闭环控制失效检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种闭环控制失效检测方法及系统，属于工业控制技术领域。该方法包括：获取运行状态数据；获取操作指令数据；根据获取到的运行状态数据以及预先存储在控制器中的第一阈值判断状态检测传感器是否出现故障；根据获取到的操作指令数据以及预先存储在控制器中的第二阈值判断操控装置是否出现故障；将获取到的运行状态数据和操作指令数据进行处理，使运行状态数据转换成第一数值，使操作指令数据转换成第二数值，第一数值和第二数值的数值范围一致且数据类型相同；获取设定时间脉冲前第一数值和第二数值的第一差值；获取设定时间脉冲后第一数值和第二数值的第二差值；根据第一差值和第二差值判断实际执行装置是否出现故障。

Closed-loop control failure detection method and system

The invention discloses a closed-loop control failure detection method and system, which belongs to the technical field of industrial control. The method includes: acquiring operation state data; acquiring operation instruction data; judging whether the sensor is faulty according to the acquired operation state data and the first threshold stored in the controller in advance; judging whether the control device is faulty according to the acquired operation instruction data and the second threshold stored in the controller in advance; and judging whether the control device is faulty or not according to the acquired operation instruction data and the second threshold stored in the controller in advance; The state data and operation instruction data are processed to convert the operation state data into the first value, and the operation instruction data into the second value. The range of the first value and the second value is the same and the data type is the same; the first difference between the first value and the second value before the setting time pulse is obtained; and the second difference between the first value and the second value after the setting time pulse is obtained. The first difference and the second difference are used to determine whether the actual executing device has malfunction.

【技术实现步骤摘要】
闭环控制失效检测方法及系统
本专利技术涉及工业控制
，特别涉及一种闭环控制失效检测方法及系统。
技术介绍
闭环控制系统是控制系统的一种类型。闭环控制系统包括操控装置、控制器、实际执行装置和安装在实际执行装置上的状态检测传感器。操控装置产生操作指令并发送至控制器，操作指令用于指示控制被测设备达到设定状态。控制器实时检测操控装置发出的操作指令，并通过反馈传感器实时检测实际执行装置的实际状态，当操作指令与实际状态之间存在误差且该误差超过闭环控制系统允许的最大误差时，控制器再次发出控制指令，控制实际执行装置朝着操作指令方向运行，直至实际执行装置的实际状态与操作指令之间的误差不超过闭环控制系统允许的最大误差。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：当闭环控制系统出现故障时，会导致闭环控制失效，使得实际执行装置的实际状态与操作指令之间的误差超过闭环控制系统允许的最大误差。例如当状态检测传感器发生故障时，控制器无法获取状态检测传感器发送的运行状态数据，从而操控装置无法知晓实际执行装置是否执行相应的动作，进而无法发送相应地控制指令对实际执行装置进行进一步控制。同时闭环控制系统故障还极易引发安全事故，影响设备运行，严重时还会威胁人身安全。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种闭环控制失效检测方法及系统，可以准确、及时的判断出闭环控制失效的原因，防止事故的发生。所述技术方案如下：一方面，本专利技术提供了一种闭环控制失效检测方法，用于检测闭环控制系统，所述闭环控制系统包括操控装置、控制器、实际执行装置和安装在所述实际执行装置上的状态检测传感器，所述方法包括：获取所述状态检测传感器检测到的所述实际执行装置的运行状态数据；获取所述操控装置发送的操作指令数据；根据获取到的所述运行状态数据以及预先存储在控制器中的第一阈值判断所述状态检测传感器是否出现故障，所述第一阈值为闭环控制系统允许的所述运行状态数据的极限值；根据获取到的所述操作指令数据以及预先存储在控制器中的第二阈值判断所述操控装置是否出现故障，所述第二阈值为闭环控制系统允许的所述操作指令数据的极限值；将获取到的所述运行状态数据和所述操作指令数据进行处理，使所述运行状态数据转换成第一数值，使所述操作指令数据转换成第二数值，所述第一数值和所述第二数值的数值范围一致且数据类型相同；获取设定时间脉冲前所述第一数值和所述第二数值的第一差值；获取所述设定时间脉冲后所述第一数值和所述第二数值的第二差值；根据所述第一差值和所述第二差值判断所述实际执行装置是否出现故障。进一步地，根据获取到的所述运行状态数据以及预先存储在控制器中的第一阈值判断所述状态检测传感器是否出现故障，包括：当所述运行状态数据超出所述第一阈值的数值范围时，判断所述状态检测传感器出现故障。进一步地，根据获取到的所述操作指令数据以及预先存储在控制器中的第二阈值判断所述操控装置是否出现故障，包括：当所述操作指令数据超出所述第二阈值的数值范围时，判断所述操控装置出现故障。进一步地，所述根据所述第一差值和所述第二差值判断所述实际执行装置是否出现故障，包括：当|△A1-△B1|＞△C1max时，判断所述实际执行装置动作缓慢，其中△A1表示在时间脉冲T1前所述第一数值和所述第二数值的第一差值，△B1表示在时间脉冲T1后所述第一数值和所述第二数值的第二差值，|△A1-△B1|表示在时间脉冲T1前后所述第一差值和所述第二差值的变化量的绝对值，△C1max表示预先存储在所述控制器中的闭环控制系统允许的在时间脉冲T1内所述变化量的绝对值的最大值。进一步地，所述根据所述第一差值和所述第二差值判断所述实际执行装置是否出现故障，包括：当|△A2-△B2|＞△C2max时，判断所述实际执行装置无动作，其中△A2表示在时间脉冲T2前所述第一数值和所述第二数值的第一差值，△B2表示在时间脉冲T2后所述第一数值和所述第二数值的第二差值，|△A2-△B2|表示在时间脉冲T2前后所述第一差值和所述第二差值的变化量的绝对值，△C2max表示预先存储在所述控制器中的闭环控制系统允许的在时间脉冲T2内所述变化量的绝对值的最大值。进一步地，所述根据所述第一差值和所述第二差值判断所述实际执行装置是否出现故障，包括：当|△A3|＞|△B3|时，判断所述实际执行装置反向运行，其中，|△A3|表示在时间脉冲T3前所述第一数值和所述第二数值的第一差值的绝对值，|△B3|表示在时间脉冲T3后所述第一数值和所述第二数值的第二差值的绝对值。进一步地，所述方法还包括：定义闭环控制变量Error，Error用于表示所述闭环控制系统中的各部分是否出现故障，Error为大于或等于0的正整数。进一步地，所述定义闭环控制变量Error，包括：当所述闭环控制系统未出现故障时，定义Error＝0；当所述述状态检测传感器出现故障时，定义Error＝1；当所述操控装置出现故障时，定义Error＝2；当所述实际执行装置出现故障且所述实际执行装置动作缓慢时，定义Error＝3；当所述实际执行装置出现故障且所述实际执行装置无动作时，定义Error＝4；当所述实际执行装置出现故障且所述实际执行装置反向运行时，定义Error＝5。进一步地，所述方法还包括：显示所述闭环控制变量Error，并在Error≠0时，发出警报。另一方面，本专利技术提供了一种闭环控制失效检测系统，所述闭环控制失效检测系统包括操控装置、控制器、实际执行装置和安装在所述实际执行装置上的状态检测传感器，所述控制器包括：第一获取模块，用于获取所述状态检测传感器检测到的所述实际执行装置的运行状态数据；第二获取模块，用于获取所述操控装置发送的操作指令数据；第一判断模块，用于根据获取到的所述运行状态数据以及预先存储在控制器中的第一阈值判断所述状态检测传感器是否出现故障，所述第一阈值为闭环控制系统允许的所述运行状态数据的极限值；第二判断模块，用于根据获取到的所述操作指令数据以及预先存储在控制器中的第二阈值判断所述操控装置是否出现故障，所述第二阈值为闭环控制系统允许的所述操作指令数据的极限值；转换模块，用于将获取到的所述运行状态数据和所述操作指令数据进行处理，使所述运行状态数据转换成第一数值，使所述操作指令数据转换成第二数值，所述第一数值和所述第二数值的数值范围一致且数据类型相同；第三获取模块，用于获取设定时间脉冲前所述第一数值和所述第二数值的第一差值；第四获取模块，用于获取所述设定时间脉冲后所述第一数值和所述第二数值的第二差值；第三判断模块，用于根据所述第一差值和所述第二差值判断所述实际执行装置是否出现故障。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术提供了一种闭环控制失效检测方法，根据获取到的运行状态数据以及预先存储在控制器中的第一阈值即可判断状态检测传感器是否出现故障。根据获取到的操作指令数据以及预先存储在控制器中的第二阈值即可判断操控装置是否出现故障。将获取到的运行状态数据和操作指令数据进行处理，使运行状态数据转换成第一数值，使操作指令数据转换成第二数值，且第一数值和第二数值的数值范围一致且数据类型相同，然后获取设定时间脉冲前第一数值和第二数值的第一差值，获取设定时间脉冲后第一数值和第二数值的第二差值，根据第一差值和第二差本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种闭环控制失效检测方法，用于检测闭环控制系统，所述闭环控制系统包括操控装置、控制器、实际执行装置和安装在所述实际执行装置上的状态检测传感器，其特征在于，所述方法包括：获取所述状态检测传感器检测到的所述实际执行装置的运行状态数据；获取所述操控装置发送的操作指令数据；根据获取到的所述运行状态数据以及预先存储在控制器中的第一阈值判断所述状态检测传感器是否出现故障，所述第一阈值为闭环控制系统允许的所述运行状态数据的极限值；根据获取到的所述操作指令数据以及预先存储在控制器中的第二阈值判断所述操控装置是否出现故障，所述第二阈值为闭环控制系统允许的所述操作指令数据的极限值；将获取到的所述运行状态数据和所述操作指令数据进行处理，使所述运行状态数据转换成第一数值，使所述操作指令数据转换成第二数值，所述第一数值和所述第二数值的数值范围一致且数据类型相同；获取设定时间脉冲前所述第一数值和所述第二数值的第一差值；获取所述设定时间脉冲后所述第一数值和所述第二数值的第二差值；根据所述第一差值和所述第二差值判断所述实际执行装置是否出现故障。

【技术特征摘要】
1.一种闭环控制失效检测方法，用于检测闭环控制系统，所述闭环控制系统包括操控装置、控制器、实际执行装置和安装在所述实际执行装置上的状态检测传感器，其特征在于，所述方法包括：获取所述状态检测传感器检测到的所述实际执行装置的运行状态数据；获取所述操控装置发送的操作指令数据；根据获取到的所述运行状态数据以及预先存储在控制器中的第一阈值判断所述状态检测传感器是否出现故障，所述第一阈值为闭环控制系统允许的所述运行状态数据的极限值；根据获取到的所述操作指令数据以及预先存储在控制器中的第二阈值判断所述操控装置是否出现故障，所述第二阈值为闭环控制系统允许的所述操作指令数据的极限值；将获取到的所述运行状态数据和所述操作指令数据进行处理，使所述运行状态数据转换成第一数值，使所述操作指令数据转换成第二数值，所述第一数值和所述第二数值的数值范围一致且数据类型相同；获取设定时间脉冲前所述第一数值和所述第二数值的第一差值；获取所述设定时间脉冲后所述第一数值和所述第二数值的第二差值；根据所述第一差值和所述第二差值判断所述实际执行装置是否出现故障。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据获取到的所述运行状态数据以及预先存储在控制器中的第一阈值判断所述状态检测传感器是否出现故障，包括：当所述运行状态数据超出所述第一阈值的数值范围时，判断所述状态检测传感器出现故障。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据获取到的所述操作指令数据以及预先存储在控制器中的第二阈值判断所述操控装置是否出现故障，包括：当所述操作指令数据超出所述第二阈值的数值范围时，判断所述操控装置出现故障。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一差值和所述第二差值判断所述实际执行装置是否出现故障，包括：当|△A1-△B1|＞△C1max时，判断所述实际执行装置动作缓慢，其中△A1表示在时间脉冲T1前所述第一数值和所述第二数值的第一差值，△B1表示在时间脉冲T1后所述第一数值和所述第二数值的第二差值，|△A1-△B1|表示在时间脉冲T1前后所述第一差值和所述第二差值的变化量的绝对值，△C1max表示预先存储在所述控制器中的闭环控制系统允许的在时间脉冲T1内所述变化量的绝对值的最大值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一差值和所述第二差值判断所述实际执行装置是否出现故障，包括：当|△A2-△B2|＞△C2max时，判断所述实际执行装置无动作，其中△A2表示在时间脉冲T2前所述第一数值和所述第二数值的第一差值，△B2表示在时间脉冲T2后所述第一数值和所述第二数值的第二差值，|△A2-△B2|表示在时间脉冲T2前后所述第一差值和所述第二差值的变化量的绝对值...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵丽雄，池飞飞，马志刚，肖源，
申请(专利权)人：武汉船用机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42