本發(fā)明涉及物流自動(dòng)化，具體涉及一種實(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)控制相結(jié)合的物流電控系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、在自動(dòng)化物流的電控系統(tǒng)中，設(shè)備控制需要實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)中控制器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信號(hào)采集、計(jì)算、控制都需要實(shí)時(shí)性的保證，以實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)、精確控制、異常處理等必要功能。

2、實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)雖然保證關(guān)鍵任務(wù)的及時(shí)響應(yīng)，但批量數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)、分析能力受到限制，系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)靈活性不足，功能擴(kuò)展受限。

3、要解決以上問(wèn)題并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化物流電控系統(tǒng)更多功能需求，需要結(jié)合更多非實(shí)時(shí)性控制的軟硬件及方法。

4、cn117872896a公開(kāi)了一種摩擦焊智能控制裝置、方法和設(shè)備，裝置至少包括采集模塊、實(shí)時(shí)控制模塊以及非實(shí)時(shí)控制模塊；其中，采集模塊，用于采集摩擦焊的位移和加速度信息；實(shí)時(shí)控制模塊，用于基于摩擦焊的位移和加速度信息預(yù)測(cè)第一時(shí)間段內(nèi)的摩擦焊的未來(lái)軌跡，基于未來(lái)軌跡和摩擦焊的規(guī)劃軌跡輸出實(shí)時(shí)控制信號(hào)至非實(shí)時(shí)控制模塊，實(shí)時(shí)控制信號(hào)用于控制摩擦焊的速度和運(yùn)動(dòng)方向，以使摩擦焊在第一時(shí)間段內(nèi)的實(shí)際軌跡與摩擦焊的規(guī)劃軌跡保持一致；非實(shí)時(shí)控制模塊，用于基于實(shí)時(shí)控制信號(hào)生成非實(shí)時(shí)控制信號(hào)集，非實(shí)時(shí)控制信號(hào)集中包括多個(gè)具有執(zhí)行優(yōu)先級(jí)的控制指令，非實(shí)時(shí)控制模塊還用于根據(jù)非實(shí)時(shí)控制信號(hào)集控制摩擦焊的運(yùn)動(dòng)軌跡。該控制方法的主體設(shè)備為摩擦焊設(shè)備及其應(yīng)用場(chǎng)景，是針對(duì)單機(jī)設(shè)備的控制，而在自動(dòng)化物流行業(yè)控制中，設(shè)備控制規(guī)模大，種類多，設(shè)備布局場(chǎng)景也較為多變，以上技術(shù)方案內(nèi)容不能滿足現(xiàn)有自動(dòng)化物流場(chǎng)景下的系統(tǒng)控制。

5、cn113510720a公開(kāi)了一種實(shí)時(shí)分布式協(xié)作機(jī)器人控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)與機(jī)器人本體連接，包括linux操作系統(tǒng)單元、實(shí)時(shí)內(nèi)核單元、數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)單元、機(jī)器人控制單元、ethercat現(xiàn)場(chǎng)總線單元。其中，linux操作系統(tǒng)單元用于為建立機(jī)器人的操作運(yùn)行環(huán)境構(gòu)建ubuntu環(huán)境；實(shí)時(shí)內(nèi)核單元，用于執(zhí)行控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制；數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)單元，用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分發(fā)和訂閱；與數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)單元連接的機(jī)器人控制單元，包括實(shí)時(shí)控制模塊和非實(shí)時(shí)控制模塊；實(shí)時(shí)控制模塊和非實(shí)時(shí)控制模塊計(jì)算得到控制指令，并將控制指令輸送至ethercat現(xiàn)場(chǎng)總線單元；ethercat現(xiàn)場(chǎng)總線單元，用于將接收到控制信號(hào)，通過(guò)ethercat總線傳輸?shù)綑C(jī)器人本體的驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行相應(yīng)的控制。本技術(shù)實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的分布式實(shí)時(shí)控制。該系統(tǒng)將實(shí)時(shí)模塊與非實(shí)時(shí)模塊以軟件模塊方式集成到機(jī)器人控制單元中，該模式雖然可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人類單機(jī)類設(shè)備控制，但不適用于自動(dòng)化物流多設(shè)備及系統(tǒng)控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是在自動(dòng)化物流電控系統(tǒng)控制過(guò)程中，對(duì)傳感器、設(shè)備、物料數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)相結(jié)合方式處理、分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)電控系統(tǒng)物流輸送控制優(yōu)化，同時(shí)對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)、分析及應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控，系統(tǒng)故障、效率分析功能，通過(guò)結(jié)合計(jì)算機(jī)及軟件，還可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)軟硬件所具備的豐富擴(kuò)展功能。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案為：

3、一種實(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)控制相結(jié)合的物流電控系統(tǒng)，利用電控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)包括：

4、1)非實(shí)時(shí)控制模塊，由計(jì)算機(jī)硬件及其非實(shí)時(shí)控制軟件組成，通過(guò)非實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)獲取實(shí)時(shí)控制模塊產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)非實(shí)時(shí)控制軟件處理產(chǎn)生非實(shí)時(shí)控制數(shù)據(jù)，返回給實(shí)時(shí)控制模塊最終作用于設(shè)備，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)和設(shè)備控制、監(jiān)控和交互，同時(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析。

5、2)實(shí)時(shí)控制模塊，由實(shí)時(shí)控制器及其實(shí)時(shí)控制軟件組成，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線獲取電控系統(tǒng)設(shè)備傳感器信號(hào)，經(jīng)過(guò)實(shí)時(shí)控制軟件處理并結(jié)合設(shè)備狀態(tài)、物料信息和非實(shí)時(shí)控制數(shù)據(jù)，產(chǎn)生實(shí)時(shí)控制信號(hào)作用于設(shè)備，達(dá)成對(duì)設(shè)備的控制；同時(shí)產(chǎn)生系統(tǒng)設(shè)備數(shù)據(jù)和處理物料數(shù)據(jù)，反饋給非實(shí)控制模塊處理，并接收非實(shí)時(shí)控制模塊的非實(shí)時(shí)控制數(shù)據(jù)。

6、3)電控系統(tǒng)設(shè)備，由電控檢測(cè)器件及電控執(zhí)行器件組成，這些器件主要有傳感器、執(zhí)行器、顯示指示設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及專用控制設(shè)備，電控檢測(cè)器件一般指?jìng)鞲衅饔糜诜答佋O(shè)備及物料信號(hào)，電控執(zhí)行器件用于接收實(shí)時(shí)控制信號(hào)并執(zhí)行控制功能。

7、4)非實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)：由以太網(wǎng)及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成，連接實(shí)時(shí)控制模塊與非實(shí)時(shí)控制模塊的硬件設(shè)備，用于模塊之間通信，交互非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

8、5)現(xiàn)場(chǎng)總線：由總線電纜及相關(guān)設(shè)備組成，鏈接實(shí)時(shí)控制模塊與電控系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行通信，交互實(shí)時(shí)信號(hào)。

9、進(jìn)一步地，所述非實(shí)時(shí)控制模塊主要由計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)，該模塊還包括：

10、a)數(shù)據(jù)交互子模塊：用于與實(shí)時(shí)控制模塊的數(shù)據(jù)交互子模塊通過(guò)非實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，

11、b)數(shù)據(jù)處理子模塊，用于對(duì)采集實(shí)時(shí)控制模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以及對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)已存在的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，

12、c)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子模塊，用于將數(shù)據(jù)處理完成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到變量或數(shù)據(jù)庫(kù)中，

13、d)設(shè)備控制子模塊，用于基于變量或數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)通過(guò)控制程序產(chǎn)生控制指令數(shù)據(jù)，

14、e)監(jiān)視與交互子模塊，用于進(jìn)一步處理采集的數(shù)據(jù)并提供與顯示設(shè)備進(jìn)行交互功能接口；

15、進(jìn)一步地，所述實(shí)時(shí)控制模塊主要由實(shí)時(shí)控制器軟件實(shí)現(xiàn)，該模塊還包括：

16、a)實(shí)時(shí)控制子模塊，用于根據(jù)實(shí)時(shí)控制模塊通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線采集的電控系統(tǒng)設(shè)備傳感器信號(hào)生成設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和處理物料信息數(shù)據(jù)；還用于根據(jù)包括設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、物料信息數(shù)據(jù)、控制指令數(shù)據(jù)以及實(shí)時(shí)控制模塊通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線采集的電控系統(tǒng)設(shè)備傳感器信號(hào)，執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)備控制邏輯，產(chǎn)生實(shí)時(shí)控制信號(hào)，控制設(shè)備將貨物輸送到指定位置或完成設(shè)備動(dòng)作功能，

17、b)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)表，存儲(chǔ)基于實(shí)時(shí)控制子模塊生成的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)

18、c)物料信息數(shù)據(jù)表，存儲(chǔ)基于實(shí)時(shí)控制子模塊處理的物料信息數(shù)據(jù)

19、d)控制指令數(shù)據(jù)表，存儲(chǔ)接收到的非實(shí)時(shí)控制模塊對(duì)設(shè)備控制指令數(shù)據(jù)，

20、e)數(shù)據(jù)交互子模塊，與非實(shí)時(shí)控制模塊的數(shù)據(jù)交互子模塊通過(guò)非實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；

21、本發(fā)明還提供一種實(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)控制相結(jié)合控制的非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)使用方法，包括以下步驟：1)在實(shí)時(shí)控制模塊中定義設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)表和物料信息數(shù)據(jù)表，用于存儲(chǔ)實(shí)時(shí)控制過(guò)程中設(shè)備及物料臨時(shí)數(shù)據(jù)；

22、2)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互功能：使用非實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)軟硬件實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制模塊與非實(shí)時(shí)控制模塊的數(shù)據(jù)交互；

23、3)數(shù)據(jù)采集：使用發(fā)布訂閱方式或輪詢方式通信，非實(shí)時(shí)控制模塊接收實(shí)時(shí)控制模塊發(fā)送來(lái)的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、物料信息數(shù)據(jù)和控制指令數(shù)據(jù)；

24、4)數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)：篩選有變化的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、物料信息數(shù)據(jù)以及控制指令數(shù)據(jù),存儲(chǔ)在與設(shè)備一一對(duì)應(yīng)的變量中；處理采集數(shù)據(jù)，通過(guò)在數(shù)據(jù)中增加當(dāng)前數(shù)據(jù)變化時(shí)間，對(duì)設(shè)備與物料數(shù)據(jù)之間建立關(guān)系數(shù)據(jù)等方式處理后，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)作為系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)。

25、5)設(shè)備控制：根據(jù)需要的功能設(shè)計(jì)控制程序，使用數(shù)據(jù)處理后存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)作為控制輸入數(shù)據(jù)，計(jì)算完成將控制指令數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞給實(shí)時(shí)控制模塊的控制指令數(shù)據(jù)中,完成非實(shí)時(shí)控制功能數(shù)據(jù)產(chǎn)生過(guò)程，再由實(shí)時(shí)控制模塊中實(shí)時(shí)控制功能結(jié)合非實(shí)時(shí)控制指令數(shù)據(jù)完成系統(tǒng)最終的控制指令下達(dá)，完成對(duì)設(shè)備控制。

26、6)監(jiān)控與交互：訪問(wèn)并處理與設(shè)備一一對(duì)應(yīng)的變量數(shù)據(jù)，傳遞給前端圖形化界面程序，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控功能，獲取前端輸入內(nèi)容通過(guò)數(shù)據(jù)交互子模塊和數(shù)據(jù)交互子模塊將數(shù)據(jù)最終交由實(shí)時(shí)控制模塊，實(shí)現(xiàn)交互功能。

27、7)系統(tǒng)優(yōu)化：根據(jù)設(shè)備狀態(tài)及物料信息數(shù)據(jù)，判斷當(dāng)前系統(tǒng)流量狀態(tài)，根據(jù)系統(tǒng)不同布局，可優(yōu)化物流系統(tǒng)路徑；根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)歷史設(shè)備狀態(tài)，判斷設(shè)備故障位置，并重點(diǎn)維護(hù)；根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)歷史物料與設(shè)備關(guān)系數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)物料歷史輸送過(guò)程分析，統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)指定設(shè)備效率。

28、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序能夠被處理器執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述的實(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)控制相結(jié)合的物流電控方法。

29、本發(fā)明的有益效果包括：

30、1)使用實(shí)時(shí)控制模塊與非實(shí)時(shí)控制模塊結(jié)合方式實(shí)現(xiàn)物流電控系統(tǒng)，充分發(fā)揮了實(shí)時(shí)控制和非實(shí)時(shí)控制的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)單一控制方式的不足，有效提升電控系統(tǒng)控制負(fù)載上限，增強(qiáng)電控系統(tǒng)的系統(tǒng)功能；

31、2)充分利用電控系統(tǒng)中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和過(guò)程數(shù)據(jù)，不僅實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控、交互的常規(guī)功能，還可以通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析、應(yīng)用實(shí)現(xiàn)控制器無(wú)法實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)軟件方式的功能；

32、3)通過(guò)非實(shí)時(shí)控制模塊引入，為原來(lái)相對(duì)封閉的電控系統(tǒng)引入更多計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)提供了可能性。