CN116719265A - 一种工控机自检控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种工控机自检控制系统及方法，其系统包括：指令下发模块，用于基于工控机上电操作同步生成设备自检指令，并基于工控机的通信接口将设备自检指令分布式下发至各外接设备；自检控制模块，用于基于设备自检指令控制各外接设备中的自检应用实例基于自检流程对外接设备进行设备自检，得到设备自检数据，并将设备自检数据反馈至工控机；状态确定模块，用于基于工控机中的设备状态集成分析模型对设备自检数据进行分析，得到各外接设备的自检状态，并基于自检状态确定异常外接设备，且向管理终端发送设备异常通知。保障了通过工控机对外接设备自检的效果，提高了工控机的工作效率。

Description

一种工控机自检控制系统及方法

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，特别涉及一种工控机自检控制系统及方法。

背景技术

工控机是一种特殊用途的工业计算机，主要用于控制和监控各种工业设备、生产线和机器人等系统，集自动化控制、数据采集、图像处理以及通信传输为一体的器件，主要应用在控制现场、路桥控制收费系统、医疗仪器、环境保护监测、通讯保障、智能交通管控系统、楼宇监控安防、语音呼叫中心等领域，总之，工控机在现代工业自动化和智能制造中发挥着重要的作用，能够提高工业生产效率和品质，同时实现自动化和智能化，为工业和生活带来更多的便利；

但是，目前工控机的现有系统上电后没有自检，只是读取了设备基本信息，然后对设备基本信息进行识别后对设备进行相应控制操作，由于不对外接设备进行自检，从而不能确保与工控机相连接的各外接设备具有良好的运行状态，导致工控机对外接设备的控制效果大大降低，从而影响了各外接设备的生产效率和品质，严重影响了工控机的工作效果；

因此，为了克服上述缺陷，本发明提供了一种工控机自检控制系统及方法。

发明内容

本发明提供一种工控机自检控制系统及方法，用以通过在工控机上电的同时生成设备自检指令，并通过设备自检指令控制各外接设备利用自身的自检应用实例根据自检流程进行设备自检，从而实现对各外接设备的设备自检数据进行准确有效的获取，也为确定外接设备自检状态提供了便利与依据，其次，通过对得到的设备自检数据进行分析，实现对各外接设备的自检状态进行准确可靠的获取，并在自检状态异常时项管理终端发送设备异常通知，便于及时对外接设备进行应急相应，保障了对外接设备自检的效果，提高了工控机的工作效率。

本发明提供了一种工控机自检控制系统，包括：

指令下发模块，用于基于工控机上电操作同步生成设备自检指令，并基于工控机的通信接口将设备自检指令分布式下发至各外接设备；

自检控制模块，用于基于设备自检指令控制各外接设备中的自检应用实例基于自检流程对外接设备进行设备自检，得到设备自检数据，并将设备自检数据反馈至工控机；

状态确定模块，用于基于工控机中的设备状态集成分析模型对设备自检数据进行分析，得到各外接设备的自检状态，并基于自检状态确定异常外接设备，且向管理终端发送设备异常通知。

优选的，一种工控机自检控制系统，指令下发模块，包括：

设备监测单元，用于基于预设传感器实时采集工控机的电参数，并对电参数进行分析，得到工控机在不同时刻的电流及电压脉冲信号，同时，提取电流及电压脉冲信号的变化特征，并基于变化特征确定工控机的上电时刻；

指令触发单元，用于基于上电时刻产生指令生成请求，并基于指令生成请求和预设指令结构标准从预设服务器中调取目标指令元；

指令生成单元，用于基于预设指令逻辑将目标指令元进行关联组合，得到设备自检指令，并将得到的设备自检指令与上电时刻进行协同关联，且基于协同关联结果完成工控机上电操作时同步生成设备自检指令操作。

优选的，一种工控机自检控制系统，指令下发模块，包括：

设备统计单元，用于获取与工控机存在从属关系的外接设备集合，并基于外接设备集合确定工控机对应的外接设备数量；

接口开通单元，用于：

基于外接设备数量在工控机中开通等量的通信接口，并确定不同通信接口的接口类型，且基于接口类型对通信接口进行通信参数适配，得到标准通信接口；

同时，提取外接设备的终端标识，并基于终端标识以及接口类型依次为每一外接设备分配目标标准通信接口；

链路构建单元，用于获取外接设备的数据端口，并基于数据端口和目标标准通信接口构建工控机与各外接设备之间的分布式通讯链路，且将得到的设备自检指令基于分布式通讯链路分布式下发至各外接设备。

优选的，一种工控机自检控制系统，链路构建单元，包括：

监测数据获取子单元，用于当分布式通讯链路构建结束后，基于预设服务器获取通讯测试数据，并将通讯测试数据进行复制且独立缓存，得到多组目标通讯测试数据，其中，每组目标通讯测试数据相同；

链路性能测试子单元，用于将多组目标通讯测试数据中的一组目标通讯测试数据在分布式通讯链路中的传输队列中进行缓存，并当缓存结束后基于分布式通讯链路将目标通讯测试数据传输至对应外接设备，且对外接设备的响应状态进行监测；

链路校验子单元，用于当外接设备对目标通讯测试数据做出响应，且响应状态与预设标准状态一致时，判定分布式通讯链路合格，否则，判定分布式通讯链路不合格，并重新构建工控机与各外接设备之间的分布式通讯链路。

优选的，一种工控机自检控制系统，自检控制模块，包括：

设备解析单元，用于：

获取各外接设备的配置信息，并基于配置信息确定各外接设备中包含的器件集合，同时，基于外接设备的第一工作属性确定各外接设备工作时包含的关键器件，并基于关键器件确定目标自检项；

同时，基于外接设备的第一工作属性确定外接设备工作时各关键器件之间的逻辑运行顺序，并基于逻辑运行顺序确定对目标自检项的第一自检流程，同时，基于关键器件的第二工作属性确定目标自检项中包含的子目标自检项，并基于关键器件的第二工作属性确定子目标自检项之间的依赖关系，且基于依赖关系确定对子目标自检项的第二自检流程；

自检流程确定单元，用于对第一自检流程和第二自检流程进行关联合并，得到各外接设备最终的自检流程；

自检控制单元，用于获取各外接设备的自检应用实例，并基于设备自检指令控制自检应用实例基于自检流程对外接设备进行目标时长的自检操作，且基于目标时长对自检应用实例对外接设备的自检操作进程进行实时监测，同时，在自检进程结束后对自检应用实例获取到的设备自检数据进行收集汇总，得到各外接设备对应的设备自检数据。

优选的，一种工控机自检控制系统，自检控制模块，包括：

数据获取单元，用于获取得到的设备自检数据，并对设备自检数据进行聚类处理，得到各外接设备的设备自检数据中的孤立数据，同时，提取设备自检数据的数据特征，并基于数据特征从预设数据清洗规则库中匹配目标数据清洗规则，且基于目标数据清洗规则对设备自检数据中的孤立数据进行清洗，得到最终的设备自检数据；

数据压缩单元，用于将各外接设备最终的设备自检数据进行压缩，得到正文数据包，同时，获取各外接设备的设备标签，并将设备标签转换为数据包头；

数据反馈单元，用于将数据包头添加至正文数据包前端得到待反馈数据包，并基于数据接口将待反馈书包反馈至工控机。

优选的，一种工控机自检控制系统，状态确定模块，包括：

训练数据获取单元，用于获取外接设备的设备标识，并基于设备标识从服务器中获取各外接设备对应的历史运行数据，且基于预设分类指标将历史运行数据拆分为运行状态参数序列和健康状态参数序列；

模型构建单元，用于：

基于对外接设备状态进行自检的目标阶段对运行状态参数序列和健康状态参数序列进行筛选，分别提取运行状态参数序列和健康状态参数序列中的敏感运行状态参数序列以及敏感健康状态参数序列，并基于数据时空特征确定不同时刻敏感运行状态参数序列以及敏感健康状态参数序列的目标对应关系；

基于目标对应关系得到不同运行状态参数对健康状态参数的影响权重，并基于影响权重、敏感运行状态参数序列以及敏感健康状态参数序列构建各外接设备对应的状态评估体系；

获取预设模型框架的结构配置信息，并基于结构配置信息为每一外接设备的状态评估体系分配部署空间，且将各外接设备对应的状态评估体系在预设模型框架中对应的部署空间进行部署；

基于部署结果对各状态评估体系进行兼容适配，并基于兼容适配结果得到设备状态集成分析模型；

自检状态确定单元，用于将各外接设备对应的设备自检数据输入设备状态集成分析模型进行同步分析，并基于分析结果得到各外接设备的健康状态评估值，且基于健康状态评估值得到各外接设备的自检状态。

优选的，一种工控机自检控制系统，状态确定模块，包括：

自检状态获取单元，用于获取得到的各外接设备的自检状态以及各外接设备的基准自检状态，并分别将各外接设备的自检状态与对应的基准自检状态进行比较；

异常设备确定单元，用于基于比较结果确定自检状态与对应的基准自检状态不一致的异常外接设备，并提取异常外接设备的设备标识；

异常通知单元，用于基于设备标识生成异常通知报告，并基于无线传输网络将异常通知报告传输至管理终端进行设备异常通知。

优选的，一种工控机自检控制系统，异常设备确定单元，包括：

异常等级确定子单元，用于：

基于各外接设备的自检状态与对应的基准自检状态的比较结果确定异常外接设备的自检状态与对应的基准自检状态的状态差异特征，并基于状态差异特征确定异常外接设备的异常类型；

基于异常类型调取对应的预设异常等级参照参数，并将状态差异特征与预设异常等级参照参数进行匹配，得到异常外接设备的异常等级；

异常信息记录及异常应急响应子单元，用于基于异常类型在预设异常数据记录库中检索对应外接设备的异常信息记录表，并将异常外接设备的异常类型以及异常等级在异常信息记录表中进行更新，同时，基于异常外接设备的异常类型从预设应急方案库中匹配目标应急方案，并基于目标应急方案对异常外接设备进行应急响应操作。

本发明提供了一种工控机自检控制方法，包括：

步骤1：基于工控机上电操作同步生成设备自检指令，并基于工控机的通信接口将设备自检指令分布式下发至各外接设备；

步骤2：基于设备自检指令控制各外接设备中的自检应用实例基于自检流程对外接设备进行设备自检，得到设备自检数据，并将设备自检数据反馈至工控机；

步骤3：基于工控机中的设备状态集成分析模型对设备自检数据进行分析，得到各外接设备的自检状态，并基于自检状态确定异常外接设备，且向管理终端发送设备异常通知。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.通过在工控机上电的同时生成设备自检指令，并通过设备自检指令控制各外接设备利用自身的自检应用实例根据自检流程进行设备自检，从而实现对各外接设备的设备自检数据进行准确有效的获取，也为确定外接设备自检状态提供了便利与依据，其次，通过对得到的设备自检数据进行分析，实现对各外接设备的自检状态进行准确可靠的获取，并在自检状态异常时项管理终端发送设备异常通知，便于及时对外接设备进行应急相应，保障了对外接设备自检的效果，提高了工控机的工作效率。

2.通过对各外接设备的配置信息进行分析，实现对外接设备中包含的器件集合进行准确有效的确定，其次，根据各外接设备以及外接设备中各器件的工作属性实现对各外接设备的自检流程进行准确有效的制定，从而便于依据自检流程对外接设备进行全面有效的自检操作，最后，基于设备自检指令控制各外接设备的自检应用实例根据自检流程对外接设备进行准确可靠的自检操作，实现对各外接设备的设备自检数据进行准确有效的获取，为准确分析外接设备的状态提供了可靠依据，也确保了设备自检的准确性以及可靠性。

3.通过获取外接设备的历史运行数据，并将历史运行数据拆分为运行状态参数序列和健康状态参数序列，且对拆分得到的运行状态参数序列和健康状态参数序列进行分析，实现对不同运行状态参数对健康状态参数的影响权重进行准确有效的确定，其次，根据影响权重以及运行状态参数序列和健康状态参数序列中的敏感运行状态参数序列以及敏感健康状态参数序列构建各外接设备对应的状态评估体系，并将各外接设备对应的状态评估体系在预设模型框架中进行适配，实现对设备状态集成分析模型进行可靠构建，也为进行设备自检数据分析提供了便利与保障，最后，将得到的设备自检数据输入设备状态集成分析模型进行分析，实现对外接设备的自检状态进行准确有效的获取，保障了自检状态的可靠性，也便于根据自检结果及时对异常外接设备进行应急响应。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种工控机自检控制系统的结构图；

图2为本发明实施例中一种工控机自检控制系统中自检控制模块的结构图；

图3为本发明实施例中一种工控机自检控制方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例提供了一种工控机自检控制系统，如图1所示，包括：

指令下发模块，用于基于工控机上电操作同步生成设备自检指令，并基于工控机的通信接口将设备自检指令分布式下发至各外接设备；

自检控制模块，用于基于设备自检指令控制各外接设备中的自检应用实例基于自检流程对外接设备进行设备自检，得到设备自检数据，并将设备自检数据反馈至工控机；

状态确定模块，用于基于工控机中的设备状态集成分析模型对设备自检数据进行分析，得到各外接设备的自检状态，并基于自检状态确定异常外接设备，且向管理终端发送设备异常通知。

该实施例中，工控机上电操作指的是对工控机进行供电操作，从而唤醒工控机进行工作状态。

该实施例中，设备自检指令是工控机在供电后同步生成的，用于控制与工控机相连的外接设备进行状态自检操作。

该实施例中，分布式下发至各外接设备指的是将生成的设备自检指令在同一时刻下发至与工控机相连的所有外接设备中，从而实现对外接设备自建操作的同步控制。

该实施例中，外接设备指的是多个硬件设备，可以是同一种类型的，也可以是不同类型的。

该实施例中，自检应用实例是各外接设备中提前设定好的，用于对各自运行状态进行自检的编码软件，通过编码软件对外接设备进行状态自检。

该实施例中，自检流程是根据外接设备的工作特征确定的，具体可以是表征对器件自检的顺序等，不同类型的外接设备对应的自检流程存在区别。

该实施例中，设备自检数据指的是对外接设备进行设备自检后得到的数据，可以是设备的运行电压或运行稳定性等。

该实施例中，设备状态集成分析模型是根据各外接设备的历史运行数据训练得到的，是将与工控机相连接的所有类型的外接设备的状态分析体系进行集成后得到的。

该实施例中，自检状态指的是对各外接设备进行设备自检后得到的设备运行状态情况。

该实施例中，异常外接设备指的是自检状态不满足预设基准状态的外接设备，且至少为一个。

上述技术方案的有益效果是：通过在工控机上电的同时生成设备自检指令，并通过设备自检指令控制各外接设备利用自身的自检应用实例根据自检流程进行设备自检，从而实现对各外接设备的设备自检数据进行准确有效的获取，也为确定外接设备自检状态提供了便利与依据，其次，通过对得到的设备自检数据进行分析，实现对各外接设备的自检状态进行准确可靠的获取，并在自检状态异常时项管理终端发送设备异常通知，便于及时对外接设备进行应急相应，保障了通过工控机对外接设备自检的效果，提高了工控机的工作效率。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种工控机自检控制系统，指令下发模块，包括：

设备监测单元，用于基于预设传感器实时采集工控机的电参数，并对电参数进行分析，得到工控机在不同时刻的电流及电压脉冲信号，同时，提取电流及电压脉冲信号的变化特征，并基于变化特征确定工控机的上电时刻；

指令触发单元，用于基于上电时刻产生指令生成请求，并基于指令生成请求和预设指令结构标准从预设服务器中调取目标指令元；

指令生成单元，用于基于预设指令逻辑将目标指令元进行关联组合，得到设备自检指令，并将得到的设备自检指令与上电时刻进行协同关联，且基于协同关联结果完成工控机上电操作时同步生成设备自检指令操作。

该实施例中，预设传感器是提前设定好的，用于监测工控机的电参数，例如可以电流传感器等，其中，电参数可以是流经工控机的电流值以及工控机的电压值。

该实施例中，电流及电压脉冲信号指的是工控机在不同时刻的电流和电压波形变化信息，从而便于根据电流及电压脉冲信号对工控机是否上电进行有效判断。

该实施例中，变化特征指的是电流及电压脉冲信号对应的波形变化特点，当电流及电压脉冲信号的变化特征与预设上电特征一致时，则表示工控机已经被供电。

该实施例中，预设指令结构标准是提前已知，是用于表征指令的结构成分以及各成分之间的相对位置关系等。

该实施例中，预设服务器是提前设定好的，用于存储不同指令对应的指令原，其中，目标指令元则为设备自检指令对应的编码元素，通过将目标指令原进行组合，实现对设备自检指令进行有效获取。

该实施例中，将得到的设备自检指令与上电时刻进行协同关联的目的是一旦监测到上电便及时进行设备自检指令生成操作，目的是提高设备自检指令生成的效率。

上述技术方案的有益效果是：通过预设传感器实时在即工控机的电参数，并对采集到的电参数进行分析，实现对上电时刻进行准确有效的锁定，其次，在上电时刻调取目标指令元，并对目标指令元进行组合，实现在上电时刻对设备自检指令进行及时有效的获取，从而为进行设备自检提供了便利，也保障了通过工控机对外接设备进行设备自检的及时性。

实施例3

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种工控机自检控制系统，指令下发模块，包括：

设备统计单元，用于获取与工控机存在从属关系的外接设备集合，并基于外接设备集合确定工控机对应的外接设备数量；

接口开通单元，用于：

基于外接设备数量在工控机中开通等量的通信接口，并确定不同通信接口的接口类型，且基于接口类型对通信接口进行通信参数适配，得到标准通信接口；

同时，提取外接设备的终端标识，并基于终端标识以及接口类型依次为每一外接设备分配目标标准通信接口；

链路构建单元，用于获取外接设备的数据端口，并基于数据端口和目标标准通信接口构建工控机与各外接设备之间的分布式通讯链路，且将得到的设备自检指令基于分布式通讯链路分布式下发至各外接设备。

该实施例中，从属关系是用于表征与工控机存在连接关系的外接设备。

该实施例中，通信参数适配指的是根据通信接口的接口类型对通信接口的书传输速率以及数据格式要求等进行配置。

该实施例中，标准通信接口指的是根据接口类型对通信接口进行通信参数适配后得到的接口，可直接进行数据传输。

该实施例中，终端标识是用于标记不同外接设备的一种标记标签，通过终端标识可实现对外接设别进行快速有效的区分。

该实施例中，目标标准通信接口指的是每一外接设备最终对应的通信接口。

上述技术方案的有益效果是：通过确定外接设备的数量，实现根据外接设备的数量对在工控机中开通等量的通信接口，并根据通信接口构建工控机与各外接设备的分布式通讯链路，实现通过分布式通讯链路将设备自检指令快速高效的下发至对应外接设备，从而保障了对外接设备进行自检的效率，提高了工控机的工作效率。

实施例4

在实施例3的基础上，本实施例提供了一种工控机自检控制系统，链路构建单元，包括：

监测数据获取子单元，用于当分布式通讯链路构建结束后，基于预设服务器获取通讯测试数据，并将通讯测试数据进行复制且独立缓存，得到多组目标通讯测试数据，其中，每组目标通讯测试数据相同；

链路性能测试子单元，用于将多组目标通讯测试数据中的一组目标通讯测试数据在分布式通讯链路中的传输队列中进行缓存，并当缓存结束后基于分布式通讯链路将目标通讯测试数据传输至对应外接设备，且对外接设备的响应状态进行监测；

链路校验子单元，用于当外接设备对目标通讯测试数据做出响应，且响应状态与预设标准状态一致时，判定分布式通讯链路合格，否则，判定分布式通讯链路不合格，并重新构建工控机与各外接设备之间的分布式通讯链路。

该实施例中，预设服务器是提前设定好的，用于存储不同多种不同类型的数据，包括通讯测试数据以及设备运行数据等，其中，通讯测试数据是用于测试分布式通讯链路的通讯性能是否良好的数据。

该实施例中，将通讯测试数据进行复制且独立缓存指的是对获取到的数据进行复制，得到多份一致的通讯测试数据，并将各份之间进行划分，从而实现对分布式通讯链路中各链路的合格性进行测试。

该实施例中，目标通讯测试数据指的是对通讯测试数据进行复制且独立存储后得到的与通讯测试数据一致的多组数据。

该实施例中，传输队列指的是分布式通讯链路中用于传输数据的载体，通过将数据上传至传输队列，从而实现将数据进行传输。

该实施例中，响应状态指的是外接设备在接收到目标通讯测试数据后做出的动作，例如可以是设备启动或是设备关闭操作等。

该实施例中，预设标准状态指的是目标通讯测试数据对应的基准响应状态，与目标通讯测试数据相对应，是提前已知的。

上述技术方案的有益效果是：通过从预设服务器中获取通讯测试数据，并对通讯测试书进行复制且独立缓存，实现准确有效的得到多组目标通讯测试数据，其次，通过分布式传输链路将对应的目标通讯测试数据传输至外接设备，并实时判断外接设备的响应状态与预设标准状态的一致性，从而实现对分布式通讯链路的合格性进行准确有效的确定，便于在分布式通讯链路不合格时，及时对分布式通讯链路进行调整，为进行设备自检提供了便利与保障。

实施例5

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种工控机自检控制系统，如图2所示，自检控制模块，包括：

设备解析单元，用于：

获取各外接设备的配置信息，并基于配置信息确定各外接设备中包含的器件集合，同时，基于外接设备的第一工作属性确定各外接设备工作时包含的关键器件，并基于关键器件确定目标自检项；

同时，基于外接设备的第一工作属性确定外接设备工作时各关键器件之间的逻辑运行顺序，并基于逻辑运行顺序确定对目标自检项的第一自检流程，同时，基于关键器件的第二工作属性确定目标自检项中包含的子目标自检项，并基于关键器件的第二工作属性确定子目标自检项之间的依赖关系，且基于依赖关系确定对子目标自检项的第二自检流程；

自检流程确定单元，用于对第一自检流程和第二自检流程进行关联合并，得到各外接设备最终的自检流程；

自检控制单元，用于获取各外接设备的自检应用实例，并基于设备自检指令控制自检应用实例基于自检流程对外接设备进行目标时长的自检操作，且基于目标时长对自检应用实例对外接设备的自检操作进程进行实时监测，同时，在自检进程结束后对自检应用实例获取到的设备自检数据进行收集汇总，得到各外接设备对应的设备自检数据。

该实施例中，配置信息指的是各外接设备的类型以及各外接设备的构成信息。

该实施例中，器件集合指的是各外接设备中包含的所有器件。

该实施例中，第一工作属性指的是外接设备在工作时，各器件之间的工作关系以及各器件在外接设备运行过程中所起作用的重要程度。

该实施例中，关键器件指的是各外接设备在工作时，对外接设备工作新能进行直接影响的核心部件。

该实施例中，目标自检项即为需要进行设备自检的具体器件，即为关键器件。

该实施例中，逻辑运行顺序是用于表征各关键器件在玉兴时的启动顺序，例如可以是先是电源启动、控制器启动以及机械设备进行启动的顺序。

该实施例中，第一自检流程是根据逻辑运行顺序确定的对目标自检项进行自检的流程。

该实施例中，第二工作属性是用于表征关键器件中各元器件之间的工作关系以及各元器件在关键器件运行过程中所起作用的重要程度。

该实施例中，子目标自检项指的是各目标自检项中包含的二次自检结构，即关键器件中包含的元器件。

该实施例中，依赖关系是用于表征字母表自检项之间的相互作用关系，从而便于对子目标自检项之间的自检顺序进行确定。

该实施例中，第二自检流程是用于表征对每一目标自检项中子目标自检项进行自检的顺序，确保对相关子目标自检项进行准确有效的自检操作。

该实施例中，目标时长指的是自检应用实例根据自检流程对外接设备进行自检所需要的时间长度。

上述技术方案的有益效果是：通过对各外接设备的配置信息进行分析，实现对外接设备中包含的器件集合进行准确有效的确定，其次，根据各外接设备以及外接设备中各器件的工作属性实现对各外接设备的自检流程进行准确有效的制定，从而便于依据自检流程对外接设备进行全面有效的自检操作，最后，基于设备自检指令控制各外接设备的自检应用实例根据自检流程对外接设备进行准确可靠的自检操作，实现对各外接设备的设备自检数据进行准确有效的获取，为准确分析外接设备的状态提供了可靠依据，也确保了设备自检的准确性以及可靠性。

实施例6

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种工控机自检控制系统，自检控制模块，包括：

数据获取单元，用于获取得到的设备自检数据，并对设备自检数据进行聚类处理，得到各外接设备的设备自检数据中的孤立数据，同时，提取设备自检数据的数据特征，并基于数据特征从预设数据清洗规则库中匹配目标数据清洗规则，且基于目标数据清洗规则对设备自检数据中的孤立数据进行清洗，得到最终的设备自检数据；

数据压缩单元，用于将各外接设备最终的设备自检数据进行压缩，得到正文数据包，同时，获取各外接设备的设备标签，并将设备标签转换为数据包头；

数据反馈单元，用于将数据包头添加至正文数据包前端得到待反馈数据包，并基于数据接口将待反馈书包反馈至工控机。

该实施例中，孤立数据指的是设备自检数据中存在数据取值与设备自检数据均值偏差过大的数据，即明显脱离设备自检数据取值变化趋势的数据。

该实施例中，数据特征指的是能够表征设备自检数据的数据类型以及取值范围特征的参数信息。

该实施例中，预设数据清洗规则库是提前设定好的，用于存储不同的数据清洗规则。

该实施例中，目标数据清洗规则指的是适用于对当前设备自检数据中的孤立数据进行清洗的规则，是预设数据清洗规则库中的一种。

该实施例中，正文数据包指的是将清洗得到的最终的设备自检数据进行压缩后得到的数据包，即只与设备自检相关的有效数据。

该实施例中，设备标签指的是能够表征各外接设备身份信息的一种标记标签。

该实施例中，数据包头指的是能够对正文数据包进行标记的包头符号，即表征当前数据包的类型信息。

该实施例中，待反馈数据包指的是将数据包头与正文数据包进行合并后得到的能够直接进行反馈的数据。

上述技术方案的有益效果是：通过对得到的设备自检数据进行清洗，并将清洗后的得到的最终的设备自检数据进行压缩打包后反馈至工控机，从而便于工控机对得到的设备自检数据进行快速准确的分析，实现对各外接设备的运行状态进行及时有效的了解，保障了通过工控机对外接设备自检的效果。

实施例7

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种工控机自检控制系统，状态确定模块，包括：

训练数据获取单元，用于获取外接设备的设备标识，并基于设备标识从服务器中获取各外接设备对应的历史运行数据，且基于预设分类指标将历史运行数据拆分为运行状态参数序列和健康状态参数序列；

模型构建单元，用于：

基于对外接设备状态进行自检的目标阶段对运行状态参数序列和健康状态参数序列进行筛选，分别提取运行状态参数序列和健康状态参数序列中的敏感运行状态参数序列以及敏感健康状态参数序列，并基于数据时空特征确定不同时刻敏感运行状态参数序列以及敏感健康状态参数序列的目标对应关系；

基于目标对应关系得到不同运行状态参数对健康状态参数的影响权重，并基于影响权重、敏感运行状态参数序列以及敏感健康状态参数序列构建各外接设备对应的状态评估体系；

获取预设模型框架的结构配置信息，并基于结构配置信息为每一外接设备的状态评估体系分配部署空间，且将各外接设备对应的状态评估体系在预设模型框架中对应的部署空间进行部署；

基于部署结果对各状态评估体系进行兼容适配，并基于兼容适配结果得到设备状态集成分析模型；

自检状态确定单元，用于将各外接设备对应的设备自检数据输入设备状态集成分析模型进行同步分析，并基于分析结果得到各外接设备的健康状态评估值，且基于健康状态评估值得到各外接设备的自检状态。

该实施例中，设备标识是用于标记不同外接设备的一种标记符号，通过设备标识可对外接设备进行有效区分。

该实施例中，历史运行数据是提前设定好的，是各外接设备在运行过程中产生的数据，用于为构建设备状态集成分析模型提供数据支撑。

该实施例中，预设分类指标是提前已知的，用于对历史运行数据进行分类。

该实施例中，运行状态参数序列指的是历史运行数据中表征外接设备在不通过状态下对应的运行参数。

该实施例中，健康状态参数序列指的是历史运行数据中能够表征外接设备在不同时刻的状态是否良好的数据。

该实施例中，目标阶段指的是需要对外接设备进行设备自检的具体阶段，例如可以是上电后的启动状态或是工作过程中的工作稳定状态等。

该实施例中，敏感运行状态参数序列以及敏感健康状态参数序列分别为运行状态参数序列和健康状态参数序列中目标阶段所对应的数据，从而便于对外接设备在目标阶段的状态进行准确可靠的自检操作。

该实施例中，数据时空特征指的是运行状态参数序列和健康状态参数序列中各数据与时间之间的对应关系，从而便于将同一时刻的运行状态参数和健康状态参数进行关联。

该实施例中，目标对应关系是用于表征在同一时刻敏感运行状态参数序列与敏感健康状态参数序列之间的对应关系。

该实施例中，影响权重是用于表征不同运行状态参数对外接设备健康状态的影响程度，取值越大表明对外接设备的健康状态影响越严重。

该实施例中，预设模型框架是提前设定好的，是用于构建设备状态集成分析模型的基础。

该实施例中，结构配置信息是用于表征预设模型框架的构成，通过对结构配置信息进行解析，可实现将不同外接设备的状态评估体系在预设模型框架中进行集成部署。

该实施例中，部署空间指的是在预设模型框架中为每一外接设备的状态评估体系分配空间，从而便于将所有状态评估体系在预设模型框架中进行有效部署。

该实施例中，兼容适配的目的是为防止各状态评估体系在预设模型框架中出现冲突，通过预设兼容适配协议以及参数对各状态评估体系的运行环境以及运行条件进行配置，从而达到集成的目的。

该实施例中，健康状态评估值是用于表征不同外接设备的状态好坏的评价参数，取值越高表明外接设备的状态越好。

上述技术方案的有益效果是：通过获取外接设备的历史运行数据，并将历史运行数据拆分为运行状态参数序列和健康状态参数序列，且对拆分得到的运行状态参数序列和健康状态参数序列进行分析，实现对不同运行状态参数对健康状态参数的影响权重进行准确有效的确定，其次，根据影响权重以及运行状态参数序列和健康状态参数序列中的敏感运行状态参数序列以及敏感健康状态参数序列构建各外接设备对应的状态评估体系，并将各外接设备对应的状态评估体系在预设模型框架中进行适配，实现对设备状态集成分析模型进行可靠构建，也为进行设备自检数据分析提供了便利与保障，最后，将得到的设备自检数据输入设备状态集成分析模型进行分析，实现对外接设备的自检状态进行准确有效的获取，保障了自检状态的可靠性，也便于根据自检结果及时对异常外接设备进行应急响应。

实施例8

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种工控机自检控制系统，状态确定模块，包括：

自检状态获取单元，用于获取得到的各外接设备的自检状态以及各外接设备的基准自检状态，并分别将各外接设备的自检状态与对应的基准自检状态进行比较；

异常设备确定单元，用于基于比较结果确定自检状态与对应的基准自检状态不一致的异常外接设备，并提取异常外接设备的设备标识；

异常通知单元，用于基于设备标识生成异常通知报告，并基于无线传输网络将异常通知报告传输至管理终端进行设备异常通知。

该实施例中，基准自检状态是提前已知的，即表征外接设备理论上应该展现的状态。

该实施例中，异常通知报告是根据异常外接设备的设备标识生成的，用于项管理终端传达出现异常的设备的身份信息。

上述技术方案的有益效果是：通过将各外接设备的自检状态与对应的基准自检状态进行比较，实现对外接设备中的异常外接设备进行锁定，并生成响应的异常通知报告后向管理终端发送设备异常通知，便于管理终端根据异常通知报告对异常外接设备进行确定，也便于及时采取响应的响应措施进行应急响应。

实施例9

在实施例8的基础上，本实施例提供了一种工控机自检控制系统，异常设备确定单元，包括：

异常等级确定子单元，用于：

基于各外接设备的自检状态与对应的基准自检状态的比较结果确定异常外接设备的自检状态与对应的基准自检状态的状态差异特征，并基于状态差异特征确定异常外接设备的异常类型；

基于异常类型调取对应的预设异常等级参照参数，并将状态差异特征与预设异常等级参照参数进行匹配，得到异常外接设备的异常等级；

异常信息记录及异常应急响应子单元，用于基于异常类型在预设异常数据记录库中检索对应外接设备的异常信息记录表，并将异常外接设备的异常类型以及异常等级在异常信息记录表中进行更新，同时，基于异常外接设备的异常类型从预设应急方案库中匹配目标应急方案，并基于目标应急方案对异常外接设备进行应急响应操作。

该实施例中，状态差异特征是用于表征异常外接设备的自检状态与对应的基准自检状态差异程度，从而便于对异常外接设备的异常类型以及异常等级进行确定。

该实施例中，预设异常等级参照参数是提前设定好的，是用于确定异常外接设备的异常等级的参考依据。

该实施例中，预设异常数据记录库是提前设定好的，用于存储不同外接设备对应的异常记录信息。

该实施例中，异常信息记录表是用于记录外接设备异常状态的数据表，具体可以是异常类型以及异常等级等。

该实施例中，预设应急方案库是提前设定好的，用于存储不同的应急方案，其中，目标应急方案指的是适用于对当前异常外接设备的异常类型进行应急响应的方案。

上述技术方案的有益效果是：通过确定异常外接设备的自检状态与对应的基准自检状态的状态差异特征，实现根据差异特征对异常外接设备的异常类型以及异常等级进行准确有效的确认，其次，将异常外接设备的异常类型以及异常等级进行记录的同时匹配目标应急方案，实现根据目标应急方案对异常外接设备进行应急响应操作，提高了设备自检的实用性，也便于确保各外接设备有效运行，提升了工控机的生产效率。

实施例10：

本实施例提供了一种工控机自检控制方法，如图3所示，包括：

步骤1：基于工控机上电操作同步生成设备自检指令，并基于工控机的通信接口将设备自检指令分布式下发至各外接设备；

步骤2：基于设备自检指令控制各外接设备中的自检应用实例基于自检流程对外接设备进行设备自检，得到设备自检数据，并将设备自检数据反馈至工控机；

步骤3：基于工控机中的设备状态集成分析模型对设备自检数据进行分析，得到各外接设备的自检状态，并基于自检状态确定异常外接设备，且向管理终端发送设备异常通知。

上述技术方案的有益效果是：通过在工控机上电的同时生成设备自检指令，并通过设备自检指令控制各外接设备利用自身的自检应用实例根据自检流程进行设备自检，从而实现对各外接设备的设备自检数据进行准确有效的获取，也为确定外接设备自检状态提供了便利与依据，其次，通过对得到的设备自检数据进行分析，实现对各外接设备的自检状态进行准确可靠的获取，并在自检状态异常时项管理终端发送设备异常通知，便于及时对外接设备进行应急相应，保障了对外接设备自检的效果，提高了工控机的工作效率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种工控机自检控制系统，其特征在于，包括：

指令下发模块，用于基于工控机上电操作同步生成设备自检指令，并基于工控机的通信接口将设备自检指令分布式下发至各外接设备；

自检控制模块，用于基于设备自检指令控制各外接设备中的自检应用实例基于自检流程对外接设备进行设备自检，得到设备自检数据，并将设备自检数据反馈至工控机；

状态确定模块，用于基于工控机中的设备状态集成分析模型对设备自检数据进行分析，得到各外接设备的自检状态，并基于自检状态确定异常外接设备，且向管理终端发送设备异常通知。

2.根据权利要求1所述的一种工控机自检控制系统，其特征在于，指令下发模块，包括：

设备监测单元，用于基于预设传感器实时采集工控机的电参数，并对电参数进行分析，得到工控机在不同时刻的电流及电压脉冲信号，同时，提取电流及电压脉冲信号的变化特征，并基于变化特征确定工控机的上电时刻；

指令触发单元，用于基于上电时刻产生指令生成请求，并基于指令生成请求和预设指令结构标准从预设服务器中调取目标指令元；

指令生成单元，用于基于预设指令逻辑将目标指令元进行关联组合，得到设备自检指令，并将得到的设备自检指令与上电时刻进行协同关联，且基于协同关联结果完成工控机上电操作时同步生成设备自检指令操作。

3.根据权利要求1所述的一种工控机自检控制系统，其特征在于，指令下发模块，包括：

设备统计单元，用于获取与工控机存在从属关系的外接设备集合，并基于外接设备集合确定工控机对应的外接设备数量；

接口开通单元，用于：

基于外接设备数量在工控机中开通等量的通信接口，并确定不同通信接口的接口类型，且基于接口类型对通信接口进行通信参数适配，得到标准通信接口；

同时，提取外接设备的终端标识，并基于终端标识以及接口类型依次为每一外接设备分配目标标准通信接口；

链路构建单元，用于获取外接设备的数据端口，并基于数据端口和目标标准通信接口构建工控机与各外接设备之间的分布式通讯链路，且将得到的设备自检指令基于分布式通讯链路分布式下发至各外接设备。

4.根据权利要求3所述的一种工控机自检控制系统，其特征在于，链路构建单元，包括：

监测数据获取子单元，用于当分布式通讯链路构建结束后，基于预设服务器获取通讯测试数据，并将通讯测试数据进行复制且独立缓存，得到多组目标通讯测试数据，其中，每组目标通讯测试数据相同；

链路性能测试子单元，用于将多组目标通讯测试数据中的一组目标通讯测试数据在分布式通讯链路中的传输队列中进行缓存，并当缓存结束后基于分布式通讯链路将目标通讯测试数据传输至对应外接设备，且对外接设备的响应状态进行监测；

链路校验子单元，用于当外接设备对目标通讯测试数据做出响应，且响应状态与预设标准状态一致时，判定分布式通讯链路合格，否则，判定分布式通讯链路不合格，并重新构建工控机与各外接设备之间的分布式通讯链路。

5.根据权利要求1所述的一种工控机自检控制系统，其特征在于，自检控制模块，包括：

设备解析单元，用于：

获取各外接设备的配置信息，并基于配置信息确定各外接设备中包含的器件集合，同时，基于外接设备的第一工作属性确定各外接设备工作时包含的关键器件，并基于关键器件确定目标自检项；

同时，基于外接设备的第一工作属性确定外接设备工作时各关键器件之间的逻辑运行顺序，并基于逻辑运行顺序确定对目标自检项的第一自检流程，同时，基于关键器件的第二工作属性确定目标自检项中包含的子目标自检项，并基于关键器件的第二工作属性确定子目标自检项之间的依赖关系，且基于依赖关系确定对子目标自检项的第二自检流程；

自检流程确定单元，用于对第一自检流程和第二自检流程进行关联合并，得到各外接设备最终的自检流程；

自检控制单元，用于获取各外接设备的自检应用实例，并基于设备自检指令控制自检应用实例基于自检流程对外接设备进行目标时长的自检操作，且基于目标时长对自检应用实例对外接设备的自检操作进程进行实时监测，同时，在自检进程结束后对自检应用实例获取到的设备自检数据进行收集汇总，得到各外接设备对应的设备自检数据。

6.根据权利要求1所述的一种工控机自检控制系统，其特征在于，自检控制模块，包括：

数据获取单元，用于获取得到的设备自检数据，并对设备自检数据进行聚类处理，得到各外接设备的设备自检数据中的孤立数据，同时，提取设备自检数据的数据特征，并基于数据特征从预设数据清洗规则库中匹配目标数据清洗规则，且基于目标数据清洗规则对设备自检数据中的孤立数据进行清洗，得到最终的设备自检数据；

数据压缩单元，用于将各外接设备最终的设备自检数据进行压缩，得到正文数据包，同时，获取各外接设备的设备标签，并将设备标签转换为数据包头；

数据反馈单元，用于将数据包头添加至正文数据包前端得到待反馈数据包，并基于数据接口将待反馈书包反馈至工控机。

7.根据权利要求1所述的一种工控机自检控制系统，其特征在于，状态确定模块，包括：

训练数据获取单元，用于获取外接设备的设备标识，并基于设备标识从服务器中获取各外接设备对应的历史运行数据，且基于预设分类指标将历史运行数据拆分为运行状态参数序列和健康状态参数序列；

模型构建单元，用于：

基于对外接设备状态进行自检的目标阶段对运行状态参数序列和健康状态参数序列进行筛选，分别提取运行状态参数序列和健康状态参数序列中的敏感运行状态参数序列以及敏感健康状态参数序列，并基于数据时空特征确定不同时刻敏感运行状态参数序列以及敏感健康状态参数序列的目标对应关系；

基于目标对应关系得到不同运行状态参数对健康状态参数的影响权重，并基于影响权重、敏感运行状态参数序列以及敏感健康状态参数序列构建各外接设备对应的状态评估体系；

获取预设模型框架的结构配置信息，并基于结构配置信息为每一外接设备的状态评估体系分配部署空间，且将各外接设备对应的状态评估体系在预设模型框架中对应的部署空间进行部署；

基于部署结果对各状态评估体系进行兼容适配，并基于兼容适配结果得到设备状态集成分析模型；

自检状态确定单元，用于将各外接设备对应的设备自检数据输入设备状态集成分析模型进行同步分析，并基于分析结果得到各外接设备的健康状态评估值，且基于健康状态评估值得到各外接设备的自检状态。

8.根据权利要求1所述的一种工控机自检控制系统，其特征在于，状态确定模块，包括：

自检状态获取单元，用于获取得到的各外接设备的自检状态以及各外接设备的基准自检状态，并分别将各外接设备的自检状态与对应的基准自检状态进行比较；

异常设备确定单元，用于基于比较结果确定自检状态与对应的基准自检状态不一致的异常外接设备，并提取异常外接设备的设备标识；

异常通知单元，用于基于设备标识生成异常通知报告，并基于无线传输网络将异常通知报告传输至管理终端进行设备异常通知。

9.根据权利要求8所述的一种工控机自检控制系统，其特征在于，异常设备确定单元，包括：

异常等级确定子单元，用于：

基于各外接设备的自检状态与对应的基准自检状态的比较结果确定异常外接设备的自检状态与对应的基准自检状态的状态差异特征，并基于状态差异特征确定异常外接设备的异常类型；

基于异常类型调取对应的预设异常等级参照参数，并将状态差异特征与预设异常等级参照参数进行匹配，得到异常外接设备的异常等级；

异常信息记录及异常应急响应子单元，用于基于异常类型在预设异常数据记录库中检索对应外接设备的异常信息记录表，并将异常外接设备的异常类型以及异常等级在异常信息记录表中进行更新，同时，基于异常外接设备的异常类型从预设应急方案库中匹配目标应急方案，并基于目标应急方案对异常外接设备进行应急响应操作。

10.一种工控机自检控制方法，其特征在于，包括：

步骤1：基于工控机上电操作同步生成设备自检指令，并基于工控机的通信接口将设备自检指令分布式下发至各外接设备；

步骤2：基于设备自检指令控制各外接设备中的自检应用实例基于自检流程对外接设备进行设备自检，得到设备自检数据，并将设备自检数据反馈至工控机；

步骤3：基于工控机中的设备状态集成分析模型对设备自检数据进行分析，得到各外接设备的自检状态，并基于自检状态确定异常外接设备，且向管理终端发送设备异常通知。