预防性控制器切换制造技术

本发明专利技术涉及甚至在主控制器发生故障之前执行从主控制器到辅控制器的预防性切换。服务器从主控制器实时收集包括主控制器的操作参数的日志文件。此外，服务器通过将操作参数与参考模式或特征进行比较来确定主控制器的操作参数中的异常模式或特征。参考模式或特征是通过训练一个或多个基于人工智能(AI)的模型来生成的。在确定异常模式或特征之后，服务器预测将导致从主控制器到辅控制器的切换的事件。此后，服务器在主控制器发生故障之前向主控制器提供信号以执行到辅控制器的预防性切换。因此，在辅控制器接管时，采取预防措施，使得辅控制器中不会发生异常。得辅控制器中不会发生异常。得辅控制器中不会发生异常。

【技术实现步骤摘要】
预防性控制器切换


[0001]本专利技术总体上涉及过程/工业设施中的控制器冗余。更具体地，本专利技术涉及预测主控制器故障事件并且执行到辅控制器的切换。

技术介绍

[0002]过程/工业设施包括例如泵、驱动器、空气压缩机、机械、电器等多个设备。必须连续操作工业设备以确保过程/工业设施的最大输出。当前技术使得设备能够连续操作以减少设备操作的停机时间。通常，设备由控制器控制，并且由于控制器故障，设备操作停止。通常，冗余控制器被配置为热备用控制器，当主控制器发生故障时，热备用控制器接管设备的控制。当从主控制器切换时，冗余控制器可以存储与操作该设备相关的所有配置设置和参数。因此，冗余控制器有助于过程/工业设施的平稳操作。
[0003]在现有的控制器冗余系统中，控制器切换发生在主控制器发生故障之后。但是，主控制器发生故障的原因也可能发生在冗余控制器中，从而导致冗余控制器发生故障。此外，切换发生在主控制器已实际发生故障的关键时间。很多时候，主控制器需要将主控制器的状态和操作参数传输到冗余控制器。然而，当主控制器发生故障时，主控制器无法将所有需要的数据传输到冗余控制器以有效控制设备。此外，在关键时间期间从主控制器到冗余控制器的切换的延迟可能会增加操作故障。
[0004]因此，需要在主控制器发生故障之前提供从主控制器到冗余控制器的预防性切换。

技术实现思路

[0005]在一个实施例中，本专利技术涉及一种用于在过程/工业设施中执行冗余切换的方法、服务器和系统。在一个实施例中，过程/工业设施包括主控制器和辅控制器。主控制器被配置为操作一个或多个设备。辅控制器对于主控制器是冗余的。主控制器和辅控制器连接到服务器。服务器被配置为从主控制器实时接收日志文件，其中日志文件包括主控制器的操作参数。此外，服务器通过将操作参数与参考模式或特征进行比较来确定主控制器的操作参数中的异常模式或特征。在一个实施例中，参考模式或特征是基于一个或多个已训练模型生成的。服务器还基于操作参数中的异常模式或特征来预测导致从主控制器到辅控制器的切换的一个或多个事件。此后，服务器基于所预测的一个或多个事件向主控制器提供信号以执行主控制器到辅控制器的切换。因此，切换甚至发生在该一个或多个事件发生之前，从而实现预防性控制器切换。
[0006]在一个实施例中，操作参数包括硬件参数、软件参数、固件参数和网络参数中的至少一种。
[0007]在一个实施例中，一个或多个已训练模型是基于人工智能(AI)的模型。
[0008]在一个实施例中，服务器通过执行以下步骤来生成参考模式或特征。服务器接收包括主控制器的历史操作参数的训练日志文件。此外，服务器使用历史操作参数来检测导
致从主控制器到辅控制器的切换的一个或多个事件。此外，服务器标识训练日志文件中的历史参数中与该一个或多个事件相对应的模式或特征。此后，服务器基于标识出的模式或特征来对正常模式或特征和异常模式或特征进行分类，其中所分类的模式被存储为参考模式。在一个实施例中，一个或多个已训练模型确定异常模式或特征并且实时预测一个或多个事件。
[0009]在一个实施例中，所预测的一个或多个事件显示在显示单元上。
[0010]本文中描述了不同范围的系统。除了本
技术实现思路
中描述的方面和优点之外，通过参考附图和参考以下详细描述，另外的方面和优点将变得很清楚。
附图说明
[0011]在下文中将参考附图中示出的优选示例性实施例更详细地解释本专利技术的主题，在附图中：
[0012]图1示出了根据本专利技术的一些实施例的过程/工业设施中的控制器冗余；
[0013]图2示出了根据本专利技术的一些实施例的用于在过程/工业设施中执行预防性切换的服务器的内部架构；
[0014]图3示出了根据本专利技术的一些实施例的用于生成参考模式或特征的模型的训练和推理阶段；
[0015]图3b示出了根据本专利技术的一些实施例的生成参考模式或特征的示例图；
[0016]图4a示出了根据本专利技术的一些实施例的用于在过程/工业设施中执行冗余切换的示例性流程图；
[0017]图4b示出了根据本专利技术的一些实施例的预测主控制器中的事件的示例图；
[0018]图5示出了根据本专利技术的一些实施例的过程/工业设施中的主控制器的正常操作的示例性场景；以及
[0019]图6示出了根据本专利技术的一些实施例的过程/工业设施中的主控制器的异常操作的示例性场景。
具体实施方式
[0020]本专利技术的实施例涉及甚至在主控制器发生故障之前执行从主控制器到辅控制器的预防性切换。服务器从主控制器实时收集包括主控制器的操作参数的日志文件。此外，服务器通过将操作参数与参考模式或特征进行比较来确定主控制器的操作参数中的异常模式或特征。参考模式或特征是通过训练一个或多个基于人工智能(AI)的模型来生成的。在确定异常模式或特征之后，服务器预测将导致从主控制器到辅控制器的切换的事件。此后，服务器在主控制器发生故障之前向主控制器提供信号以执行到辅控制器的预防性切换。因此，在辅控制器接管时，通知操作参数中的异常并且采取预防措施，使得辅控制器中不会发生异常。
[0021]图1示出了过程/工业设施中的控制器冗余。过程/工业设施包括一个或多个设备(104)。设备的示例包括但不限于电机、驱动器、泵、机械等。一个或多个设备(104)由主控制器(102a)控制。在示例性实施例中，主控制器(102a)可以经由工业标准通信协议(示例包括但不限于以太网、RS232和RS485)连接到一个或多个设备(104)。此外，主控制器(102a)可以
经由网络(103)连接到服务器(101)。网络(103)可以支持以太网LAN、WAN、Wi
‑
Fi等。在一个实施例中，服务器(101)可以是分布式控制系统(DCS)或监督控制和数据采集(SCADA)系统的一部分，或者是独立系统。在一个实施例中，服务器(101)被配置为获取过程/工业设施的数据并且对所获取的数据执行分析。例如，服务器(101)可以获取过程、一个或多个设备(104)和主控制器(102a)的数据。在一个实施例中，服务器(101)可以被替换为个人计算机、膝上型计算机、移动设备、或者能够分析主控制器(102a)的多个操作参数并且预测主控制器(102a)中的故障状况的任何其他电子装置。
[0022]在一个实施例中，辅控制器(102a)被委任为过程/工业设施中的冗余控制器。为了减少由于主控制器(102a)故障而导致的停机时间，辅控制器(102b)用作冗余控制器。在一个实施例中，辅控制器(102b)连接到一个或多个设备(104)和服务器(101)。在一个实施例中，主控制器(102a)和辅控制器(102b)可以经由冗余链路被连接。冗余链路可以支持以太网协议。本领域中已知的其他协议也可以用作冗余链路。通常，当主控制器(102a)发生故障时，发生从主控制器(102a)到辅控制器(102b)的切换。主控制器(102a)发起到辅控制器(102b)的冗余切换。通常，主控制器(102a)在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在过程/工业设施中执行冗余切换的方法，其中所述过程/工业设施包括主控制器和辅控制器，其中所述辅控制器对于所述主控制器是冗余的，其中所述主控制器被配置为操作一个或多个设备，其中所述主控制器和所述辅控制器连接到服务器，其中所述方法由所述服务器执行，所述方法包括：从所述主控制器实时接收日志文件，其中所述日志文件包括所述主控制器的多个操作参数；通过将所述多个操作参数与参考模式或特征进行比较，来确定所述主控制器的所述多个操作参数中的异常模式或特征，其中所述参考模式或特征是基于一个或多个已训练模型生成的；基于所述主控制器的所述多个操作参数中的所述异常模式或特征，来预测导致从所述主控制器到所述辅控制器的切换的一个或多个事件；以及基于所预测的一个或多个事件向所述主控制器提供信号以执行所述切换，从而执行从所述主控制器到所述辅控制器的预防性控制器切换。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个操作参数包括硬件参数、软件参数、固件参数和网络参数中的至少一种。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个已训练模型是基于人工智能的模型。4.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述参考模式或特征包括：接收训练日志文件，所述训练日志文件包括所述主控制器的历史操作参数；检测导致从所述主控制器到所述辅控制器的切换的一个或多个历史事件；标识所述训练日志文件中的所述历史操作参数中与导致所述切换的所述一个或多个历史事件相对应的模式或特征；基于标识出的模式或特征来对正常模式或特征以及异常模式或特征进行分类，其中所述参考模式或特征是所述正常模式或特征或者所述异常模式或特征中的一项。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述异常模式或特征被确定并且所述一个或多个事件由所述一个或多个已训练模型预测。6.根据权利要求1所述的方法，其中在执行从所述主控制器到所述辅控制器的所述切换之前，基于所预测的一个或多个事件，所述辅控制器的操作参数被修改。7.一种用于在过程/工业设施中执行冗余切换的服务器，其中所述过程/工业设施包括主控制器和辅控制器，其中所述辅控制器对于所述主控制器是冗余的，其中所述主控制器被配置为操作一个或多个设备，其中所述主控制器和所述辅控制器连接到所述服务器，其中所述服务器包括：存储器；以及一个或多个处理器，被配置为：从所述主控制器实时接收日志文件，其中所述日志文件包括所述主控制器的多个操作参数；通过将所述多个操作参数与参考模式或特征进行比较，来确定所述主控制器的所述多个操作参数中的异常模式或特征，其中所述参考模式或特征是基于一个或多个已训练模型生成的；
基于所述主控制器的所述多个操作参数中的所述异常模式或特征，来预测导致从所述主控制器到所述辅控制器的切...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：