一种基于5g的工业远程控制系统及方法与流程

1.本发明涉及远程控制技术领域，具体涉及一种基于5g的工业远程控制系统及方法。


背景技术：

2.在工业远程控制中，操作人员利用电脑、手机等远端遥控设备通过通信网络将控制指令传送到近端控制器(一般是可编程控制器plc)，plc接受到控制指令后通过内部的可编程存储器将指令转化为机器语言指令，从而完成对设备的操控，达到远程监测、远程控制、远程维护设备的目的。除此之外，监测系统会将监测到的数据以及设备的运行情况返回到计算机处理中心，数据平台会将这些数据储存起来并分析处理，为后续的控制和检修提供基础。
3.现有的工业远程控制方案在实施时，大多数是通过各种监测传感器对工业设备运行时的温度、湿度、响度或者振动进行监测分析和判断可能存在的异常，当存在多个异常运行状态的工业设备时，不能将不同类型的异常状态进行联立整合，并结合异常运行状态的工业设备的历史故障信息进行评估，无法自适应的远程控制实施不同的处理方案进行处理，使得若干个异常运行状态的工业设备的远程控制之间形成独立的孤岛，进而导致工业远程控制的整体效果不佳。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于5g的工业远程控制系统及方法，用于解决现有方案中不能将当下整体的故障情况与设备的历史故障情况进行整合和评估，并根据评估结果自适应的远程控制实施不同处理方案的技术问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种基于5g的工业远程控制系统，包括故障监测模块、故障评估模块、通信模块和整合调度模块；
7.故障监测模块用于对各个区域内工业设备的运行状态进行监测和分析，得到故障监测集并将其通过通信模块传输至故障评估模块；包括：
8.获取非正常状态及其对应的设备，非正常状态包含异常状态和严重状态；设定不同的非正常状态均对应一个不同的状态关联值，将获取的非正常状态与所有的非正常状态进行匹配获取异常状态和严重状态对应的状态关联值并分别标记为cg和zg；
9.统计非正常状态中异常状态和严重状态对应的工业设备总个数并分别取值标记为yc和yz；
10.获取异常状态和严重状态对应的设备名称以及位置坐标，根据设备名称获取对应的设备关联值并标记为sg；
11.将取值标记的状态关联值、异常状态和严重状态对应的设备总个数以及若干个设备关联值进行联立获取工业设备的运状评估值；
12.将运状评估值与预设的运状评估范围进行匹配来对出现的非正常状态进行整体评估；若运状评估值小于运状评估范围的最小值，则生成轻度信号；若运状评估值不小于运状评估范围的最小值且不大于运状评估范围的最大值，则生成中度信号；若运状评估值大于运状评估范围的最大值，则生成重度信号；
13.轻度信号、中度信号和重度信号构成故障监测集。
14.优选地，运状评估值yzp通过计算得到，计算的公式为：
[0015][0016]
式中，a1和a2为不同的均大于零的比例系数，且取值范围均属于(0,6)。
[0017]
优选地，故障评估模块用于根据故障监测集对出现非正常状态的若干个工业设备进行故障评估，获取到包含非常规设备和常规设备的故障评估集并将其通过通信模块发送至整合调度模块；
[0018]
整合调度模块用于根据故障监测集和故障评估集对远程调度的信息进行整合得到故障排查清单，根据故障排查清单远程控制提醒相关级别和相关人数的维修人员前去处理。
[0019]
优选地，根据故障监测集对出现非正常状态的若干个工业设备进行故障评估，包括：
[0020]
对所有异常状态以及严重状态的工业设备进行故障评估时，根据预设的评估时间段对各个工业设备的历史故障信息并进行预处理；
[0021]
获取预设的评估时间段内各个工业设备的历史故障原因及其对应的故障关联值并取值标记为gg；统计每次历史故障的维修时长并取值标记为ws；维修时长的单位为小时；统计预设的评估时间段内各个工业设备出现的故障总次数并取值标记为gc；统计每次历史故障派出维修人员的总人数并取值标记为wr；
[0022]
对预处理后的各项数据进行联立计算和分析，得到故障评估集。
[0023]
优选地，对预处理后的各项数据进行联立计算和分析，包括：
[0024]
将取值标记的各项数据与工业设备对应的设备关联值进行联立，利用公式计算获取工业设备的故障评估值gzp；该公式为：
[0025][0026]
式中，b1、b2为不同的均大于零的比例系数，且取值范围均属于(1,20)。
[0027]
优选地，将故障评估值与预构建的故障清单中包含的若干个故障范围进行匹配，若故障评估值不属于任一个故障范围，则判定对应设备的非正常状态为非常规异常并生成非常规信号，根据非常规信号将对应的工业设备及其对应的坐标设定为非常规设备和非常规坐标；
[0028]
若故障评估值属于其中一个故障范围，则判定对应工业设备的非正常状态为常规异常并生成常规信号，根据常规信号将对应的设备及其对应的坐标设定为常规设备和常规坐标；
[0029]
若干个非常规设备和非常规坐标以及常规设备和常规坐标构成故障评估集。
[0030]
优选地，根据故障监测集和故障评估集对远程调度的信息进行整合得到故障排查
清单，包括：
[0031]
若故障监测集中包含轻度信号、中度信号或者重度信号，则判断需要检修的人数少、人数中等以及人数多并生成第一人员指令、第二人员指令或者第三人员指令，根据第一人员指令、第二人员指令或者第三人员指令生成对应的一级调度人数、二级调度人数或者三级调度人数。
[0032]
优选地，若故障评估集中包含非常规设备，则判断需要高级检修员进行检修并生成高级调度指令，根据高级调度指令远程控制提示高级检修员前往非常规设备对应的非常规坐标进行处理；
[0033]
若故障评估集中包含常规设备，获取常规设备对应的故障范围以及对应的常规故障级别，并根据常规故障级别远程控制提示对应级别的检修员前往常规设备对应的常规坐标进行处理；
[0034]
不同类型的人员指令和调度人数以及不同级别的检修员构成故障排查清单。
[0035]
为了解决上述问题，本发明还提供一种基于5g的工业远程控制方法，包括：
[0036]
对各个区域内工业设备的运行状态进行监测，获取不同非正常状态的工业设备及其相对应的状态关联值、设备关联值和设备总数并联立计算，得到工业设备的运状评估值；
[0037]
将运状评估值与预设的运状评估范围进行匹配来对出现的非正常状态进行整体评估，得到包含轻度信号、中度信号和重度信号的故障监测集；
[0038]
根据故障监测集对出现非正常状态的若干个工业设备进行故障评估，获取预设的评估时间段内各个工业设备的历史故障信息中的各项数据并进行联立计算，得到工业设备的故障评估值；
[0039]
将故障评估值与预构建的故障清单中包含的若干个故障范围进行匹配，得到包含非常规设备和常规设备的故障评估集；
[0040]
根据故障监测集和故障评估集对远程调度的信息进行整合得到故障排查清单，根据故障排查清单远程控制提醒相关级别和相关人数的维修人员前去处理。
[0041]
为了解决上述问题，本发明还提供一种电子设备，电子设备包括：
[0042]
存储器，存储至少一个指令；及
[0043]
处理器，执行存储器中存储的指令以实现上述的一种基于5g的工业远程控制系统。
[0044]
相比于现有方案，本发明实现的有益效果：
[0045]
1、本发明通过将不同类型工业设备的重要性方面和非正常状态方面以及总个数进行联立获取运状评估值，通过运状评估值对工业设备出现故障的整体状态进行全面评估，先从整体出发对出现的单个或者多个非正常状态的工业设备进行整体评估，根据评估结果获取故障的影响程度，后续再根据不同工业设备的非正常状态进行局部的分析评估，以便可以实现更全面多样的远程控制和调度。
[0046]
2、本发明通过将历史故障信息中各方面的数据进行联立获取故障评估值，基于故障评估值来对不同类型的工业设备的历史故障方面进行评估，以便可以为对应类型的工业设备的检修提供数据支持；通过结合当下方面和历史方面各方面的数据来实现对工业设备的故障进行初步的分析评估故障存在的情况，并自适应的远程控制调度相对应的检修人员进行差异化的处理，有效提高了工业远程控制的监测效果和调度效果。
附图说明
[0047]
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0048]
图1为本发明一种基于5g的工业远程控制系统的模块框图。
[0049]
图2为本发明一种基于5g的工业远程方法的流程示意图。
[0050]
图3为实现本发明实施例的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
[0051]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0052]
实施例一
[0053]
如图1所示，本发明为一种基于5g的工业远程控制系统，包括故障监测模块、故障评估模块、通信模块和整合调度模块；其中，通信模块包含5g网络，各个模块之间通过通信模块进行数据传输；
[0054]
故障监测模块用于对各个区域内工业设备的运行状态进行监测和分析，得到故障监测集；包括：
[0055]
获取非正常状态及其对应的设备，非正常状态包含异常状态和严重状态；
[0056]
其中，异常状态表示对应的运行效率低于正常状态对应的运行效率；严重状态表示为停机无法运行；
[0057]
设定不同的非正常状态均对应一个不同的状态关联值，将获取的非正常状态与所有的非正常状态进行匹配获取异常状态和严重状态对应的状态关联值并分别标记为cg和zg；
[0058]
其中，状态关联值是对非正常状态进行数字化表示，异常状态和严重状态分别预先设置一个对应的状态关联值，状态关联值的具体数值可以基于现有的工业故障大数据进行设定。
[0059]
统计非正常状态中异常状态和严重状态对应的工业设备总个数并分别取值标记为yc和yz；异常状态和严重状态对应的工业设备总个数至少有一个；
[0060]
获取异常状态和严重状态对应的设备名称以及位置坐标，将获取的设备名称与预构建的设备名称表进行匹配获取对应的设备关联值并标记为sg；
[0061]
其中，设备关联值是用于对不同类型的工业设备进行数字化和差异化表示，以此来实现针对不同类型的工业设备实施差异化的分析评估，不同类型的工业设备根据重要性的不同预先设置一个对应的设备关联值；
[0062]
将取值标记的状态关联值、异常状态和严重状态对应的设备总个数以及若干个设备关联值进行联立，利用公式计算获取工业设备的运状评估值yzp；该公式为：
[0063][0064]
式中，a1和a2为不同的均大于零的比例系数，且取值范围均属于(0,6)，公式中的
预设比例系数由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得，比如a1可以取值为1.265，a2可以取值为3.473；
[0065]
需要解释的是，运状评估值是用于对工业设备出现故障的整体状态进行全面评估的数值；将不同类型工业设备的重要性方面和非正常状态方面以及总个数进行联立，可以实现对工业设备出现故障的整体状态进行全面评估；当工业设备出现故障时，特别是严重状态的故障时，容易产生连锁反应导致相关联的若干个工业设备均无法正常运行，此时对应的故障整体状态的级别高；此外，也有存在只是单个工业设备为异常状态，并未对其它工业设备的运行造成影响，此时对应的故障整体状态的级别低。
[0066]
将运状评估值与预设的运状评估范围进行匹配来对出现的非正常状态进行整体评估；
[0067]
若运状评估值小于运状评估范围的最小值，则判定出现故障的整体状况为轻度级别并生成轻度信号；
[0068]
若运状评估值不小于运状评估范围的最小值且不大于运状评估范围的最大值，则判定出现故障的整体状况为中度级别并生成中度信号；
[0069]
若运状评估值大于运状评估范围的最大值，则判定出现故障的整体状况为重度级别并生成重度信号；
[0070]
轻度信号、中度信号和重度信号构成故障监测集；
[0071]
本发明实施例中，通过运状评估值对工业设备出现故障的整体状态进行全面评估，先从整体出发对出现的单个或者多个非正常状态的工业设备进行整体评估，根据评估结果获取故障的影响程度，后续再根据不同工业设备的非正常状态进行局部的分析评估，以便可以实现更全面多样的远程控制和调度。
[0072]
故障评估模块用于根据故障监测集对出现非正常状态的若干个工业设备进行故障评估，获取到包含非常规设备和常规设备的故障评估集并将其发送至整合调度模块；具体的步骤包括：
[0073]
对所有异常状态以及严重状态的工业设备进行故障评估时，根据预设的评估时间段对各个工业设备的历史故障信息并进行预处理；
[0074]
获取预设的评估时间段内各个工业设备的历史故障原因，预设的评估时间段可以为三个月或者半年，设定不同的故障原因均对应一个不同的故障关联值，将获取的历史故障原因与所有的历史故障原因进行匹配获取对应的故障关联值并取值标记为gg；
[0075]
其中，各个工业设备的历史故障原因可以基于故障检修的大数据获得，此外，不同的故障原因均预先设置一个对应的故障关联值，这里设置故障关联值的目的同样是实现文本化的历史故障原因进行数字化和差异化的表示，基于历史故障原因方面来对对应的工业设备的运行状态进行评估，可以使得维修人员前去维修前有个大致的了解，以便可以提高安排好维修方案来提高远程控制检修的整体效果；
[0076]
统计每次历史故障的维修时长并取值标记为ws；维修时长的单位为小时；
[0077]
统计预设的评估时间段内各个工业设备出现的故障总次数并取值标记为gc；
[0078]
统计每次历史故障派出维修人员的总人数并取值标记为wr；
[0079]
将取值标记的各项数据与工业设备对应的设备关联值进行联立，利用公式计算获取工业设备的故障评估值gzp；该公式为：
[0080][0081]
式中，b1、b2为不同的均大于零的比例系数，且取值范围均属于(1,20)，b1可以取值为3.658，b2可以取值为1.254；
[0082]
需要说明的是，故障评估值是用于对不同非正常状态的工业设备是否属于常规异常故障，可以对非正常状态的工业设备进行分类，以便为远程控制调控的实施提供数据支持；
[0083]
此外，上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，另外，由于不同工厂的规模不同，对应的工业设备类型及数量也不同，因此分析时相关的阈值以及范围可以根据实际应用场景进行取值。
[0084]
将故障评估值与预构建的故障清单中包含的若干个故障范围进行匹配，若故障评估值不属于任一个故障范围，则判定对应设备的非正常状态为非常规异常并生成非常规信号，根据非常规信号将对应的工业设备及其对应的坐标设定为非常规设备和非常规坐标；
[0085]
其中，故障清单包含若干个故障范围，本发明实施例的故障范围可以为三个，分别对应初级故障范围、中级故障范围和高级故障范围，均为常规的容易出现的故障，当故障评估值不属于其中的一个故障范围，表示对应的工业设备历史出现的故障需要高级别的维修人员进行处理，若干个故障范围的具体数值基于历史的故障检修大数据来进行设定；
[0086]
若故障评估值属于其中一个故障范围，则判定对应工业设备的非正常状态为常规异常并生成常规信号，根据常规信号将对应的设备及其对应的坐标设定为常规设备和常规坐标；
[0087]
若干个非常规设备和非常规坐标以及常规设备和常规坐标构成故障评估集。
[0088]
本发明实施例中，基于历史故障信息中各方面的数据进行联立获取故障评估值，基于故障评估值来对不同类型的工业设备的历史故障方面进行评估，以便可以为对应类型的工业设备的检修提供数据支持；
[0089]
值得注意的是，运状评估值是从当下维度进行全面的监测分析，故障评估值是从历史维度进行单一的监测分析，当只存在一台非正常状态的工业设备，故障评估值的优先级高于运状评估值的优先级。
[0090]
整合调度模块用于根据故障监测集和故障评估集对远程调度的信息进行整合得到故障排查清单，根据故障排查清单远程控制提醒相关级别和相关人数的维修人员前去处理，具体的步骤包括：
[0091]
确定故障监测集中包含的信号，若故障监测集中包含轻度信号，则判断需要检修的人数少并生成第一人员指令，根据第一人员指令生成对应的一级调度人数，一级调度人数可以为所有检修员的1/3；
[0092]
若故障监测集中包含中度信号，则判断需要检修的人数中等并生成第二人员指令，根据第二人员指令生成对应的二级调度人数，二级调度人数可以为所有检修员的一半；
[0093]
若故障监测集中包含重度信号，则判断需要检修的人数多并生成第三人员指令，根据第三人员指令生成对应的三级调度人数，三级调度人数可以为为所有的检修员；
[0094]
确定故障评估集中存在的设备故障类型，若故障评估集中包含非常规设备，则判断需要高级检修员进行检修并生成高级调度指令，根据高级调度指令远程控制提示高级检
修员前往非常规设备对应的非常规坐标进行处理；
[0095]
若故障评估集中包含常规设备，获取常规设备对应的故障范围以及对应的常规故障级别，并根据常规故障级别远程控制提示对应级别的检修员前往常规设备对应的常规坐标进行处理；其中，常规故障级别包含初级检修员、中级检修员和高级检修员，这里的高级检修员与非常规设备对应的高级检修员相同；
[0096]
不同类型的人员指令和调度人数以及不同级别的检修员构成故障排查清单。
[0097]
本发明实施例中，通过根据故障监测集和故障评估集分别进行检修人数的评估和检修级别的评估，通过结合当下方面和历史方面各方面的数据来实现对工业设备的故障进行初步的分析评估故障存在的情况，并自适应的远程控制调度相对应的检修人员进行差异化的处理，有效提高了工业远程控制的监测效果和调度效果。
[0098]
实施例二
[0099]
如图2所示，一种基于5g的工业远程控制方法，包括：
[0100]
对各个区域内工业设备的运行状态进行监测，获取不同非正常状态的工业设备及其相对应的状态关联值、设备关联值和设备总数并联立计算，得到工业设备的运状评估值；
[0101]
将运状评估值与预设的运状评估范围进行匹配来对出现的非正常状态进行整体评估，得到包含轻度信号、中度信号和重度信号的故障监测集；
[0102]
根据故障监测集对出现非正常状态的若干个工业设备进行故障评估，获取预设的评估时间段内各个工业设备的历史故障信息中的各项数据并进行联立计算，得到工业设备的故障评估值；
[0103]
将故障评估值与预构建的故障清单中包含的若干个故障范围进行匹配，得到包含非常规设备和常规设备的故障评估集；
[0104]
根据故障监测集和故障评估集对远程调度的信息进行整合得到故障排查清单，根据故障排查清单远程控制提醒相关级别和相关人数的维修人员前去处理。
[0105]
实施例三
[0106]
如图3所示，是本发明实施例提供的实现一种基于5g的工业远程控制系统的计算机设备的结构示意图。
[0107]
计算机设备可以包括处理器、存储器和总线，还可以包括存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，如基于5g的工业远程控制程序。
[0108]
其中，存储器至少包括一种类型的可读存储介质，可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如：sd或dx存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器在一些实施例中可以是计算机设备的内部存储单元，例如该计算机设备的移动硬盘。存储器在另一些实施例中也可以是计算机设备的外部存储设备，例如计算机设备上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡(smart media card，smc)、安全数字(secure digital，sd)卡、闪存卡(flash card)等。进一步地，存储器还可以既包括计算机设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器不仅可以用于存储安装于计算机设备的应用软件及各类数据，例如基于5g的工业远程控制程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
[0109]
处理器在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器(central processing unit，cpu)、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种
控制芯片的组合等。处理器是所述计算机设备的控制核心(control unit)，利用各种接口和线路连接整个计算机设备的各个部件，通过运行或执行存储在存储器内的程序或者模块(例如基于5g的工业远程控制程序等)，以及调用存储在存储器内的数据，以执行计算机设备的各种功能和处理数据。
[0110]
所述总线可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称pci)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，简称eisa)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述总线被设置为实现所述存储器以及至少一个处理器等之间的连接通信。
[0111]
图3仅示出了具有部件的计算机设备，本领域技术人员可以理解的是，图3示出的结构并不构成对计算机设备的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
[0112]
例如，尽管未示出，计算机设备还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，优选地，电源可以通过电源管理装置与至少一个处理器逻辑相连，从而通过电源管理装置实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。计算机设备还可以包括多种传感器、蓝牙模块、wi-fi模块等，在此不再赘述。
[0113]
进一步地，计算机设备还可以包括网络接口，可选地，所述网络接口可以包括有线接口和/或无线接口(如wi-fi接口、蓝牙接口等)，通常用于在该计算机设备与其他计算机设备之间建立通信连接。
[0114]
可选地，该计算机设备还可以包括用户接口，用户接口可以是显示器(display)、输入单元(比如键盘(keyboard))，可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是led显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及oled(organic light-emitting diode，有机发光二极管)触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在计算机设备中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
[0115]
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
[0116]
所述计算机设备中的所述存储器存储的基于5g的工业远程控制程序是多个指令的组合。
[0117]
具体地，所述处理器对上述指令的具体实现方法可参考图1至图2对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。
[0118]
进一步地，计算机设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。计算机可读存储介质可以是易失性的，也可以是非易失性的。例如，计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)。
[0119]
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序在被计算机设备的处理器所执行。
[0120]
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的发明实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一
种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
[0121]
作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
[0122]
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
[0123]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
[0124]
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。