面向工艺过程的数据感知与动态优先级传输联合调度方法技术

本发明专利技术公开了一种面向工艺过程的数据感知与动态优先级传输联合调度方法，包括如下步骤：步骤一、设定标准数据，用传感器采集现场数据并传输到模糊控制器中；步骤二、对采集到的数据进行模糊处理，进行优先级排序，并用嵌入式处理器进行协议转换；步骤三、将协议转换后的数据发送到无线接收机；步骤四、将接收到的数据传送到服务器中进行数据分析处理；步骤五、服务器控制相应设备执行相应的调节动作。本发明专利技术可使得工业现场网络具备扩展性和兼容性，有效解决工业现场异构协议带来的系统延时、关键数据丢失等问题，有效的解决了嵌入式系统中的数据并发性问题。系统中的数据并发性问题。系统中的数据并发性问题。

【技术实现步骤摘要】
面向工艺过程的数据感知与动态优先级传输联合调度方法


[0001]本专利技术涉及工业控制
，尤其是一种面向工艺过程的数据感知与动态优先级传输联合调度方法。

技术介绍

[0002]由于工业设备制造厂商使用的通信协议各异，使得工业通信协议碎片化严重，设备之间互联互通困难，孤岛、局部单点式监控导致底层关键数据无法有效感知，实现关键工艺参数在线、连续、精准检测，实时感知反馈控制存在挑战。对于大型流程工业，尤其是钢铁制造业，其工艺特性复杂，多工序级联，工业过程的参数/状态具有时空相关性、高维动态性。现场大量的异构工业设备导致工业现场各设备之间数据实时传递困难。生产系统中各种数据的到达具有并发性，系统需要动态选择具体的协议进行协议转换。同时，不同协议数据具有不同的重要性，为保证数据传输的服务质量需求，需要一种方法能够对并发的数据进行实时的优先级排序，实现多数据的融合。
[0003]现场传感器感知设备协议与底层信息网络协议不兼容，部分工业标准给出了异构设备互联互通的模型和方法，基本思想是构建虚拟总线，但不保证服务质量，无法解决实时传输、优先级处理、总线传输速率差异与队列负载等问题。此外，传统的控制方法只用传感器参数本身作为控制的输入参数，当输入参数达到上下限时设备才响应，这将影响系统全局决策能力。同时，当输入参数剧烈变化时，系统只在输入参数达到上下限时才响应设备，可能会由于设备响应不及时影响生产工艺参数，进而影响产品质量。

技术实现思路

[0004]本专利技术需要解决的技术问题是提供可使得工业现场网络具备扩展性和兼容性，有效解决工业现场异构协议带来的系统延时、关键数据丢失等问题的一种面向工艺过程的数据感知与动态优先级传输联合调度方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]一种面向工艺过程的数据感知与动态优先级传输联合调度方法，包括传感器A、传感器B、模糊控制器A、模糊控制器B、嵌入式处理器、无线发射机、无线接收机、服务器、工业设备A、工业设备B、通用设备接口，具体包括如下步骤：
[0007]步骤一、
[0008]将所述传感器A和所述传感器B通过不同的通用设备接口分别与所述模糊控制器A和所述模糊控制器B连接，在所述模糊控制器A和所述模糊控制器B 内预先设定标准的第一数据和第二数据，通过所述传感器A和所述传感器B实时采集现场环境数据，并分别将采集到的数据传输到模糊控制器A和模糊控制器B中，从而得到第一数据差e
t
、第一数据变化率e
ct
、第二数据差e
p
和第二数据变化率e
cp
；
[0009]步骤二、
[0010]将所述模糊控制器A和所述模糊控制器B与嵌入式处理器相连接，所述模糊控制器
A将第一数据差e
t
、第一数据变化率e
ct
进行模糊处理，所述模糊控制器B将第二数据差e
p
和第二数据变化率e
cp
进行模糊处理，将处理后的不同传感器对应的协议进行优先级排序，嵌入式处理器对排序后的数据进行协议转换；
[0011]步骤三、
[0012]将所述嵌入式处理器与无线发射机连接，将协议转换后的数据通过无线发射机发送至无线接收机；
[0013]步骤四、
[0014]将所述无线接收机与服务器相连接，所述无线接收机将接收到的数据传至服务器中进行数据分析和处理；
[0015]步骤五、
[0016]将所述服务器与工业设备A和工业设备B连接，服务器控制工业设备A和工业设备B执行机构进行调节工业现场环境。
[0017]本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤二中将第一数据差e
t
、第一数据变化率e
ct
、第二数据差e
p
和第二数据变化率e
cp
进行模糊处理后，得到模糊控制量
[0018]本专利技术技术方案的进一步改进在于：将所述模糊控制量进行清晰化处理，得到控制量，根据控制量的大小，确定协议转换的优先级；优先级相同时，优先转换预先定义的优先级较高的关键协议。
[0019]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述模糊控制量的语言变量为{NB,NS,ZO,PS,PB}，NB表示很低，NS表示较低，PS表示较高，PB 表示很高，ZO为0。
[0020]本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤二中所述第一数据差e
t
的临界值为t
n
,第二数据差e
p
的临界值为p
n
，第一数据差e
t
达到临界值t
n
时，传感器 A所对应的协议优先级为PB，第二数据差e
p
达到临界值p
n
时，传感器B所对应的协议优先级为PB。
[0021]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述通用设备接口为RS232串行通信接口或RS485串行通信接口。
[0022]由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术进步是：
[0023]本专利技术支持不同的协议输入，可以将多种协议并行互相转换，实现了不同协议之间的互联互通。
[0024]有效的解决了嵌入式系统中的数据并发性问题，将不同的协议数据进行优先级排序，高优先级的协议数据优先进行协议转换。
[0025]引入临界值和变化率作为输入参数，有效的解决了传统控制的滞后性问题，这样可利用工业设备及时的对工业现场进行反馈调节，避免由于设备响应不及时带来的问题。
附图说明
[0026]图1是和的隶属度函数图；
[0027]图2是和的隶属度函数图；
[0028]图3是本专利技术工艺过程逻辑连接图；
[0029]图4是本专利技术模糊控制原理图。
具体实施方式
[0030]下面结合实施例对本专利技术做进一步详细说明：
[0031]一种面向工艺过程的数据感知与动态优先级传输联合调度方法，包括传感器A、传感器B、模糊控制器A、模糊控制器B、嵌入式处理器、无线发射机、无线接收机、服务器、工业设备A、工业设备B、通用设备接口，具体包括如下步骤：
[0032]步骤一、
[0033]将所述传感器A和所述传感器B通过不同的通用设备接口分别与所述模糊控制器A和所述模糊控制器B连接，在所述模糊控制器A和所述模糊控制器B 内预先设定标准的第一数据和第二数据，通过所述传感器A和所述传感器B实时采集现场环境数据，并分别将采集到的数据传输到模糊控制器A和模糊控制器B中，从而得到第一数据差e
t
、第一数据变化率e
ct
、第二数据差e
p
和第二数据变化率e
cp
；
[0034]步骤二、
[0035]将所述模糊控制器A和所述模糊控制器B与嵌入式处理器相连接，所述模糊控制器A将第一数据差e
t
、第一数据变化率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向工艺过程的数据感知与动态优先级传输联合调度方法，包括传感器A、传感器B、模糊控制器A、模糊控制器B、嵌入式处理器、无线发射机、无线接收机、服务器、工业设备A、工业设备B、通用设备接口，其特征在于具体包括如下步骤：步骤一、将所述传感器A和所述传感器B通过不同的通用设备接口分别与所述模糊控制器A和所述模糊控制器B连接，在所述模糊控制器A和所述模糊控制器B内预先设定标准的第一数据和第二数据，通过所述传感器A和所述传感器B实时采集现场环境数据，并分别将采集到的数据传输到模糊控制器A和模糊控制器B中，从而得到第一数据差e
t
、第一数据变化率e
ct
、第二数据差e
p
和第二数据变化率e
cp
；步骤二、将所述模糊控制器A和所述模糊控制器B与嵌入式处理器相连接，所述模糊控制器A将第一数据差e
t
、第一数据变化率e
ct
进行模糊处理，所述模糊控制器B将第二数据差e
p
和第二数据变化率e
cp
进行模糊处理，将处理后的不同传感器对应的协议进行优先级排序，嵌入式处理器对排序后的数据进行协议转换；步骤三、将所述嵌入式处理器与无线发射机连接，将协议转换后的数据通过无线发射机发送至无线接收机；步骤四、将所述无线接收机与服务器相连接，所述无线接收机将接收到的数据传至服务器中进行数据分析和处理；步骤五、将所述服务器与工业设备A和工业设备B连接，服务器控制工业设备A和工业设备B执行机构进行调节工业现场环境。2.根据权利要求1所述的面向工...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁亚洲，刘金雨，关新平，罗小元，马锴，杨博，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：