本發(fā)明涉及plc控制柜監(jiān)測(cè)，具體為一種plc控制柜的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、plc控制柜即可編程控制柜，是一種專(zhuān)門(mén)為工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)的電子設(shè)備，它可以根據(jù)輸入信號(hào)的變化執(zhí)行預(yù)設(shè)的程序邏輯，以控制輸出設(shè)備；在實(shí)際環(huán)境中，plc控制柜廣泛應(yīng)用于各種不同的領(lǐng)域，在運(yùn)行中也常面臨著更為復(fù)雜的工作環(huán)境，plc控制柜的運(yùn)行狀態(tài)是確保工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)；

2、現(xiàn)有技術(shù)中，一般通過(guò)設(shè)置固定的維修周期對(duì)plc控制柜進(jìn)行計(jì)劃性的管理工作，通過(guò)監(jiān)測(cè)plc控制柜內(nèi)部一些重要設(shè)備的電壓值或電流值來(lái)判斷當(dāng)前plc控制柜的工作狀態(tài)，在面臨惡劣的工作環(huán)境時(shí)，容易導(dǎo)致plc控制柜出現(xiàn)故障；在傳統(tǒng)的判定過(guò)程中，沒(méi)有結(jié)合維修周期進(jìn)行分析，具體表現(xiàn)為：完全依賴(lài)固定的維修計(jì)劃或者不依賴(lài)維修計(jì)劃，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，才進(jìn)行維修工作，缺乏一個(gè)系統(tǒng)化的監(jiān)管維修機(jī)制來(lái)持續(xù)并分析plc控制柜一段時(shí)間內(nèi)的異常數(shù)據(jù)，難以準(zhǔn)確識(shí)別plc控制柜相關(guān)設(shè)備或部件的狀態(tài)情況，在監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，無(wú)法及時(shí)調(diào)整，導(dǎo)致分析過(guò)程中評(píng)估結(jié)果不準(zhǔn)確，降低了對(duì)plc控制柜運(yùn)行狀態(tài)分析的精確度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、解決的技術(shù)問(wèn)題

2、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種plc控制柜的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)，全周期的對(duì)plc控制柜運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估和調(diào)整，還結(jié)合環(huán)境參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)plc控制柜的綜合分析，在此過(guò)程中，設(shè)計(jì)出動(dòng)態(tài)屬性網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)動(dòng)態(tài)屬性網(wǎng)絡(luò)，對(duì)應(yīng)調(diào)整監(jiān)管計(jì)劃的維修周期和維修頻率，避免因plc控制柜相關(guān)部件或設(shè)備故障導(dǎo)致工作效率降低，通過(guò)將故障指數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)故障閾值對(duì)比，通過(guò)將剩余壽命與標(biāo)準(zhǔn)壽命閾值對(duì)比，能夠?qū)ο到y(tǒng)有效性進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)整，滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)評(píng)估的需求，解決了背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

3、（二）技術(shù)方案

4、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

5、一種plc控制柜的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)，包括：目標(biāo)設(shè)定模塊、初步評(píng)估模塊以及調(diào)整監(jiān)測(cè)模塊；

6、目標(biāo)設(shè)定模塊，在第一預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)，獲取plc控制柜的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，當(dāng)任一運(yùn)行參數(shù)超出預(yù)設(shè)的閾值線(xiàn)時(shí)，執(zhí)行狀態(tài)設(shè)定策略；依據(jù)預(yù)處理后的環(huán)境參數(shù)，生成對(duì)應(yīng)的環(huán)境綜合指標(biāo)，當(dāng)環(huán)境綜合指標(biāo)超過(guò)環(huán)境指標(biāo)閾值時(shí)，執(zhí)行狀態(tài)調(diào)整策略；

7、初步評(píng)估模塊，在第二預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)，再次獲取plc控制柜的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)并與各閾值線(xiàn)對(duì)比，提取各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)中不符合閾值線(xiàn)的運(yùn)行參數(shù)數(shù)量以及重復(fù)不符合閾值線(xiàn)的運(yùn)行參數(shù)次數(shù)，并結(jié)合環(huán)境綜合指標(biāo)生成預(yù)警值；

8、調(diào)整監(jiān)測(cè)模塊，當(dāng)預(yù)警值小于標(biāo)準(zhǔn)閾值時(shí)，執(zhí)行定期檢查策略，反之，執(zhí)行變頻檢查策略。

9、進(jìn)一步地，所述執(zhí)行定期檢查策略或執(zhí)行變頻檢查策略，包括：

10、在第三預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)，基于定期檢查策略和變頻檢查策略判定plc控制柜的運(yùn)行狀態(tài)為正常狀態(tài)或故障狀態(tài)；

11、所述故障狀態(tài)下，觸發(fā)評(píng)估分析機(jī)制，獲得故障指數(shù)；

12、所述正常狀態(tài)下，觸發(fā)壽命分析機(jī)制，預(yù)測(cè)剩余壽命；

13、若當(dāng)前故障指數(shù)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)故障閾值或當(dāng)前剩余壽命大于標(biāo)準(zhǔn)壽命閾值，執(zhí)行報(bào)警標(biāo)定策略。

14、進(jìn)一步地，所述運(yùn)行參數(shù)包括電源狀態(tài)參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)參數(shù)以及通訊狀態(tài)參數(shù)；電源狀態(tài)參數(shù)包括輸入電源的電壓值、頻率值，設(shè)備狀態(tài)參數(shù)包括電機(jī)振動(dòng)值、電閥的流量值，所述通訊狀態(tài)參數(shù)包括波特率、延遲率；則執(zhí)行的狀態(tài)設(shè)定策略為：

15、依據(jù)對(duì)應(yīng)運(yùn)行參數(shù)超過(guò)閾值線(xiàn)和對(duì)應(yīng)閾值線(xiàn)的差值，按照預(yù)先搭建的規(guī)則引擎，制定第一監(jiān)管計(jì)劃，第一監(jiān)管計(jì)劃對(duì)應(yīng)的預(yù)估維修時(shí)長(zhǎng)所依據(jù)的公式為：

16、；

17、式中，duration1表示為第一監(jiān)管計(jì)劃產(chǎn)生的預(yù)估維修時(shí)長(zhǎng)，jb是基礎(chǔ)維修時(shí)長(zhǎng)，i表示對(duì)應(yīng)的某一運(yùn)行參數(shù)，pmi是某一運(yùn)行參數(shù)對(duì)應(yīng)數(shù)值，thi是某一運(yùn)行參數(shù)對(duì)應(yīng)的閾值線(xiàn)，g1是第一誤差修正因子，取值范圍為0～1。

18、進(jìn)一步地，所述執(zhí)行狀態(tài)調(diào)整策略，包括：

19、為各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)賦予相應(yīng)的權(quán)重，將各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)與其相應(yīng)的權(quán)重相乘并累加，生成對(duì)應(yīng)的評(píng)估指標(biāo)，包括第一評(píng)估指標(biāo)、第二評(píng)估指標(biāo)以及第三評(píng)估指標(biāo)；并構(gòu)建各項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)與環(huán)境綜合指標(biāo)的關(guān)系函數(shù)，包括第一關(guān)系函數(shù)、第二關(guān)系函數(shù)以及第三關(guān)系函數(shù)；

20、將判定為超過(guò)環(huán)境指標(biāo)閾值下對(duì)應(yīng)的評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行排序，生成第一排序表后輸出，且第一排序表中對(duì)各項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)降序排序；

21、獲取第一排序表下各項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，并進(jìn)行無(wú)量綱處理，生成標(biāo)準(zhǔn)化的運(yùn)行參數(shù)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的運(yùn)行參數(shù)降序排序，生成第二排序表后輸出，基于第一排序表和第二排序表構(gòu)建動(dòng)態(tài)屬性網(wǎng)絡(luò)，包括第一動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)、第二動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)以及第三動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)，且第一動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)、第二動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)以及第三動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)基于第一排序表的順序進(jìn)行名稱(chēng)規(guī)定；

22、基于動(dòng)態(tài)屬性網(wǎng)絡(luò)，抽取對(duì)應(yīng)的特征子圖，包括第一特征子圖、第二特征子圖以及第三特征子圖，且第一特征子圖對(duì)應(yīng)第一動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)，且第二特征子圖對(duì)應(yīng)第二動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)，且第三特征子圖對(duì)應(yīng)第三動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)；基于特征子圖確定對(duì)應(yīng)的狀態(tài)矢量；

23、按照預(yù)先搭建的規(guī)則引擎，制定第二監(jiān)管計(jì)劃，第二監(jiān)管計(jì)劃對(duì)應(yīng)的預(yù)估維修時(shí)長(zhǎng)為：

24、；

25、式中，duration2表示第二監(jiān)管計(jì)劃下對(duì)應(yīng)的維修時(shí)長(zhǎng)；jb為基礎(chǔ)維修時(shí)長(zhǎng)，c表示某一時(shí)刻下的對(duì)應(yīng)特征子圖的狀態(tài)矢量，表示預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的平均狀態(tài)矢量，表示預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的波動(dòng)矢量，g2是第二誤差修正因子。

26、進(jìn)一步地，所述動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的步驟，包括：

27、以plc控制柜為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，以每項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)對(duì)應(yīng)的設(shè)備為對(duì)象節(jié)點(diǎn)，且以plc控制柜與對(duì)應(yīng)設(shè)備所屬狀態(tài)為邊，且每條邊的權(quán)重由各項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)與環(huán)境綜合指標(biāo)的關(guān)系函數(shù)確定，以構(gòu)建出對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)屬性網(wǎng)絡(luò)。

28、進(jìn)一步地，所述生成預(yù)警值的公式為：

29、；

30、式中，warn表示為預(yù)警值，cs是不符合閾值線(xiàn)的運(yùn)行參數(shù)數(shù)量，sl是重復(fù)不符合閾值線(xiàn)的運(yùn)行參數(shù)次數(shù)，φ1是第一常數(shù)修正系數(shù)，其取值為1，β1、β2為權(quán)重系數(shù)。

31、進(jìn)一步地，所述執(zhí)行的定期檢查策略，包括：定期檢查是否按照目標(biāo)設(shè)定策略中的第一監(jiān)管計(jì)劃進(jìn)行維修監(jiān)管，且定期檢查的頻率為預(yù)設(shè)的固定值；

32、所述執(zhí)行的變頻檢查策略，包括：變頻檢查是否按照狀態(tài)調(diào)整策略中的第二監(jiān)管計(jì)劃進(jìn)行維修監(jiān)管，且變頻檢查的頻率依據(jù)固定值、預(yù)警值以及標(biāo)準(zhǔn)閾值進(jìn)行設(shè)置，并由以下公式獲取變頻檢查的頻率：

33、；

34、式中，dp表示變頻檢查的頻率，gd表示定期檢查中的預(yù)設(shè)固定值，ba表示標(biāo)準(zhǔn)閾值，g3表示第三誤差修正因子，int（·）為取整函數(shù)。

35、進(jìn)一步地，所述觸發(fā)評(píng)估分析機(jī)制，獲得故障指數(shù)所依據(jù)的公式為：

36、；

37、式中，fault表示故障指數(shù)，pl表示維修頻率，st表示維修時(shí)長(zhǎng)，φ2是第二常數(shù)修正系數(shù)，μ1、μ2為權(quán)重系數(shù)；

38、所述觸發(fā)壽命分析機(jī)制，預(yù)測(cè)獲得剩余壽命，包括：收集歷史被判定為故障狀態(tài)的時(shí)刻，隨機(jī)提取其兩個(gè)時(shí)序，獲得風(fēng)險(xiǎn)時(shí)間段，分別將風(fēng)險(xiǎn)時(shí)間段按時(shí)序排序并標(biāo)記為t1、t2、……、tn；其中，時(shí)序?yàn)閯?dòng)態(tài)變化量，且n表示被判斷為故障狀態(tài)的次數(shù)；將風(fēng)險(xiǎn)時(shí)間段等分并標(biāo)記r，且當(dāng)其有余數(shù)時(shí)，則為r+1，r為正整數(shù)且為動(dòng)態(tài)值；

39、結(jié)合歷史故障指數(shù)，分別計(jì)算出r或r+1下對(duì)應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)間段的風(fēng)險(xiǎn)因子，再結(jié)合當(dāng)前各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)、環(huán)境參數(shù)以及動(dòng)態(tài)屬性網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)矢量，并均導(dǎo)入到預(yù)先構(gòu)建的壽命分析模型中，預(yù)測(cè)輸出剩余壽命。

40、（三）有益效果

41、本發(fā)明提供一種plc控制柜的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)，具備以下有益效果：

42、1、本發(fā)明通過(guò)對(duì)plc控制柜的各項(xiàng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，根據(jù)各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)與對(duì)應(yīng)閾值線(xiàn)的對(duì)比情況，進(jìn)行個(gè)性化的監(jiān)管維修制定，而后依據(jù)環(huán)境參數(shù)，包括溫度值、濕度值、氣壓值以及粉塵密度值，分析得到環(huán)境綜合指標(biāo)，經(jīng)對(duì)比后執(zhí)行狀態(tài)調(diào)整策略，通過(guò)構(gòu)建動(dòng)態(tài)屬性對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，監(jiān)測(cè)每一時(shí)刻下plc控制柜所處狀態(tài)，提升故障預(yù)測(cè)和診斷的準(zhǔn)確性及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理故障，及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，提高系統(tǒng)的可靠性和安全性；

43、2、本發(fā)明通過(guò)對(duì)plc控制柜的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行初步評(píng)估，根據(jù)初步評(píng)估獲得的預(yù)警值，選擇性調(diào)整對(duì)監(jiān)管維修計(jì)劃的維修頻率，在初步評(píng)估結(jié)果不符合的情況下，改變變頻檢查的頻率，以更新監(jiān)管計(jì)劃，合理分配維修周期，能夠?qū)υ撓到y(tǒng)有效地進(jìn)行監(jiān)測(cè)以及維修調(diào)整，既能夠保證對(duì)于plc控制柜的有效維修，也能夠進(jìn)行針對(duì)性檢查以節(jié)省人力和時(shí)間成本；

44、3、本發(fā)明基于定期檢查策略和變頻檢查策略判定plc控制柜的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)一步方便了后續(xù)對(duì)于運(yùn)行狀態(tài)的分析工作；在故障狀態(tài)下，觸發(fā)評(píng)估分析機(jī)制，獲得故障指數(shù)；在正常狀態(tài)下，觸發(fā)壽命分析機(jī)制，預(yù)測(cè)剩余壽命；通過(guò)對(duì)plc控制柜對(duì)應(yīng)部件或設(shè)備進(jìn)行故障等級(jí)的劃分，有利于維修人員進(jìn)行對(duì)應(yīng)的維修工作，在一定程度上提高plc控制柜的工作效率。