一种基于PLC技术的自动化控制决策优化方法及系统

本发明涉及plc控制，具体涉及一种基于plc技术的自动化控制决策优化方法及系统。

背景技术：

1、工业控制系统的安全问题对于工业生产、国计民生以至国家安全来说至关重要。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。

2、在工业控制系统中plc的运行过程中，当plc模块出现温度异常时，通常是加速散热，无法针对plc模块控制运行进行异常判断及对应处理，导致在plc模块运行过程中无法针对性的解决plc运行的根本问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于plc技术的自动化控制决策优化方法及系统，以解决上述背景中问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种基于plc技术的自动化控制决策优化方法，包括以下步骤：

4、获取监测周期t内的模块温度末态值dtt和监测周期t内的模块温度最大值dtax；当模块温度末态值dtt大于等于模块温度最大值dtax时：计算获得监测周期内电源电压标准差值，并得到电源电压异常信号或电源电压稳定信号；

5、对plc硬件运行状态数据进行监测调整，获取监测周期t内的硬件状态数据，包括，周期t内的cpu利用率pul和内存使用率ncl；计算获得硬件运载状态值ywd并与预设运载状态稳定值ywdt进行比较，得到硬件运载正常信号；

6、获取监测周期t内plc程序运行状态数据，计算获得程序运行稳态值w；并与程序运行稳态值w与程序运行合格值wh进行比较；得到异常信号；

7、获取plc程序通信数据，计算获得通信影响状态比txtx并与通信影响状态比阈值txyz进行比较；

8、若通信影响状态比txtx大于等于通信影响状态比阈值txyz，生成通信异常信号；

9、若通信影响状态比txtx小于通信影响状态比阈值txyz，生成程序运行异常信号。

10、作为本发明进一步的方案：将监测周期t以单位时间e划分为若干监测子周期，将每个监测子周期的时间点标记为i，其中，i为1，2，3…；

11、获取监测周期t内每个监测时间点i的电源电压状态值，并标记为dui；

12、对监测周期t内的电源电压状态值dui进行平均值计算，得到监测周期t内的电源电压均值duj；

13、基于电源电压均值duj与监测周期内的电源电压状态值dui计算的到监测周期t内的电源电压标准差值dut；

14、将电源电压标准差值dut与电源电压标准差阈值duty进行比较；

15、若电源电压标准差值dut大于电源电压标准差阈值duty，生成电源电压异常信号；

16、若电源电压标准差值dut小于等于电源电压标准差阈值duty，生成电源电压稳定信号。

17、作为本发明进一步的方案：通过计算获得plc运行下的硬件运载状态值ywd；其中，a为plc运行状态下cpu运行影响因子，b为plc运行状态下内存影响因子。

18、作为本发明进一步的方案：将硬件运载状态值ywd与预设运载状态稳定值ywdt进行比较；

19、若硬件运载状态值ywd大于等于预设运载状态稳定值ywdt；则生成硬件运载超负荷信号，

20、若硬件运载状态值ywd小于预设运载状态稳定值ywdt；则生成硬件运载正常信号。

21、作为本发明进一步的方案：所述程序运行状态数据包括监测周期t内的plc程序运行任务执行总次数yxz、运行任务准确信号数量值s、运行任务执行总时长tz和准确任务执行总耗时值rz。

22、作为本发明进一步的方案：通过计算获得plc程序在监测周期t内的运行准确率zql；

23、通过计算获得plc程序在监测周期t内的运行冗余时长占用率szl；

24、基于运行准确率zql和运行冗余时长占用率szl；通过计算获得程序运行稳态值w。

25、作为本发明进一步的方案：将程序运行稳态值w与程序运行合格值wh进行比较；

26、若程序运行稳态值w大于等于程序运行合格值wh；生成程序运行稳定信号；

27、若程序运行稳态值w小于程序运行合格值wh；生成异常信号。

28、作为本发明进一步的方案：所述异常信号包括通信异常信号和程序运行异常信号。

29、作为本发明进一步的方案：所述程序通信数据包括：网络延迟时长ycs、信号输出数量值xcc和信号输入数量值xcr；

30、通过计算获得通信信号丢失比txd；

31、通过计算获得通信延迟总耗时txzh；

32、基于通信延迟总耗时txzh，通过计算获得通信耗时比txt；

33、步骤五：基于通信信号丢失比txd和通信耗时比txt；通过计算获得通信影响状态比txtx；c为信号丢失影响因子，d为信号延迟影响因子。

34、作为本发明进一步的方案：一种基于plc技术的自动化控制决策优化系统，该系统用于执行自动化控制决策优化方法，包括：

35、预处理模块：用于获取监测周期t内的模块温度末态值dtt和监测周期t内的模块温度最大值dtax；当模块温度末态值dtt大于等于模块温度最大值dtax时：计算获得监测周期内电源电压标准差值，并得到电源电压异常信号或电源电压稳定信号；

36、运载判定模块：用于对plc硬件运行状态数据进行监测调整，获取监测周期t内的硬件状态数据，包括，周期t内的cpu利用率pul和内存使用率ncl；计算获得硬件运载状态值ywd并与预设运载状态稳定值ywdt进行比较，得到硬件运载正常信号；

37、程序监测模块：用于获取监测周期t内plc程序运行状态数据，计算获得程序运行稳态值w；并与程序运行稳态值w与程序运行合格值wh进行比较；得到异常信号；

38、信号判定模块：用于获取plc程序通信数据，计算获得通信影响状态比txtx并与通信影响状态比阈值txyz进行比较；

39、若通信影响状态比txtx大于等于通信影响状态比阈值txyz，生成通信异常信号；

40、若通信影响状态比txtx小于通信影响状态比阈值txyz，生成程序运行异常信号。

41、本发明的有益效果：

42、通过对监测周期内的plc程序的硬件状态温度状态进行监测，当硬件温度状态出现异常之后，则对每个监测时间点的电源电压进行状态监测，当出现电源电压异常时，则对电源电压进行调整，以避免在运行过程中，电源电压对设备的运行稳定性出现影响；

43、同时，可以基于plc程序运行的状态分析运行过程中，plc程序的运行状态是否稳定，当准确率较低或者在对一些复杂的数据处理过程中耗费较长时间导致程序运行异常状态出现较多时；此时，plc程序的运行会导致plc硬件运行较繁琐，进而导致硬件温度升高，此时，则需要对plc程序进行算法核对，减少程序中的冗余代码或者算法核验，以提高程序执行准确率和效率，使plc程序在对数据的处理过程中处于高效准确的运行状态，同时，基于plc程序的信号传输状态，判断在plc程序出现信号传输异常时，是否因为通信信号异常的原因，当出现通信传输异常时，plc程序的信号传输耗时较长，丢失率增加，也会导致plc程序的运行时长增加，进而导致硬件温度升高；此时，调整通信网络的稳定性，进而保证plc程序运行的稳定；

44、通过对plc控制系统的硬件状态、软件运行状态以及与外部设备的通讯状态，调整plc运行状态，提高系统的响应速度、稳定性和资源利用率。