信模块；

所述的PLC状态数据采集装置、PLC管理模块、环境监测数据采集装置、PLC测试模块、通信模块分别与所述的数据处理模块连接，所述的云端数据服务器与所述的分布式数据加密存储模块通信连接；所述的云端数据服务器与所述的通信模块通信连接。

本发明的有益效果是：通过本发明所提供的技术方案，可以实现对系统中的多个PLC进行集中监控，并能够及时的替换出现故障的PLC，实现故障自动化处理。

附图说明

图1为一种基于特征信号数据的PLC状态监测方法的流程示意图；

图2为一种基于特征信号数据的PLC状态监测系统的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。需要说明的是，术语“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，并不排除在包括所述要素的过程，方法，物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

如图1所示，一种基于特征信号数据的PLC状态监测方法，包括如下步骤：

步骤一，在云端数据服务器建立PLC基础数据库，所述的PLC基础数据库包括PLC寿命、PLC工作环境参数、PLC故障率以及PLC编号；

步骤二，在PLC管理模块建立PLC状态监测列表，获取PLC状态监测列表中每个PLC的状态数据，根据状态数据中的PLC工作状态，得到第一PLC状态监测子表和第二PLC状态监测子表；

步骤三，分别获取第一PLC状态监测子表中各个PLC的温度数据，得到第一温度特征，根据第一温度特征及PLC累计工作时长，分别得到第一PLC状态监测子表中各个PLC的预警权重；

步骤四，根据设定的预警权重阈值，将大于预警权重阈值的PLC的运行数据备份并加密后存储到分布式数据加密存储模块，并判断第二PLC状态监测子表中是否存在备用PLC，若存在，则进入步骤六，否则，进入步骤五；

步骤五，接入新PLC，将新接入的PLC放入第二PLC状态监测子表，并对新接入的PLC进行测试，若测试通过，则将新接入的PLC设置为备用PLC，进入步骤六；

步骤六，将大于预警权重阈值的PLC的编号赋给备用PLC，并将该编号的PLC的备份运行数据发送给赋给编号的备用PLC，赋给编号的备用PLC准备就绪后，大于预警权重阈值的PLC下线，赋给编号的备用PLC上线，并将赋给编号的备用PLC从第二PLC状态监测子表移入第一PLC状态监测子表进行监测，完成PLC状态监测。

所述的在PLC管理模块建立PLC状态监测列表，获取PLC状态监测列表中每个PLC的状态数据，根据状态数据中的PLC工作状态，得到第一PLC状态监测子表和第二PLC状态监测子表，包括：

获取所有的PLC编号，按照编号大小，形成监测列表，并分别获取PLC状态监测列表中每个PLC的状态数据，所述的状态数据包括工作状态，所述的工作状态包括运行状态、未运行状态；其中处于运行状态的PLC构成第一PLC状态监测子表，处于未运行状态的PLC构成第二PLC状态监测子。

所述的分别获取第一PLC状态监测子表中各个PLC的温度数据，得到第一温度特征，包括：在设定的时长内，获取PLC的温度变化率，所述的温度变化率为PLC的第一温度特征。

所述的根据第一温度特征及PLC累计工作时长，分别得到第一PLC状态监测子表中各个PLC的预警权重为：

其中的为温度变化率，为PLC累计工作时长。

应用所述的一种基于特征信号数据的PLC状态监测方法的一种基于特征信号数据的PLC状态监测系统，包括PLC状态数据采集装置、云端数据服务器、分布式数据加密存储模块、PLC管理模块、环境监测数据采集装置、PLC测试模块数据处理模块、通信模块；

所述的PLC状态数据采集装置、PLC管理模块、环境监测数据采集装置、PLC测试模块、通信模块分别与所述的数据处理模块连接，所述的云端数据服务器与所述的分布式数据加密存储模块通信连接；所述的云端数据服务器与所述的通信模块通信连接。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于特征信号数据的PLC状态监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，在云端数据服务器建立PLC基础数据库，所述的PLC基础数据库包括PLC寿命、PLC工作环境参数、PLC故障率以及PLC编号；

步骤二，在PLC管理模块建立PLC状态监测列表，获取PLC状态监测列表中每个PLC的状态数据，根据状态数据中的PLC工作状态，得到第一PLC状态监测子表和第二PLC状态监测子表；

步骤三，分别获取第一PLC状态监测子表中各个PLC的温度数据，得到第一温度特征，根据第一温度特征及PLC累计工作时长，分别得到第一PLC状态监测子表中各个PLC的预警权重；

步骤四，根据设定的预警权重阈值，将大于预警权重阈值的PLC的运行数据备份并加密后存储到分布式数据加密存储模块，并判断第二PLC状态监测子表中是否存在备用PLC，若存在，则进入步骤六，否则，进入步骤五；

步骤五，接入新PLC，将新接入的PLC放入第二PLC状态监测子表，并对新接入的PLC进行测试，若测试通过，则将新接入的PLC设置为备用PLC，进入步骤六；

步骤六，将大于预警权重阈值的PLC的编号赋给备用PLC，并将该编号的PLC的备份运行数据发送给赋给编号的备用PLC，赋给编号的备用PLC准备就绪后，大于预警权重阈值的PLC下线，赋给编号的备用PLC上线，并将赋给编号的备用PLC从第二PLC状态监测子表移入第一PLC状态监测子表进行监测，完成PLC状态监测。

2.根据权利要求1所述的一种基于特征信号数据的PLC状态监测方法，其特征在于，所述的在PLC管理模块建立PLC状态监测列表，获取PLC状态监测列表中每个PLC的状态数据，根据状态数据中的PLC工作状态，得到第一PLC状态监测子表和第二PLC状态监测子表，包括：

获取所有的PLC编号，按照编号大小，形成监测列表，并分别获取PLC状态监测列表中每个PLC的状态数据，所述的状态数据包括工作状态，所述的工作状态包括运行状态、未运行状态；其中处于运行状态的PLC构成第一PLC状态监测子表，处于未运行状态的PLC构成第二PLC状态监测子。

3.根据权利要求2所述的一种基于特征信号数据的PLC状态监测方法，其特征在于，所述的分别获取第一PLC状态监测子表中各个PLC的温度数据，得到第一温度特征，包括：在设定的时长内，获取PLC的温度变化率，所述的温度变化率为PLC的第一温度特征。

4.根据权利要求3所述的一种基于特征信号数据的PLC状态监测方法，其特征在于，所述的根据第一温度特征及PLC累计工作时长，分别得到第一PLC状态监测子表中各个PLC的预警权重为：

其中的为温度变化率，为PLC累计工作时长。

5.应用权利要求4所述的一种基于特征信号数据的PLC状态监测方法的一种基于特征信号数据的PLC状态监测系统，其特征在于，包括PLC状态数据采集装置、云端数据服务器、分布式数据加密存储模块、PLC管理模块、环境监测数据采集装置、PLC测试模块数据处理模块、通信模块、数据处理模块；

所述的PLC状态数据采集装置、PLC管理模块、环境监测数据采集装置、PLC测试模块、通信模块分别与所述的数据处理模块连接，所述的云端数据服务器与所述的分布式数据加密存储模块通信连接；所述的云端数据服务器与所述的通信模块通信连接。

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