[发明专利]一种网关与PLC配合的工业监控冗余系统的控制方法及系统

说明书

本发明涉及工业控制领域，具体涉及一种网关与PLC配合的工业监控冗余系统的控制方法及系统，其通过实时获取当前时刻的三元组；构建网络预测模型，以历史时刻的三元组为训练样本，并利用相空间重构对所述三元组进行标注，对所述网络预测模型进行训练，得到训练好的网络预测模型；将当前时刻的三元组，输入训练好的网络预测模型，输出网关与PLC的切换结果。即本发明能够实现网关与PLC的冗余控制，保证了工业监控冗余控制的稳定性。

技术领域

本发明涉及工业控制领域，具体为一种网关与PLC配合的工业监控冗余系统的控制方法及系统。

背景技术

工业控制网络主要采用可编程控制器(PLC，Programma ble LogicController)（下文简称为PLC控制器或PLC）对工业现场的诸如智能化仪器、仪表、执行机构等等的工业终端设备（下文简称为终端设备）进行控制和管理。但PLC的计算资源较少、开发接口调用方式固定，难以完成多协议开发，更无法实现强大且复杂的行业优化算法。

随着嵌入式计算机硬软件资源的飞速发展，使得基于嵌入式计算机开发的网关，已经从单纯的数据协议解析组包传输的专用设备，演进成为具有协议解析打包、数据采集、实时/历史处理、逻辑控制、就地显示、视频处理、多通信方式/多通道模式、多计算接口的新型设备——边缘计算网关，实际上已经具备替代传统的现场X86工控机的相关需求，因为工业级无风扇的特点，网关的稳定性好、可靠性高、价格更低、功耗更小，即为边缘计算网关，如图1所示，为边缘计算网关与PLC、工业终端设备连接的结构框图，其主要任务是：

1) 解析南向上行通信协议，获取来自现场的实时数据（包括来自PLC的数据）。

2) 重组数据，形成北向上行通信协议，送往北向监控系统。

3) 解析北向下行通信协议，获取来自北向监控系统的控制命令。

4) 重组数据，形成南向下行通信协议，送往南向现场设备。

上述中的边缘计算网关，主要是将北向下行的控制命令与南向上行的实时数据，导入在边缘计算网关中运行的优化算法，通过计算得出对应用现场的最优调整值，自行下发给南向受控设备（包括但不限于PLC），完成闭环控制流程。

因此，网关也能够同时执行更多的功能需求，是实现行业应用算法的理想载体，有能力成为现场智能控制的真正大脑。

而目前如何实现边缘计算网关和PLC的合理配合控制的冗余机制，从而提升控制的可靠性，使其能够既考虑现场应用的现状、需求和未来发展，又发挥各自优势，已经成为工业控制研究的新的方向。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种网关与PLC配合的工业监控冗余系统的控制方法及系统，所采用的技术方案具体如下：

本发明提供的一种网关与PLC配合的工业监控冗余系统的控制方法的技术方案，包括如下步骤：

实时获取当前时刻的三元组；

构建网络预测模型，以历史时刻的三元组为训练样本，并利用相空间重构对所述训练样本进行标注，对所述网络预测模型进行训练，得到训练好的网络预测模型；

将当前时刻的三元组，输入训练好的网络预测模型，输出网关与PLC的切换结果；

其中，当前时刻的三元组和历史时刻的三元组的获取过程为：获取PLC控制回环时间、网关回环时间以及全局回环时间，所述全局回环时间为PLC控制回环时间与所述网关回环时间中较大的时间；分别记录网关和PLC待处理的指令队列长度，进而获取全局的指令队列长度，所述全局的指令队列长度为两指令队列长度中较大的指令队列长度，其中，指令队列长度为接收缓冲区的数据包长度；