基于数据分析的工控机运行监控系统的制作方法

1.本发明涉及工控机运行监控领域，具体为基于数据分析的工控机运行监控系统。


背景技术：

2.工控机是属于加固增强型的个人计算机，是采用总线结构对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称，工控机具有重要的计算机属性和特征，如cpu处理器、硬盘、内存、外设及接口，并包含有操作系统、控制网络和协议、计算能力的人机界面，工控机经常会在环境比较恶劣的环境下运行，对数据的安全性要求也更高，所以工控机通常会进行防尘、防潮、防腐蚀及防辐射等的特殊设计；
3.目前，现有技术中的工控机运行监控系统仍然存在不足之处，大多数工控机在运行过程中，虽然工控机进行了防尘防潮等特殊设计，然而在使用过程中当环境较为恶劣时，仍然需要对环境进行监管分析，并通过人为改善其工作环境，从而提高工控机的使用寿命；
4.针对上述技术问题，本技术提出一种解决方案。


技术实现要素：

5.本发明中，通过快速诊断单元自动发现工控机运行过程中的故障问题，并通过自动维护单元对故障进行自动维护，同时对故障维护过后进行二次检验，以确定故障维护效果，当工控机运行环境存在异常时，自动生成提醒信号，使得管理人员能够及时的发现工控机运行中的异常情况，便于管理人员远程了解工控机的运行状态，通过将工控机运行中的故障问题与工控机运行环境汇中存在的问题进行结合分析导致工控机故障的原因，便于管理人员改善工控机的运行环境或对工控机的环境防护结构进行维护，解决工控机缺少对环境的综合监管，导致工控机使用寿命缩短的问题，而提出基于数据分析的工控机运行监控系统。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：基于数据分析的工控机运行监控系统，包括工控机监管单元、快速诊断单元、自动维护单元、数据保持单元、执行控制单元和工况监控单元；
7.所述快速诊断单元获取工控机运行参数，并对工控机运行参数进行故障诊断，通过故障诊断获取到工控机故障状况，并生成故障日志文件，所述快速诊断单元将故障状况和故障日志文件发送至自动维护单元；
8.所述自动维护单元根据故障状况进行自动故障排除，并在自动故障排除后生成故障排除日志文件以及故障排除反馈信号，所述自动维护单元将排除日志文件发送至执行控制单元，将故障排除反馈信号发送至快速诊断单元，所述快速诊断单元收到故障排除反馈信号后对故障排除反馈信号中包含的故障类型进行二次检测；
9.所述工况监控单元用于获取工控机运行物理参数，并对工控机运行物理参数进行分析，根据分析结果生成工控机运行提醒信号，将工控机运行提醒信号发送至工控机监管单元，所述工控机监管单元根据工控机运行提醒信号生成工控机运行调节信号，并将工控
机运行调节信号发送至执行控制单元，所述执行控制单元用于执行工控机运行调节信号；
10.所述执行控制单元获取到排除日志文件和工控机运行提醒信号，并对排除日志文件和工控机运行调节信号进行分析，获取工控机故障原因，并将工控机故障原因发送至工控机监管单元；
11.所述工控机监管单元获取工控机故障状况和工控机运行调节信号，并对工控机故障状况和工控机运行调节信号进行分析，生成数据保存决策，并将数据保存决策发送至数据保持单元；
12.所述数据保持单元包含数据保存库和数据中继库，所述数据中继库用于与工控机进行数据交互工作，并对数据交互工作中的重要数据进行判断，所述数据中继库将重要数据发送至数据保存库进行数据永久性保存，所述数据中继库与数据保存库能够通过数据保存决策进行数据交互的断开和连接。
13.作为本发明的一种优选实施方式，所述快速诊断单元获取的工控机运行参数包括工控机连接节点稳定性、数据传输速度以及电源供电稳定性，所述快速诊断单元通过自动诊断程序对工控机运行参数进行诊断，将工控机连接节点稳定性与预设的连接节点稳定性进行对比，将数据传输速度与预设的数据传输标准速度进行对比，将电源供电稳定性与预设的电源供电稳定性进行对比，将工控机连接节点稳定性、数据传输速度和电源供电稳定性不满足预设的标准阈值时，将对应的工控机运行参数记录为工控机故障状况；
14.所述快速诊断单元获取到故障排除反馈信号后再次对故障排除反馈信号中的故障类型进行检测，当二次检测中未检测到该故障类型时，生成故障排除信号，当二次检测中仍然检测到该故障类型时，生成故障未排除信号，并将故障未排除信号通过网络向外发送。
15.作为本发明的一种优选实施方式，所述工况监控单元获取的工控机运行物理参数包括工控机运行时的运行温度、震动强度、空气湿度、散热转速和散热风量，其中散热转速为工控机散热风扇的转速，所述工况监控单元将运行温度与预设运行温度阈值进行对比，若运行温度小于预设的运行温度，则不作出反应，若运行温度大于等于预设的运行温度，则生成工控机高温信号，所述工况监控单元在生成工控机高温信号后，对散热风量进行阈值分析，若散热风量大于等于预设的散热风量阈值，则仍然保持工控机高温信号，若散热风量小于预设的散热风量阈值，则对散热转速进行阈值分析，若散热转速小于预设的散热转速阈值，则生成散热故障信号，若散热转速大于等于预设的散热转速阈值，则生成散热堵塞信号，并将工控机高温信号、散热故障信号和散热堵塞信号发送至工控机监控单元；
16.所述工况监控单元获取工控机的震动强度，并将其与预设的震动强度阈值进行对比，若震动强度大于预设的震动强度阈值，则生成震动异常信号，所述工况监控单元在生成震动异常信号后，对散热转速进行控制分析，所述工况监控单元通过工控机监管单元向执行控制单元生成散热停转信号，所述执行控制单元接收到散热停转信号后控制散热风扇停止转动，所述工况监控单元继续将工控机的震动强度与预设的震动强度阈值进行对比，若工控机的震动强度仍然大于预设的震动强度阈值，则继续保持震动异常信号，若工控机的震动强度变为小于等于预设的震动强度阈值，则生成散热震动信号，并将震动异常信号、散热震动信号发送至工控机监控单元；
17.所述工况监控单元获取工控机的空气湿度，并对空气湿度进行阈值分析，当空气湿度大于预设的空气湿度阈值时，生成湿度过高信号，并将湿度过高信号发送至工控机监
管单元。
18.作为本发明的一种优选实施方式，所述工控机监管单元获取工控机运行提醒信号，其中工控机运行提醒信号包括工控机高温信号、散热异常信号、散热堵塞信号、震动异常信号、散热震动信号、湿度过高信号，所述工控机监管单元获取到震动异常信号、散热震动信号、湿度过高信号时生成工控机报警信号，所述工控机监管单元获取到工控机高温信号、散热异常信号、散热堵塞信号时生成工控机停机信号。
19.作为本发明的一种优选实施方式，所述执行控制单元获取到排除日志文件中的工控机故障发生的时间与故障排除的时间，记录为故障开始时间与故障结束时间，在获取工况监管单元生成工控机运行提醒信号与取消运行提醒信号的时间，记录为提醒开始时间与提醒结束时间，若提醒开始时间与故障开始时间的时间差以及提醒结束时间与故障结束时间的时间差均在预设的时间差值范围内，则将排除日志文件中记录的工控机故障和工况监管单元生成的工控机运行提醒信号中的信号类型记录为高相关性，并将该高相关性工控机故障和工控机运行提醒信号发送至工控机监管单元。
20.作为本发明的一种优选实施方式，所述工控机监管单元在获取到故障未排除信号时、获取到工控机停机信号时均生成数据保存决策，所述数据保持单元获取到数据保存决策后对数据中继库中的所有数据保存至数据保存库，并在数据保存决策未取消时，始终将数据中继库中的数据实时保存至数据保存库。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22.1、本发明中，在工控机运行的过程中，通过快速诊断单元对工控机运行参数进行监管，从而自动的发现工控机运行过程中的故障问题，并通过自动维护单元对故障进行自动维护，同时对故障维护过后进行二次检验，以确定故障维护效果。
23.2、本发明中，通过工况监控单元对工控机的运行环境参数进行监管，当工控机运行环境存在异常时，自动生成提醒信号，起到对管理人员提醒的作用，使得管理人员能够及时的发现工控机运行中的异常情况，便于管理人员远程了解工控机的运行状态。
24.3、本发明中，通过将工控机运行中的故障问题与工控机运行环境汇中存在的问题进行结合分析，从而对导致工控机故障原因的环境参数进行分析，便于管理人员改善工控机的运行环境或对工控机的环境防护结构进行维护，提高工控机运行过程中的稳定性。
附图说明
25.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
26.图1为本发明的系统框图；
27.图2为本发明的单元框图。
具体实施方式
28.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，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。
29.实施例一：
30.请参阅图1－图2所示，基于数据分析的工控机运行监控系统，包括工控机监管单元、快速诊断单元、自动维护单元、数据保持单元、执行控制单元和工况监控单元；
31.快速诊断单元获取工控机运行参数，并对工控机运行参数进行故障诊断，通过故障诊断获取到工控机故障状况，并生成故障日志文件，快速诊断单元将故障状况和故障日志文件发送至自动维护单元；
32.快速诊断单元获取的工控机运行参数包括工控机连接节点稳定性、数据传输速度以及电源供电稳定性，快速诊断单元通过自动诊断程序对工控机运行参数进行诊断，将工控机连接节点稳定性与预设的连接节点稳定性进行对比，将数据传输速度与预设的数据传输标准速度进行对比，将电源供电稳定性与预设的电源供电稳定性进行对比，将工控机连接节点稳定性、数据传输速度和电源供电稳定性不满足预设的标准阈值时，将对应的工控机运行参数记录为工控机故障状况，自动维护单元根据故障状况进行自动故障排除，其中自动故障排除的过程为部件重启、参数调节方法，并在自动故障排除后生成故障排除日志文件以及故障排除反馈信号，自动维护单元将排除日志文件发送至执行控制单元，将故障排除反馈信号发送至快速诊断单元，快速诊断单元获取到故障排除反馈信号后再次对故障排除反馈信号中的故障类型进行检测，当二次检测中未检测到该故障类型时，生成故障排除信号，当二次检测中仍然检测到该故障类型时，生成故障未排除信号，并将故障未排除信号通过网络向外发送，使得管理人员能够及时的获知故障未排除情况，对工控机进行人工故障检修。
33.实施例二：
34.请参阅图1－图2所示，工况监控单元用于获取工控机运行物理参数，并对工控机运行物理参数进行分析，根据分析结果生成工控机运行提醒信号，将工控机运行提醒信号发送至工控机监管单元，其中工控机运行提醒信号包括工控机高温信号、散热异常信号、散热堵塞信号、震动异常信号、散热震动信号、湿度过高信号，工况监控单元获取的工控机运行物理参数包括工控机运行时的运行温度、震动强度、空气湿度、散热转速和散热风量，其中散热转速为工控机散热风扇的转速，工况监控单元将运行温度与预设运行温度阈值进行对比，若运行温度小于预设的运行温度，则不作出反应，若运行温度大于等于预设的运行温度，则生成工控机高温信号，工况监控单元在生成工控机高温信号后，对散热风量进行阈值分析，若散热风量大于等于预设的散热风量阈值，则仍然保持工控机高温信号，若散热风量小于预设的散热风量阈值，则对散热转速进行阈值分析，若散热转速小于预设的散热转速阈值，则生成散热故障信号，若散热转速大于等于预设的散热转速阈值，则生成散热堵塞信号，并将工控机高温信号、散热故障信号和散热堵塞信号发送至工控机监控单元；
35.工况监控单元获取工控机的震动强度，并将其与预设的震动强度阈值进行对比，若震动强度大于预设的震动强度阈值，则生成震动异常信号，工况监控单元在生成震动异常信号后，对散热转速进行控制分析，工况监控单元通过工控机监管单元向执行控制单元生成散热停转信号，执行控制单元接收到散热停转信号后控制散热风扇停止转动，工况监控单元继续将工控机的震动强度与预设的震动强度阈值进行对比，若工控机的震动强度仍然大于预设的震动强度阈值，则继续保持震动异常信号，若工控机的震动强度变为小于等于预设的震动强度阈值，则生成散热震动信号，并将震动异常信号、散热震动信号发送至工控机监控单元；
36.工况监控单元获取工控机的空气湿度，并对空气湿度进行阈值分析，当空气湿度大于预设的空气湿度阈值时，生成湿度过高信号，并将湿度过高信号发送至工控机监管单元；
37.工控机监管单元根据工控机运行提醒信号生成工控机运行调节信号，其中工控机运行调节信号包括工控机停机信号和工控机报警信号，工控机监管单元获取工控机运行提醒信号，工控机监管单元获取到震动异常信号、散热震动信号、湿度过高信号时生成工控机报警信号，工控机监管单元获取到工控机高温信号、散热异常信号、散热堵塞信号时生成工控机停机信号，所述工控机监管单元将工控机运行调节信号发送至执行控制单元，执行控制单元用于执行工控机运行调节信号。
38.实施例三：
39.请参阅图1－图2所示，执行控制单元获取到排除日志文件和工控机运行提醒信号，并对排除日志文件和工控机运行调节信号进行分析，获取工控机故障原因，并将工控机故障原因发送至工控机监管单元；执行控制单元获取到排除日志文件中的工控机故障发生的时间与故障排除的时间，记录为故障开始时间与故障结束时间，在获取工况监管单元生成工控机运行提醒信号与取消运行提醒信号的时间，记录为提醒开始时间与提醒结束时间，若提醒开始时间与故障开始时间的时间差以及提醒结束时间与故障结束时间的时间差均在预设的时间差值范围内，则将排除日志文件中记录的工控机故障和工况监管单元生成的工控机运行提醒信号中的信号类型记录为高相关性，并将该高相关性工控机故障和工控机运行提醒信号发送至工控机监管单元。
40.工控机监管单元获取工控机故障状况和工控机运行调节信号，并对工控机故障状况和工控机运行调节信号进行分析，当工控机监管单元在获取到故障未排除信号时、获取到工控机停机信号时均生成数据保存决策，数据保持单元获取到数据保存决策后对数据中继库中的所有数据保存至数据保存库，并在数据保存决策未取消时，始终将数据中继库中的数据实时保存至数据保存库，生成数据保存决策，并将数据保存决策发送至数据保持单元。
41.数据保持单元包含数据保存库和数据中继库，数据中继库用于与工控机进行数据交互工作，并对数据交互工作中的重要数据进行判断，数据中继库将重要数据发送至数据保存库进行数据永久性保存，数据中继库与数据保存库能够通过数据保存决策进行数据交互的断开和连接。
42.本发明中，在工控机运行的过程中，通过快速诊断单元对工控机运行参数进行监管，从而自动的发现工控机运行过程中的故障问题，并通过自动维护单元对故障进行自动维护，同时对故障维护过后进行二次检验，以确定故障维护效果，通过工况监控单元对工控机的运行环境参数进行监管，当工控机运行环境存在异常时，自动生成提醒信号，使得管理人员能够及时的发现工控机运行中的异常情况，便于管理人员远程了解工控机的运行状态，通过将工控机运行中的故障问题与工控机运行环境汇中存在的问题进行结合分析，从而对导致工控机故障原因的环境参数进行分析，便于管理人员改善工控机的运行环境或对工控机的环境防护结构进行维护。
43.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作
很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：
1.基于数据分析的工控机运行监控系统，其特征在于，包括工控机监管单元、快速诊断单元、自动维护单元、数据保持单元、执行控制单元和工况监控单元；所述快速诊断单元获取工控机运行参数，并对工控机运行参数进行故障诊断，通过故障诊断获取到工控机故障状况，并生成故障日志文件，所述快速诊断单元将故障状况和故障日志文件发送至自动维护单元；所述自动维护单元根据故障状况进行自动故障排除，并在自动故障排除后生成故障排除日志文件以及故障排除反馈信号，所述自动维护单元将排除日志文件发送至执行控制单元，将故障排除反馈信号发送至快速诊断单元，所述快速诊断单元收到故障排除反馈信号后对故障排除反馈信号中包含的故障类型进行二次检测；所述工况监控单元用于获取工控机运行物理参数，并对工控机运行物理参数进行分析，根据分析结果生成工控机运行提醒信号，将工控机运行提醒信号发送至工控机监管单元，所述工控机监管单元根据工控机运行提醒信号生成工控机运行调节信号，并将工控机运行调节信号发送至执行控制单元，所述执行控制单元用于执行工控机运行调节信号；所述执行控制单元获取到排除日志文件和工控机运行提醒信号，并对排除日志文件和工控机运行调节信号进行分析，获取工控机故障原因，并将工控机故障原因发送至工控机监管单元；所述工控机监管单元获取工控机故障状况和工控机运行调节信号，并对工控机故障状况和工控机运行调节信号进行分析，生成数据保存决策，并将数据保存决策发送至数据保持单元；所述数据保持单元包含数据保存库和数据中继库，所述数据中继库用于与工控机进行数据交互工作，并对数据交互工作中的重要数据进行判断，所述数据中继库将重要数据发送至数据保存库进行数据永久性保存，所述数据中继库与数据保存库能够通过数据保存决策进行数据交互的断开和连接。2.根据权利要求1所述的基于数据分析的工控机运行监控系统，其特征在于，所述快速诊断单元获取的工控机运行参数包括工控机连接节点稳定性、数据传输速度以及电源供电稳定性，所述快速诊断单元通过自动诊断程序对工控机运行参数进行诊断，将工控机连接节点稳定性与预设的连接节点稳定性进行对比，将数据传输速度与预设的数据传输标准速度进行对比，将电源供电稳定性与预设的电源供电稳定性进行对比，将工控机连接节点稳定性、数据传输速度和电源供电稳定性不满足预设的标准阈值时，将对应的工控机运行参数记录为工控机故障状况；所述快速诊断单元获取到故障排除反馈信号后再次对故障排除反馈信号中的故障类型进行检测，当二次检测中未检测到该故障类型时，生成故障排除信号，当二次检测中仍然检测到该故障类型时，生成故障未排除信号，并将故障未排除信号通过网络向外发送。3.根据权利要求1所述的基于数据分析的工控机运行监控系统，其特征在于，所述工况监控单元获取的工控机运行物理参数包括工控机运行时的运行温度、震动强度、空气湿度、散热转速和散热风量，其中散热转速为工控机散热风扇的转速，所述工况监控单元将运行温度与预设运行温度阈值进行对比，若运行温度小于预设的运行温度，则不作出反应，若运行温度大于等于预设的运行温度，则生成工控机高温信号，所述工况监控单元在生成工控机高温信号后，对散热风量进行阈值分析，若散热风量大于等于预设的散热风量阈值，则仍
然保持工控机高温信号，若散热风量小于预设的散热风量阈值，则对散热转速进行阈值分析，若散热转速小于预设的散热转速阈值，则生成散热故障信号，若散热转速大于等于预设的散热转速阈值，则生成散热堵塞信号，并将工控机高温信号、散热故障信号和散热堵塞信号发送至工控机监控单元；所述工况监控单元获取工控机的震动强度，并将其与预设的震动强度阈值进行对比，若震动强度大于预设的震动强度阈值，则生成震动异常信号，所述工况监控单元在生成震动异常信号后，对散热转速进行控制分析，所述工况监控单元通过工控机监管单元向执行控制单元生成散热停转信号，所述执行控制单元接收到散热停转信号后控制散热风扇停止转动，所述工况监控单元继续将工控机的震动强度与预设的震动强度阈值进行对比，若工控机的震动强度仍然大于预设的震动强度阈值，则继续保持震动异常信号，若工控机的震动强度变为小于等于预设的震动强度阈值，则生成散热震动信号，并将震动异常信号、散热震动信号发送至工控机监控单元；所述工况监控单元获取工控机的空气湿度，并对空气湿度进行阈值分析，当空气湿度大于预设的空气湿度阈值时，生成湿度过高信号，并将湿度过高信号发送至工控机监管单元。4.根据权利要求3所述的基于数据分析的工控机运行监控系统，其特征在于，所述工控机监管单元获取工控机运行提醒信号，其中工控机运行提醒信号包括工控机高温信号、散热异常信号、散热堵塞信号、震动异常信号、散热震动信号、湿度过高信号，所述工控机监管单元获取到震动异常信号、散热震动信号、湿度过高信号时生成工控机报警信号，所述工控机监管单元获取到工控机高温信号、散热异常信号、散热堵塞信号时生成工控机停机信号。5.根据权利要求4所述的基于数据分析的工控机运行监控系统，其特征在于，所述执行控制单元获取到排除日志文件中的工控机故障发生的时间与故障排除的时间，记录为故障开始时间与故障结束时间，在获取工况监管单元生成工控机运行提醒信号与取消运行提醒信号的时间，记录为提醒开始时间与提醒结束时间，若提醒开始时间与故障开始时间的时间差以及提醒结束时间与故障结束时间的时间差均在预设的时间差值范围内，则将排除日志文件中记录的工控机故障和工况监管单元生成的工控机运行提醒信号中的信号类型记录为高相关性，并将该高相关性工控机故障和工控机运行提醒信号发送至工控机监管单元。6.根据权利要求1所述的基于数据分析的工控机运行监控系统，其特征在于，所述工控机监管单元在获取到故障未排除信号时、获取到工控机停机信号时均生成数据保存决策，所述数据保持单元获取到数据保存决策后对数据中继库中的所有数据保存至数据保存库，并在数据保存决策未取消时，始终将数据中继库中的数据实时保存至数据保存库。

技术总结
本发明涉及工控机运行监控领域，用于解决工控机缺少对环境的综合监管，导致工控机使用寿命缩短的问题，具体为基于数据分析的工控机运行监控系统；本发明中，通过快速诊断单元对工控机运行参数进行监管，并通过自动维护单元对故障进行自动维护，同时对故障维护过后进行二次检验，以确定故障维护效果，通过工况监控单元对工控机的运行环境参数进行监管，当工控机运行环境异常时，自动生成提醒信号，便于管理人员远程了解工控机的运行状态，通过将工控机运行中的故障问题与工控机运行环境汇中存在的问题进行结合分析，从而对导致工控机故障原因的环境参数进行分析，便于管理人员改善工控机的运行环境或对工控机的环境防护结构进行维护。行维护。行维护。


技术研发人员：郜世藩 曾伟忠
受保护的技术使用者：安徽诺达佳智能制造科技有限公司
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/9/6