【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及plc通信控制的，公開了一種安全冗余的plc通信控制系統。
技術介紹
1、安全冗余大的plc通信控制系統是為了確保工業自動化系統的高可靠性和安全性而設計的。這類系統通過使用冗余配置來提高系統的可用性和容錯能力。然而，即便是高度冗余的plc系統，在實際應用和發展過程中也會遇到一些不足之處，冗余系統的設計需要考慮更多的因素，如冗余邏輯的實現、切換機制的設計等，這使得系統的設計和實施變得更為復雜，冗余系統依賴于主備切換機制來確保在主系統發生故障時備用系統能夠無縫接管。如果切換機制不完善，可能會導致切換失敗或數據丟失，在冗余系統中，故障診斷變得更加復雜，因為需要確定是主系統還是備份系統出現了問題，而且故障恢復時間可能會更長，因為它涉及到更多組件的故障排除和替換，有時出現故障修復堆疊引起plc通信控制健康問題。
2、例如現有的授權公告號為cn114384792b的中國專利公開了一種安全冗余的plc通信控制系統，包括：冗余plc通信端口、安全過濾模塊、冗余模塊、通信模塊、安全隔離模塊和控制模塊。安全過濾模塊用于數據監測、過濾和告警；冗余模塊用于對命中預設流量類型的數據幀進行復制、消除和異常狀態上報；安全監測分析模塊，用于實時監測上述告警和異常狀態，并上報至控制模塊，控制模塊的診斷控制功能會對異常狀態進行導向安全操作，并可選擇對異常數據進行分析；安全隔離模塊，用于通信模塊、控制模塊和安全監測分析模塊間的數據隔離和交換，避免模塊間的直接連接。該系統在通信端口采用了冗余和過濾的安全傳輸機制，在控制器內部增加安全診斷控制和
3、但是上述專利中存在：數據安全性能差，無法動態切換冗余策略以適應新的數據處理策略，盡管有冗余模塊和安全隔離設計，但系統中的某些故障可能會通過不易察覺的方式影響到其他模塊，而安全診斷控制手段單一，安全診斷無法和健康檢測互聯導致相互割裂，增加了故障傳播的風險。
技術實現思路
1、本部分的目的在于概述本專利技術的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和專利技術名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和專利技術名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本專利技術的范圍。
2、為解決上述技術問題，本專利技術的主要目的在于提供一種安全冗余的plc通信控制系統，包括：
3、通信冗余模塊，包括數據同步單元、切換單元和策略調整單元，所述數據同步單元用于確保主plc單元和副plc單元之間的數據實時同步，所述切換單元用于在主plc單元出現故障時自動切換到副plc單元，所述策略調整單元用于調整冗余策略；
4、故障診斷模塊，用于對冗余策略和plc通信控制進行故障測試；
5、健康監測模塊，用于對plc通信控制的健康進行診斷。
6、作為本專利技術一種安全冗余的plc通信控制系統的一種優選方案，其中：
7、所述數據同步單元通過數據傳輸協議和同步機制，將主plc單元的實時數據復制到副plc，通過同步監測模型監測數據同步結果，同步監測模型先通過數據同步差值計算主plc單元與副plc單元的樣本數據差值，并通過樣本數據差值判斷同步狀態，若主plc單元與副plc單元的樣本數據差值大于數據同步平衡閾值，則同步狀態錯誤，調整數據同步靈敏度系數，若主plc單元與副plc單元的樣本數據差值不大于數據同步平衡閾值，則同步狀態正常。
8、作為本專利技術一種安全冗余的plc通信控制系統的一種優選方案，其中：
9、所述數據同步差值計算表達式如下所示：
10、
11、其中，為數據同步差值，m為數據組數，m為數據總組數，為第m組主plc單元數據，為第m組副plc單元數據，為數據同步差值的平均值；
12、判斷數據同步狀態的表達式如下所示：
13、
14、其中，為數據同步靈敏度系數，為數據同步平衡閾值，z為判斷數據同步是否錯誤，為樣本數據差值；
15、通過移動步長平均對靈敏度系數進行調整，計算表達式如下所示：
16、
17、其中，為調整后的靈敏度系數，為t時刻未完成數據同步靈敏度系數校正的的數據同步差值，為未調整的靈敏度系數，為t時刻數據總組數，為t時刻的已完成數據同步靈敏度系數校正的數據組數。
18、作為本專利技術一種安全冗余的plc通信控制系統的一種優選方案，其中：
19、所述策略調整單元包括負載監測模型、性能指標檢測和策略調整邏輯；
20、采集處理后的系統運行時的負載數據為數據基礎建立負載監測模型，通過負載監測模型動態監測系統負載和性能，負載監測模型計算表達式如下所示：
21、
22、其中，為負載監測模型輸出負載預測值，為第i個卷積核權重，為第j組采集的plc通信控制系統負載實際值，b為偏置項，f（）為激活函數，n為負載實際值的總組數。
23、作為本專利技術一種安全冗余的plc通信控制系統的一種優選方案，其中：
24、所述故障診斷模塊包括冗余策略故障監測，通過建立安全冗余模型對冗余策略進行監測；
25、所述安全冗余模型通過將主plc單元數據同步副plc單元的過程進行過程建模得到，數據轉移矩陣為數據從主plc單元數據到副plc單元的觀測數據。
26、作為本專利技術一種安全冗余的plc通信控制系統的一種優選方案，其中：
27、所述數據轉移矩陣表達式如下所示：
28、
29、其中，為數據轉移矩陣，為主plc單元第一數據同步副plc單元第一數據，為主plc單元第d數據同步副plc單元第s數據，d為主plc單元數據計數，s為副plc單元數據計數；
30、構建安全冗余模型用于描述主plc單元通信控制數據同步副plc單元，通過條件概率評估安全冗余的plc通信控制系統執行冗余策略時的故障概率。
31、作為本專利技術一種安全冗余的plc通信控制系統的一種優選方案，其中：
32、所述故障概率的計算表達式如下所示：
33、
34、其中，為調取觀測數據下冗余策略執行故障預測概率，為觀測數據先驗概率，為觀測數據的邊際概率，為在執行冗余策略后采集的觀測數據的似然，為在執行冗余策略的故障行為，q為數據轉移。
35、作為本專利技術一種安全冗余的plc通信控制系統的一種優選方案，其中：
36、所述執行冗余策略的故障行為計算表達式如下所示：
37、
38、其中，y為冗余策略執行主plc單元通信控制數據同步副plc單元的位置，p為通信控制數據同步的位置，λ為數據轉移尺度。
39、作為本專利技術一種安全冗余的plc通信控制系統的一種優選方案，其中：
40、通過故障監測實時監測plc的通信健康狀態，及時發現并報告通信異常或故障；
41、健康監測模型包括主pl本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種安全冗余的PLC通信控制系統，包括：
2.根據權利要求1所述的一種安全冗余的PLC通信控制系統，其特征在于：
3.根據權利要求2所述的一種安全冗余的PLC通信控制系統，其特征在于：
4.根據權利要求3所述的一種安全冗余的PLC通信控制系統，其特征在于：
5.根據權利要求4所述的一種安全冗余的PLC通信控制系統，其特征在于：
6.根據權利要求5所述的一種安全冗余的PLC通信控制系統，其特征在于：
7.根據權利要求6所述的一種安全冗余的PLC通信控制系統，其特征在于：
8.根據權利要求7所述的一種安全冗余的PLC通信控制系統，其特征在于：
9.根據權利要求8所述的一種安全冗余的PLC通信控制系統，其特征在于：
【技術特征摘要】
1.一種安全冗余的plc通信控制系統，包括：
2.根據權利要求1所述的一種安全冗余的plc通信控制系統，其特征在于：
3.根據權利要求2所述的一種安全冗余的plc通信控制系統，其特征在于：
4.根據權利要求3所述的一種安全冗余的plc通信控制系統，其特征在于：
5.根據權利要求4所述的一種安全冗余的plc通信...
【專利技術屬性】
技術研發人員：姚文廣，劉麗婷，
申請(專利權)人：傲拓科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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