CN117908491A - 一种工业生产自动化控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工业生产自动化控制系统，涉及工业设备控制技术领域，该系统运行时，通过对发送端标记信息组和接收端处理标记信息组进行预处理，组成第一数据集和第二数据集，然后建立终端设备处理模型，进行训练后获取终端设备处理系数Clxs，并与预设的终端设备处理状态阈值C进行匹配，获取终端设备处理状态评估策略方案，同时对环境信息组进行特征提取，组成第三数据集，再建立终端设备环境波动模型，并把终端设备处理系数Clxs关联，统计分析后获取终端设备环境系数Hjxs，并与终端设备环境波动阈值H进行匹配，获取终端设备环境波动评估策略方案，最后通过决策模型对方案进行具体执行和通知，从而及时响应、减少生产中断的情况。
Description
技术领域
本发明涉及工业设备控制技术领域，具体为一种工业生产自动化控制系统。
背景技术
工业领域近年来迎来了智能化和自动化的浪潮，这不仅提高了生产效率，还优化了资源利用，其中，制造业的生产线和生产车间作为生产的核心场所，承担着各种生产任务，需要高度的生产自动化和控制系统来支持和管理。
制造业的生产线或车间中的生产设备在现代工业环境中面临着一系列挑战，传统生产方式下，设备状态监测不足导致了实时问题的快速蔓延，难以及时采取有效措施，过度依赖人工巡检和操作，可能发生人为的操作错误和生产线运行效率的限制，在这种环境下，实时监测和远程控制技术的缺乏使得生产设备的运行处于一种较为脆弱的状态，设备状态的未能及时捕捉，导致生产中断时效性较差，人工操作的依赖性使得操作错误的情况发生，给生产带来了潜在风险。
并且，传统维护模式下，定期维护存在盲目性，维护成本居高不下，许多企业仍在依赖传统的维护手段，导致设备寿命较短、维护成本高昂，这种情况下，现有的生产设备普遍存在寿命不足和维护成本过高的问题，给企业的生产稳定性和经济效益带来了挑战，因此，迫切需要一种具备智能化维护和预测能力的工业自动化控制系统，以解决现有生产设备面临的维护和可持续性问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种工业生产自动化控制系统，解决了背景技术中提到的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种工业生产自动化控制系统，包括控制系统发送模块、终端设备接收模块、环境采集模块、数据处理模块、设备评估模块、环境分析模块和决策模块；
所述控制系统发送模块对控制系统发出的控制指令信息进行标记，组成发送端标记信息组，并与发送的控制指令进行集成发送信号包，进行传输；
所述终端设备接收模块通过终端设备对接收到的发送信号包进行解析，获取发送端标记信息组对处理过程进行记录，组成接收端处理标记信息组；
所述环境采集模块通过对终端设备的运行环境状态进行采集，组成环境信息组；
所述数据处理模块对发送端标记信息组和接收端处理标记信息组进行预处理，组成第一数据集和第二数据集；
所述设备评估模块对第一数据集和第二数据集进行建立终端设备处理模型，进行训练后获取终端设备处理系数Clxs，并与预设的终端设备处理状态阈值C进行匹配，获取终端设备处理状态评估策略方案；
所述环境分析模块对环境信息组进行检验，再进行特征提取，组成第三数据集，进行建立终端设备环境波动模型，并把终端设备处理系数Clxs关联，统计分析后获取终端设备环境系数Hjxs，并与终端设备环境波动阈值H进行匹配，获取终端设备环境波动评估策略方案；
所述决策模型对终端设备处理状态评估策略方案和终端设备环境波动评估策略方案进行具体执行和通知。
优选的，所述控制系统发送模块包括标记单元和集成单元；
所述标记单元对控制系统发出的控制指令信息生成标记信息，包括唯一标识符、时间戳、设备信息、指令序列号和发送流量值，组成发送端标记信息组；
指令序列号：对终端设备控制指令通过预设的方式存储在控制系统中，并对控制指令进行编号，通过指令序列号对终端设备进行控制和处理；
终端设备：表示工厂生产过程中若干个人工控制或者自动化控制的生产设备；
所述集成单元对发送端标记信息组进行打包，并与发送的控制指令进行集成发送信号包，进行同步实时传输。
优选的，所述终端设备接收模块包括解析单元；
所述解析单元对终端设备接收到的发送信号包进行解析，获取发送端标记信息组对处理过程进行记录，包括解析时间戳、解析时长、解析流量值和指令序列号，组成接收端处理标记信息组。
优选的，所述环境采集模块包括记录单元；
所述记录单元通过终端设备集成的环境传感器组进行采集终端设备运行区域的环境信息，包括实时温度、平均温度、实时湿度和平均湿度、实时电磁场强度和平均电磁场强度，组成环境信息组。
优选的，所述数据处理模块包括第一处理单元和第二处理单元；
所述第一处理单元对发送端标记信息组进行校验和归一化处理，对处理后的发送端标记信息组进行组合，组成第一数据集，包括信号发送时长Fssc、信号发送总流量值Fszl、信号平均流量值Pjll、信号发送流量峰值Fsfz和信号发送流量谷值Fsgz；
所述第二处理单元对接收端处理标记信息组进行校验和归一化处理，对处理后接收端处理标记信息组进行组合，组成第二数据集，包括信号接收时长Jssc、信号接收总流量值Jszl、信号解析时长Jxsc、信号接收流量峰值Jsfz和信号接收流量谷值Jsgz。
优选的，所述设备评估模块包括处理模型单元和处理评估单元；
所述处理模型单元使用深度学习技术对第一数据集和第二数据集进行建立终端设备处理模型，在进行训练和分析后，进行第一次计算，获取：发送端信号系数Fsxs和接收端信号系数Jsxs，再进行第二次计算，获取：终端设备处理系数Clxs；
所述终端设备处理系数Clxs通过以下计算公式获取：
式中，Fsxs表示发送端信号系数，Jsxs表示接收端信号系数，A和B分别表示发送端信号系数Fsxs和接收端信号系数Jsxs的比例系数，D表示第一修正常数；
其中，0.39≤A≤0.49，0.41≤B≤0.51，且A+B≤1.0；
所述第一次计算包括：发送端信号系数Fsxs通过第一数据集计算获取和接收端信号系数Jsxs通过第二数据集计算获取；
所述处理评估单元通过预设的终端设备处理状态阈值C与终端设备处理系数Clxs进行匹配，获取终端设备处理状态评估策略方案：
终端设备处理系数Clxs＜终端设备处理状态阈值C，获取终端设备运行状态合格评价，不通知维护人员和改变终端设备的运行环境；
终端设备处理系数Clxs≥终端设备处理状态阈值C，获取终端设备运行状态不合格评价，终端设备运行状态出现波动，包括接收的信号时长波动、接收的信号流量值波动和解析信号时长波动，生成请求维护记录，包括终端设备内存清理、设备重启和终端设备运行参数调整，发送至相关维护人员待维护登记表中。
优选的，所述发送端信号系数Fsxs通过以下计算公式获取：
式中，Fssc表示信号发送时长，Fszl表示信号发送总流量值，Pjll表示信号平均流量值，Fsfz表示信号发送流量峰值，Fsgz表示信号发送流量谷值，f1、f2和f3分别表示信号发送时长Fssc、信号发送总流量值Fszl和信号平均流量值Pjll的比例系数，f4表示信号发送流量峰值Fsfz和信号发送流量谷值Fsgz差值的比例系数，H表示第二修正常数；
其中，0.11≤f1≤0.19，0.14≤f2≤0.26，0.11≤f3≤0.26，0.13≤f4≤0.29，且f1+f2+f3+f4≤1.0。
优选的，所述接收端信号系数Jsxs通过以下计算公式获取：
式中，Jssc表示信号接收时长，Jszl表示信号接收总流量值，Jxsc表示信号解析时长，Jsfz表示信号接收流量峰值，Jsgz表示信号接收流量谷值，j1、j2和j3分别表示信号接收时长Jssc、信号接收总流量值Jszl和信号解析时长Jxsc的比例系数，j4表示信号接收流量峰值Jsfz和信号接收流量谷值Jsgz差值的比例系数，K表示第三修正常数；
其中，0.11≤j1≤0.21，0.13≤j2≤0.27，0.12≤j3≤0.19，0.15≤j4≤0.33，且j1+j2+j3+j4≤1.0。
优选的，所述环境分析模块包括环境模型单元和环境评估单元；
所述环境模型单元对环境信息组进行检验，包括去除空值和格式检验，再进行特征提取，组成第三数据集，包括：实时温度值Sswd、平均温度值Pjwd、实时湿度值Sssd、平均湿度值Pjsd、实时电磁场强度值Sscc和平均电磁场强度值Pjcc，使用机器学习技术进行建立终端设备环境波动模型，并把终端设备处理系数Clxs关联，进行统计分析获取终端设备环境系数Hjxs；
所述终端设备环境系数Hjxs通过以下计算公式获取：
式中，h1表示实时温度值Sswd和平均温度值Pjwd差值的比例系数，h2表示实时湿度值Sssd和平均湿度值Pjsd差值的比例系数，h3表示实时电磁场强度值Sscc和平均电磁场强度值Pjcc差值的比例系数，h4表示终端设备处理系数Clxs的比例系数，L表示第四修正常数；
其中，0.13≤h1≤0.22，0.14≤h2≤0.21，0.15≤h3≤0.23，0.17≤h4≤0.34，且h1+h2+h3+h4≤1.0；
所述环境评估单元通过预设的终端设备环境波动阈值H与终端设备环境系数Hjxs进行匹配，获取终端设备环境波动评估策略方案：
终端设备环境系数Hjxs＜终端设备环境波动阈值H，获取终端设备运行区域环境无异常波动评价，不通知相关巡检人员和调整环境调整设备；
终端设备环境系数Hjxs≥终端设备环境波动阈值H，获取终端设备运行区域环境异常波动评价，异常项包括温度异常、湿度异常和电磁场强度异常，通知相关人员对终端设备的运行环境进行调整，包括温度调整和湿度调整。
优选的，所述决策模型包括通知单元和执行单元；
所述通知单元对终端设备处理状态评估策略方案和终端设备环境波动评估策略方案内容对预设的通知模板进行填充，形成通知方案，对预设的巡检排查人员进行发送通知方案，通知方式包括预设的语音录音、广播、短信和内部软件通信提示；
所述执行单元对终端设备处理状态评估策略方案和终端设备环境波动评估策略方案内容进行具体执行，包括对终端设备的环境状态调整和运行状态调整。
(三)有益效果
本发明提供了一种工业生产自动化控制系统，具备以下有益效果：
(1)系统运行时，通过数据处理模块对发送端标记信息组和接收端处理标记信息组进行预处理，组成第一数据集和第二数据集，然后建立终端设备处理模型，进行训练后获取终端设备处理系数Clxs，并与预设的终端设备处理状态阈值C进行匹配，获取终端设备处理状态评估策略方案，同时对环境信息组进行特征提取，组成第三数据集，再建立终端设备环境波动模型，并把终端设备处理系数Clxs关联，统计分析后获取终端设备环境系数Hjxs，并与终端设备环境波动阈值H进行匹配，获取终端设备环境波动评估策略方案，最后通过决策模型对终端设备处理状态评估策略方案和终端设备环境波动评估策略方案进行具体执行和通知，系统能够迅速捕捉设备状态的任何异常，从而及时响应、减少生产中断的情况，尽可能的解决了传统生产方式下对人工巡查操作和维护操作的依赖度高的问题，实现了自动化控制的目的，降低了维护成本。
(2)通过终端设备处理系数Clxs、发送端信号系数Fsxs和接收端信号系数Jsxs的计算，获取终端设备当前的运行状态，并在发现终端设备处理状态不合格时，系统能够生成维护记录的同时通知巡检维护人员进行处理，包括终端设备内存清理、设备重启和终端设备运行参数调整等维护操作，这有助于及时解决设备运行中的问题，保障系统的稳定性，同时系统生成的请求维护记录，并发送至相关维护人员待维护登记表中，这有助于实现对设备的及时维护，减少停机时间，提高设备的可用性。
(3)通过终端设备环境系数Hjxs的计算与终端设备环境波动评估策略方案的获取，系统能够判断终端设备运行区域是否存在异常波动，并通知相关人员进行环境调整，确保设备在良好的工作环境中运行，且终端设备处理状态或环境波动出现异常时，系统能够及时通知相关人员，采取相应的措施，包括维护记录生成、环境调整和设备运行状态调整，这有助于提高设备的可维护性和稳定性。
附图说明
图1为本发明一种工业生产自动化控制系统框图流程示意图。
具体实施方式
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、完整的描述，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。
工业领域近年来迎来了智能化和自动化的浪潮，这不仅提高了生产效率，还优化了资源利用，其中，制造业的生产线和生产车间作为生产的核心场所，承担着各种生产任务，需要高度的生产自动化和控制系统来支持和管理。
制造业的生产线或车间中的生产设备在现代工业环境中面临着一系列挑战，传统生产方式下，设备状态监测不足导致了实时问题的快速蔓延，难以及时采取有效措施，过度依赖人工巡检和操作，可能发生人为的操作错误和生产线运行效率的限制，在这种环境下，实时监测和远程控制技术的缺乏使得生产设备的运行处于一种较为脆弱的状态，设备状态的未能及时捕捉，导致生产中断时效性较差，人工操作的依赖性使得操作错误的情况发生，给生产带来了潜在风险。
并且，传统维护模式下，定期维护存在盲目性，维护成本居高不下，许多企业仍在依赖传统的维护手段，导致设备寿命较短、维护成本高昂，这种情况下，现有的生产设备普遍存在寿命不足和维护成本过高的问题，给企业的生产稳定性和经济效益带来了挑战，因此，迫切需要一种具备智能化维护和预测能力的工业自动化控制系统，以解决现有生产设备面临的维护和可持续性问题。
实施例1
本发明提供一种工业生产自动化控制系统，请参阅图1，包括控制系统发送模块、终端设备接收模块、环境采集模块、数据处理模块、设备评估模块、环境分析模块和决策模块；
所述控制系统发送模块对控制系统发出的控制指令信息进行标记，组成发送端标记信息组，并与发送的控制指令进行集成发送信号包，进行传输；
所述终端设备接收模块通过终端设备对接收到的发送信号包进行解析，获取发送端标记信息组对处理过程进行记录，组成接收端处理标记信息组；
所述环境采集模块通过对终端设备的运行环境状态进行采集，组成环境信息组；
所述数据处理模块对发送端标记信息组和接收端处理标记信息组进行预处理，组成第一数据集和第二数据集；
所述设备评估模块对第一数据集和第二数据集进行建立终端设备处理模型，进行训练后获取终端设备处理系数Clxs，并与预设的终端设备处理状态阈值C进行匹配，获取终端设备处理状态评估策略方案；
所述环境分析模块对环境信息组进行检验，再进行特征提取，组成第三数据集，进行建立终端设备环境波动模型，并把终端设备处理系数Clxs关联，统计分析后获取终端设备环境系数Hjxs，并与终端设备环境波动阈值H进行匹配，获取终端设备环境波动评估策略方案；
所述决策模型对终端设备处理状态评估策略方案和终端设备环境波动评估策略方案进行具体执行和通知。
本实施例中，通过对发出的控制指令信息进行标记，组成发送端标记信息组，通过对发送端标记信息组对处理过程进行记录，组成接收端处理标记信息组，通过对终端设备的运行环境状态进行采集，组成环境信息组，通过数据处理模块对发送端标记信息组和接收端处理标记信息组进行预处理，组成第一数据集和第二数据集，然后建立终端设备处理模型，进行训练后获取终端设备处理系数Clxs，并与预设的终端设备处理状态阈值C进行匹配，获取终端设备处理状态评估策略方案，同时对环境信息组进行特征提取，组成第三数据集，再建立终端设备环境波动模型，并把终端设备处理系数Clxs关联，统计分析后获取终端设备环境系数Hjxs，并与终端设备环境波动阈值H进行匹配，获取终端设备环境波动评估策略方案，最后通过决策模型对终端设备处理状态评估策略方案和终端设备环境波动评估策略方案进行具体执行和通知，系统能够迅速捕捉设备状态的任何异常，从而及时响应、减少生产中断的情况，尽可能的解决了传统生产方式下对人工巡查操作和维护操作的依赖度高的问题，实现了自动化控制的目的，降低了维护成本。
实施例2
本实施例是在实施例1中进行的解释说明，请参照图1，具体的：所述控制系统发送模块包括标记单元和集成单元；
所述标记单元对控制系统发出的控制指令信息生成标记信息，包括唯一标识符、时间戳、设备信息、指令序列号和发送流量值，组成发送端标记信息组；
指令序列号：对终端设备控制指令通过预设的方式存储在控制系统中，并对控制指令进行编号，通过指令序列号对终端设备进行控制和处理；
终端设备：表示工厂生产过程中若干个人工控制或者自动化控制的生产设备；
所述集成单元对发送端标记信息组进行打包，并与发送的控制指令进行集成发送信号包，进行同步实时传输。
所述终端设备接收模块包括解析单元；
所述解析单元对终端设备接收到的发送信号包进行解析，获取发送端标记信息组对处理过程进行记录，包括解析时间戳、解析时长、解析流量值和指令序列号，组成接收端处理标记信息组。
所述环境采集模块包括记录单元；
所述记录单元通过终端设备集成的环境传感器组进行采集终端设备运行区域的环境信息，包括实时温度、平均温度、实时湿度和平均湿度、实时电磁场强度和平均电磁场强度，组成环境信息组。
实施例3
本实施例是在实施例1中进行的解释说明，请参照图1，具体的：所述数据处理模块包括第一处理单元和第二处理单元；
所述第一处理单元对发送端标记信息组进行校验和归一化处理，对处理后的发送端标记信息组进行组合，组成第一数据集，包括信号发送时长Fssc、信号发送总流量值Fszl、信号平均流量值Pjll、信号发送流量峰值Fsfz和信号发送流量谷值Fsgz；
所述第二处理单元对接收端处理标记信息组进行校验和归一化处理，对处理后接收端处理标记信息组进行组合，组成第二数据集，包括信号接收时长Jssc、信号接收总流量值Jszl、信号解析时长Jxsc、信号接收流量峰值Jsfz和信号接收流量谷值Jsgz。
所述设备评估模块包括处理模型单元和处理评估单元；
所述处理模型单元使用深度学习技术对第一数据集和第二数据集进行建立终端设备处理模型，在进行训练和分析后，进行第一次计算，获取：发送端信号系数Fsxs和接收端信号系数Jsxs，再进行第二次计算，获取：终端设备处理系数Clxs；
所述终端设备处理系数Clxs通过以下计算公式获取：
式中，Fsxs表示发送端信号系数，Jsxs表示接收端信号系数，A和B分别表示发送端信号系数Fsxs和接收端信号系数Jsxs的比例系数，D表示第一修正常数；
其中，0.39≤A≤0.49，0.41≤B≤0.51，且A+B≤1.0；
所述第一次计算包括：发送端信号系数Fsxs通过第一数据集计算获取和接收端信号系数Jsxs通过第二数据集计算获取；
所述处理评估单元通过预设的终端设备处理状态阈值C与终端设备处理系数Clxs进行匹配，获取终端设备处理状态评估策略方案：
终端设备处理系数Clxs＜终端设备处理状态阈值C，获取终端设备运行状态合格评价，不通知维护人员和改变终端设备的运行环境；
终端设备处理系数Clxs≥终端设备处理状态阈值C，获取终端设备运行状态不合格评价，终端设备运行状态出现波动，包括接收的信号时长波动、接收的信号流量值波动和解析信号时长波动，生成请求维护记录，包括终端设备内存清理、设备重启和终端设备运行参数调整，发送至相关维护人员待维护登记表中，有助于建立维护人员的工作计划，确保对问题的及时响应和解决。
所述发送端信号系数Fsxs通过以下计算公式获取：
式中，Fssc表示信号发送时长，Fszl表示信号发送总流量值，Pjll表示信号平均流量值，Fsfz表示信号发送流量峰值，Fsgz表示信号发送流量谷值，f1、f2和f3分别表示信号发送时长Fssc、信号发送总流量值Fszl和信号平均流量值Pjll的比例系数，f4表示信号发送流量峰值Fsfz和信号发送流量谷值Fsgz差值的比例系数，H表示第二修正常数；
其中，0.11≤f1≤0.19，0.14≤f2≤0.26，0.11≤f3≤0.26，0.13≤f4≤0.29，且f1+f2+f3+f4≤1.0。
所述接收端信号系数Jsxs通过以下计算公式获取：
式中，Jssc表示信号接收时长，Jszl表示信号接收总流量值，Jxsc表示信号解析时长，Jsfz表示信号接收流量峰值，Jsgz表示信号接收流量谷值，j1、j2和j3分别表示信号接收时长Jssc、信号接收总流量值Jszl和信号解析时长Jxsc的比例系数，j4表示信号接收流量峰值Jsfz和信号接收流量谷值Jsgz差值的比例系数，K表示第三修正常数；
其中，0.11≤j1≤0.21，0.13≤j2≤0.27，0.12≤j3≤0.19，0.15≤j4≤0.33，且j1+j2+j3+j4≤1.0。
本实施例中，通过终端设备处理系数Clxs、发送端信号系数Fsxs和接收端信号系数Jsxs的计算，获取终端设备当前的运行状态，并在发现终端设备处理状态不合格时，系统能够生成维护记录的同时通知巡检维护人员进行处理，包括终端设备内存清理、设备重启和终端设备运行参数调整等维护操作，这有助于及时解决设备运行中的问题，保障系统的稳定性，同时系统生成的请求维护记录，并发送至相关维护人员待维护登记表中，这有助于实现对设备的及时维护，减少停机时间，提高设备的可用性。
实施例4
本实施例是在实施例1中进行的解释说明，请参照图1，具体的：所述环境分析模块包括环境模型单元和环境评估单元；
所述环境模型单元对环境信息组进行检验，包括去除空值和格式检验，再进行特征提取，组成第三数据集，包括：实时温度值Sswd、平均温度值Pjwd、实时湿度值Sssd、平均湿度值Pjsd、实时电磁场强度值Sscc和平均电磁场强度值Pjcc，使用机器学习技术进行建立终端设备环境波动模型，并把终端设备处理系数Clxs关联，进行统计分析获取终端设备环境系数Hjxs；
所述终端设备环境系数Hjxs通过以下计算公式获取：
式中，h1表示实时温度值Sswd和平均温度值Pjwd差值的比例系数，h2表示实时湿度值Sssd和平均湿度值Pjsd差值的比例系数，h3表示实时电磁场强度值Sscc和平均电磁场强度值Pjcc差值的比例系数，h4表示终端设备处理系数Clxs的比例系数，L表示第四修正常数；
其中，0.13≤h1≤0.22，0.14≤h2≤0.21，0.15≤h3≤0.23，0.17≤h4≤0.34，且h1+h2+h3+h4≤1.0；
所述环境评估单元通过预设的终端设备环境波动阈值H与终端设备环境系数Hjxs进行匹配，获取终端设备环境波动评估策略方案：
终端设备环境系数Hjxs＜终端设备环境波动阈值H，获取终端设备运行区域环境无异常波动评价，不通知相关巡检人员和调整环境调整设备；
终端设备环境系数Hjxs≥终端设备环境波动阈值H，获取终端设备运行区域环境异常波动评价，异常项包括温度异常、湿度异常和电磁场强度异常，通知相关人员对终端设备的运行环境进行调整，包括温度调整和湿度调整。
所述决策模型包括通知单元和执行单元；
所述通知单元对终端设备处理状态评估策略方案和终端设备环境波动评估策略方案内容对预设的通知模板进行填充，形成通知方案，对预设的巡检排查人员进行发送通知方案，通知方式包括预设的语音录音、广播、短信和内部软件通信提示；
所述执行单元对终端设备处理状态评估策略方案和终端设备环境波动评估策略方案内容进行具体执行，包括对终端设备的环境状态调整和运行状态调整。
本实施例中，通过终端设备环境系数Hjxs的计算与终端设备环境波动评估策略方案的获取，系统能够判断终端设备运行区域是否存在异常波动，并通知相关人员进行环境调整，确保设备在良好的工作环境中运行，且终端设备处理状态或环境波动出现异常时，系统能够及时通知相关人员，采取相应的措施，包括维护记录生成、环境调整和设备运行状态调整，这有助于提高设备的可维护性和稳定性。
具体示例：一种某某制造业工业内的生产线上的生产设备使用的一种工业生产自动化控制系统；
假设拥有以下参数：
第一数据集：信号发送时长Fssc：10，信号发送总流量值Fszl：100，信号平均流量值Pjll：10，信号发送流量峰值Fsfz：20和信号发送流量谷值Fsgz：5；
第二数据集：信号接收时长Jssc：15，信号接收总流量值Jszl：98，信号解析时长Jxsc：5，信号接收流量峰值Jsfz：18和信号接收流量谷值Jsgz：4；
第三数据集：实时温度值Sswd：25，平均温度值Pjwd：22，实时湿度值Sssd：55，平均湿度值Pjsd：50，实时电磁场强度值Sscc：50和平均电磁场强度值Pjcc：45；
第二修正常数H：0.5，比例系数：f1：0.18，f2：0.25，f3：0.25和f4：0.28；
根据发送端信号系数Fsxs的计算公式获取：
Fsxs＝(0.18*10)+(0.25*100)+(0.25*10)+0.28*(20-5)+0.5＝34；
第三修正常数K：0.31，比例系数：j1：0.19，j2：0.27，j3：0.18和j4：0.32；
根据接收端信号系数Jsxs的计算公式获取：
Jsxs＝(0.19*15)+(0.27*98)+(0.18*5)+0.32*(18-4)+0.31＝35；
第一修正常数D：0.53，比例系数：A：0.48和B：0.49；
根据终端设备处理系数Clxs的计算公式获取：
Clxs＝(0.48*34)+(0.49*35)+0.53＝34；
将终端设备处理状态阈值C设置为49，与终端设备处理系数Clxs进行匹配，获取：终端设备处理系数Clxs＜终端设备处理状态阈值C，获取终端设备运行状态合格评价，不通知维护人员和改变终端设备的运行环境；
第四修正常数L：0.1，比例系数：h1：0.21，h2：0.19，h3：0.22和h4：0.33；
根据终端设备环境系数Hjxs的计算公式获取：
Hjxs＝0.21*(25-22)+0.19*(55-50)+0.22*(50-45)+(0.33*34)+0.1＝14；
将终端设备环境波动阈值H设置为49，与终端设备环境系数Hjxs进行匹配，获取：终端设备环境系数Hjxs＜终端设备环境波动阈值H，获取终端设备运行区域环境无异常波动评价，不通知相关巡检人员和调整环境调整设备。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种工业生产自动化控制系统，其特征在于：包括控制系统发送模块、终端设备接收模块、环境采集模块、数据处理模块、设备评估模块、环境分析模块和决策模块；
所述控制系统发送模块对控制系统发出的控制指令信息进行标记，组成发送端标记信息组，并与发送的控制指令进行集成发送信号包，进行传输；
所述终端设备接收模块通过终端设备对接收到的发送信号包进行解析，获取发送端标记信息组对处理过程进行记录，组成接收端处理标记信息组；
所述环境采集模块通过对终端设备的运行环境状态进行采集，组成环境信息组；
所述数据处理模块对发送端标记信息组和接收端处理标记信息组进行预处理，组成第一数据集和第二数据集；
所述设备评估模块对第一数据集和第二数据集进行建立终端设备处理模型，进行训练后获取终端设备处理系数Clxs，并与预设的终端设备处理状态阈值C进行匹配，获取终端设备处理状态评估策略方案；
所述环境分析模块对环境信息组进行检验，再进行特征提取，组成第三数据集，进行建立终端设备环境波动模型，并把终端设备处理系数Clxs关联，统计分析后获取终端设备环境系数Hjxs，并与终端设备环境波动阈值H进行匹配，获取终端设备环境波动评估策略方案；
所述决策模型对终端设备处理状态评估策略方案和终端设备环境波动评估策略方案进行具体执行和通知。
2.根据权利要求1所述的一种工业生产自动化控制系统，其特征在于：所述控制系统发送模块包括标记单元和集成单元；
所述标记单元对控制系统发出的控制指令信息生成标记信息，包括唯一标识符、时间戳、设备信息、指令序列号和发送流量值，组成发送端标记信息组；
指令序列号：对终端设备控制指令通过预设的方式存储在控制系统中，并对控制指令进行编号，通过指令序列号对终端设备进行控制和处理；
终端设备：表示工厂生产过程中若干个人工控制或者自动化控制的生产设备；
所述集成单元对发送端标记信息组进行打包，并与发送的控制指令进行集成发送信号包，进行同步实时传输。
3.根据权利要求1所述的一种工业生产自动化控制系统，其特征在于：所述终端设备接收模块包括解析单元；
所述解析单元对终端设备接收到的发送信号包进行解析，获取发送端标记信息组对处理过程进行记录，包括解析时间戳、解析时长、解析流量值和指令序列号，组成接收端处理标记信息组。
4.根据权利要求1所述的一种工业生产自动化控制系统，其特征在于：所述环境采集模块包括记录单元；
所述记录单元通过终端设备集成的环境传感器组进行采集终端设备运行区域的环境信息，包括实时温度、平均温度、实时湿度和平均湿度、实时电磁场强度和平均电磁场强度，组成环境信息组。
5.根据权利要求1所述的一种工业生产自动化控制系统，其特征在于：所述数据处理模块包括第一处理单元和第二处理单元；
所述第一处理单元对发送端标记信息组进行校验和归一化处理，对处理后的发送端标记信息组进行组合，组成第一数据集，包括信号发送时长Fssc、信号发送总流量值Fszl、信号平均流量值Pjll、信号发送流量峰值Fsfz和信号发送流量谷值Fsgz；
所述第二处理单元对接收端处理标记信息组进行校验和归一化处理，对处理后接收端处理标记信息组进行组合，组成第二数据集，包括信号接收时长Jssc、信号接收总流量值Jszl、信号解析时长Jxsc、信号接收流量峰值Jsfz和信号接收流量谷值Jsgz。
6.根据权利要求5所述的一种工业生产自动化控制系统，其特征在于：所述设备评估模块包括处理模型单元和处理评估单元；
所述处理模型单元使用深度学习技术对第一数据集和第二数据集进行建立终端设备处理模型，在进行训练和分析后，进行第一次计算，获取：发送端信号系数Fsxs和接收端信号系数Jsxs，再进行第二次计算，获取：终端设备处理系数Clxs；
所述终端设备处理系数Clxs通过以下计算公式获取：
式中，Fsxs表示发送端信号系数，Jsxs表示接收端信号系数，A和B分别表示发送端信号系数Fsxs和接收端信号系数Jsxs的比例系数，D表示第一修正常数；
其中，0.39≤A≤0.49，0.41≤B≤0.51，且A+B≤1.0；
所述第一次计算包括：发送端信号系数Fsxs通过第一数据集计算获取和接收端信号系数Jsxs通过第二数据集计算获取；
所述处理评估单元通过预设的终端设备处理状态阈值C与终端设备处理系数Clxs进行匹配，获取终端设备处理状态评估策略方案：
终端设备处理系数Clxs＜终端设备处理状态阈值C，获取终端设备运行状态合格评价，不通知维护人员和改变终端设备的运行环境；
终端设备处理系数Clxs≥终端设备处理状态阈值C，获取终端设备运行状态不合格评价，终端设备运行状态出现波动，包括接收的信号时长波动、接收的信号流量值波动和解析信号时长波动，生成请求维护记录，包括终端设备内存清理、设备重启和终端设备运行参数调整，发送至相关维护人员待维护登记表中。
7.根据权利要求6所述的一种工业生产自动化控制系统，其特征在于：所述发送端信号系数Fsxs通过以下计算公式获取：
式中，Fssc表示信号发送时长，Fszl表示信号发送总流量值，Pjll表示信号平均流量值，Fsfz表示信号发送流量峰值，Fsgz表示信号发送流量谷值，f1、f2和f3分别表示信号发送时长Fssc、信号发送总流量值Fszl和信号平均流量值Pjll的比例系数，f4表示信号发送流量峰值Fsfz和信号发送流量谷值Fsgz差值的比例系数，H表示第二修正常数；
其中，0.11≤f1≤0.19，0.14≤f2≤0.26，0.11≤f3≤0.26，0.13≤f4≤0.29，且f1+f2+f3+f4≤1.0。
8.根据权利要求6所述的一种工业生产自动化控制系统，其特征在于：所述接收端信号系数Jsxs通过以下计算公式获取：
式中，Jssc表示信号接收时长，Jszl表示信号接收总流量值，Jxsc表示信号解析时长，Jsfz表示信号接收流量峰值，Jsgz表示信号接收流量谷值，j1、j2和j3分别表示信号接收时长Jssc、信号接收总流量值Jszl和信号解析时长Jxsc的比例系数，j4表示信号接收流量峰值Jsfz和信号接收流量谷值Jsgz差值的比例系数，K表示第三修正常数；
其中，0.11≤j1≤0.21，0.13≤j2≤0.27，0.12≤j3≤0.19，0.15≤j4≤0.33，且j1+j2+j3+j4≤1.0。
9.根据权利要求1所述的一种工业生产自动化控制系统，其特征在于：所述环境分析模块包括环境模型单元和环境评估单元；
所述环境模型单元对环境信息组进行检验，包括去除空值和格式检验，再进行特征提取，组成第三数据集，包括：实时温度值Sswd、平均温度值Pjwd、实时湿度值Sssd、平均湿度值Pjsd、实时电磁场强度值Sscc和平均电磁场强度值Pjcc，使用机器学习技术进行建立终端设备环境波动模型，并把终端设备处理系数Clxs关联，进行统计分析获取终端设备环境系数Hjxs；
所述终端设备环境系数Hjxs通过以下计算公式获取：
式中，h1表示实时温度值Sswd和平均温度值Pjwd差值的比例系数，h2表示实时湿度值Sssd和平均湿度值Pjsd差值的比例系数，h3表示实时电磁场强度值Sscc和平均电磁场强度值Pjcc差值的比例系数，h4表示终端设备处理系数Clxs的比例系数，L表示第四修正常数；
其中，0.13≤h1≤0.22，0.14≤h2≤0.21，0.15≤h3≤0.23，0.17≤h4≤0.34，且h1+h2+h3+h4≤1.0；
所述环境评估单元通过预设的终端设备环境波动阈值H与终端设备环境系数Hjxs进行匹配，获取终端设备环境波动评估策略方案：
终端设备环境系数Hjxs＜终端设备环境波动阈值H，获取终端设备运行区域环境无异常波动评价，不通知相关巡检人员和调整环境调整设备；
终端设备环境系数Hjxs≥终端设备环境波动阈值H，获取终端设备运行区域环境异常波动评价，异常项包括温度异常、湿度异常和电磁场强度异常，通知相关人员对终端设备的运行环境进行调整，包括温度调整和湿度调整。
10.根据权利要求1所述的一种工业生产自动化控制系统，其特征在于：所述决策模型包括通知单元和执行单元；
所述通知单元对终端设备处理状态评估策略方案和终端设备环境波动评估策略方案内容对预设的通知模板进行填充，形成通知方案，对预设的巡检排查人员进行发送通知方案，通知方式包括预设的语音录音、广播、短信和内部软件通信提示；
所述执行单元对终端设备处理状态评估策略方案和终端设备环境波动评估策略方案内容进行具体执行，包括对终端设备的环境状态调整和运行状态调整。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410082401.XA CN117908491A (zh) | 2024-01-19 | 2024-01-19 | 一种工业生产自动化控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202410082401.XA CN117908491A (zh) | 2024-01-19 | 2024-01-19 | 一种工业生产自动化控制系统 |
Publications (1)
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| CN117908491A true CN117908491A (zh) | 2024-04-19 |
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| CN (1) | CN117908491A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118139055A (zh) * | 2024-04-30 | 2024-06-04 | 广东深玎科技有限公司 | 一种基于互联网的企业移动智慧办公系统 |
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2024
- 2024-01-19 CN CN202410082401.XA patent/CN117908491A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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