一种多设备启停优先级管理方法与流程

1.本发明涉及一种多设备启停优先级管理方法。


背景技术：

2.在流程工业领域，对于成组运行的多个相同类型的设备，通常需要利用dcs(distributed control system，分布式控制系统)集中控制组内的所有设备保持基本相同的运行时间，从而设备的机械磨损基本相同，相同工况下可以保持基本相同的工艺性能。
3.本发明基于dcs，提供了一种用于多设备启停优先级控制的方法，实现设备启停优先级的精准控制与监测。
4.本发明应用于流程工业过程多套同类型电机类设备启停优先级监控，设备向控制系统提供运行状态反馈，控制系统通过监视设备运行或停止状态的时间，然后按预设规则确定各设备后续启停顺序。
5.本发明主要解决现有多设备启停控制方法所存在的以下问题：
6.程序复杂不易维护、无法根据工况情况自动安排启动相应的设备数量、排序和优先级算法不合理造成的设备运行总时间的不均衡等。


技术实现要素：

7.(一)要解决的技术问题
8.鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供了一种多设备启停优先级管理方法。
9.(二)技术方案
10.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
11.第一方面，本发明实施例提供一种多设备启停优先级管理方法，用于一组多个同类型设备的启停控制，所述方法包括：
12.s1、根据工况需求确定满足工况需启动的工况设备数；
13.s2、获取每一设备的运行状态、总运行时间，基于每一设备的运行状态和总运行时间，确定每一设备的启动优先级和停止优先级；
14.s3、基于所述工况设备数，以及所述每一设备的运行状态、启动优先级和停止优先级，根据预设启停优先级控制策略启动或停止组中设备，使启动的设备数量满足所述工况设备数。
15.可选地，所述s1包括：
16.根据工况与设备的比例关系确定满足工况需求需启动的工况设备数，所述工况与设备的比例关系为线性关系或非线性关系。
17.可选地，所述s2中获取每一设备的运行状态、总运行时间包括：
18.所述设备的运行状态包括运行态、停止态；
19.按照预设采集模式获取每一设备的总运行时间；
20.所述预设采集模式包括以下一种或多种：秒，分，小时，天。
21.可选地，所述s2中基于每一设备的运行状态和总运行时间确定该设备的启动优先级和停止优先级包括：
22.对当前所有运行状态为停止态的设备，停止优先级设为空值；按照每一设备的总运行时间分配该设备的启动优先级，且与该设备的总运行时间成反比；
23.对当前所有运行状态为运行态的设备，启动优先级设为空值；按照每一设备的总运行时间分配该设备的停止优先级，且与该设备的总运行时间成正比。
24.可选地，所述预设启停优先级控制策略包括：
25.获取所述工况设备数n和当前运行状态为运行态的设备数量m；
26.若n》m，则将当前所有启动优先级非空值的设备按照启动优先级排序，并按照优先级从高到低的顺序选择n-m个设备进行启动操作；
27.若n《m，则将当前所有停止优先级非空值的设备按照停止优先级排序，并按照优先级从高到低的顺序选择m-n个设备进行停止操作。
28.第二方面，本发明提供了一种dcs，用于一组多个同类型设备的启停控制，包括全局多设备启停控制功能块，所述全局多设备启停控制功能块包括：
29.输入单元，用于接收操作员输入的工况需求，设置采集模式以及工况与设备比例关系；
30.设备状态采集单元，用于根据所述采集模式，采集每一设备的运行状态和总运行时间；
31.控制单元，用于执行根据上述第一方面的任一项的多设备启停优先级管理方法。
32.可选地，所述全局多设备启停控制功能块还包括：
33.显示单元，用于显示当前工况需求、工况与设备比例关系、工况设备数，以及采集模式、每一设备的运行状态、总运行时间和每一设备的启动优先级和停止优先级。
34.可选地，所述采集模式包括以下一种或多种：秒，分，小时，天。
35.可选地，所述输入单元，通过表格形式设置工况与设备比例关系。
36.(三)有益效果
37.与现有技术相比，本发明通过简单可靠的优先级管理方法，针对一组多个同类型设备运行特点，根据预设的工况需求启动相应的设备数量，通过独特的设备启停优先级控制策略实现设备启停顺序的精准控制，保证同组多个设备之间的均衡运行和完成工况需求的便捷精准，具有良好的经济性和实用性。
附图说明
38.图1为本发明一实施例提供的多设备启停优先级管理方法流程图；
39.图2为本发明一实施例提供的dcs的结构图。
具体实施方式
40.为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
41.以下是本发明实施例涉及的一些术语说明：
42.dcs(distributed control system)：分布式控制系统，又称为集散控制系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等4c技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。举例来说，本发明实施例所用到的dcs为ecs-700控制系统。
43.结构化文本语言st(structured text)：结构化文本是iec 61131-3标准支持的五种语言之一，它是一种块结构的高级语言，所有语言都共享iec61131公共元素。变量和函数调用由公共元素定义，因此可以在同一程序中使用iec 61131-3标准中的不同语言。
44.全局功能块：全局功能块，是指一个可以由用户创建、编辑和删除的功能块类型。全局功能块可被本工程内任意控制站和操作站使用，为减少现场组态工作量，提高工程效率和工程复用性，可将经常使用的组态提取为全局功能块公共模板。全局功能块通常基于特定的应用开发工具并采用结构化文本语言st(structured text)进行设计，举例来说，本发明实施例中dcs的全局功能块的开发利用visualfield软件。
45.实施例一
46.如图所示，本实施例提供了一种多设备启停优先级管理方法，用于一组多个同类型设备的启停控制，具体包括：
47.s1、根据工况需求确定满足工况需启动的工况设备数；
48.s2、获取每一设备的运行状态、总运行时间，基于每一设备的运行状态和总运行时间，确定每一设备的启动优先级和停止优先级；
49.s3、基于所述工况设备数，以及所述每一设备的运行状态、启动优先级和停止优先级，根据预设启停优先级控制策略启动或停止组中设备，使启动的设备数量满足所述工况设备数。
50.在具体应用中，所述s1包括：
51.根据工况与设备的比例关系确定满足工况需求需启动的工况设备数，所述工况与设备的比例关系为线性关系或非线性关系。
52.举例来说，下表中给给出了一种工况为深度水流量，设备为uf进水泵的工况与设备比例关系。
53.表1工况与设备比例关系
54.深度水流量(m3/h)uf进水泵的运行数量q《2001200≤q《4001400≤q《6002600≤q《8002800≤q《100031000≤q《12003
55.如上表所示，不同的工况下所需要启动的设备数量不同，比如当工况q需求是900时，需要运行3个设备。
56.需要解释的是，表中所举例的工况与设备是非线性的比例关系，在一些设备类型也可以是线性的，该比例关系用来确定需要启动的工况设备数量。
57.可理解的是，工况可以是产量、特定设备指标等。
58.进一步地，所述s2中获取每一设备的运行状态、总运行时间包括：
59.所述设备的运行状态包括运行态、停止态；
60.按照预设采集模式获取每一设备的总运行时间；
61.所述预设采集模式包括并不限于以下一种或多种：秒，分，小时，天。
62.需要说明的是，实施人员可以根据实际设备的特点选择适合的采集模式，不同采集模式的选择影响采集的频率和精细度，更高的精细度意味着更高的采集频率。
63.进一步地，所述s2中基于每一设备的运行状态和总运行时间确定该设备的启动优先级和停止优先级包括：
64.对当前所有运行状态为停止态的设备，停止优先级设为空值；按照每一设备的总运行时间分配该设备的启动优先级，且与该设备的总运行时间成反比；
65.对当前所有运行状态为运行态的设备，启动优先级设为空值；按照每一设备的总运行时间分配该设备的停止优先级，且与该设备的总运行时间成正比。
66.具体来说，所述预设启停优先级控制策略包括：
67.获取所述工况设备数n和当前运行状态为运行态的设备数量m；
68.若n》m，则将当前所有启动优先级非空值的设备按照启动优先级排序，并按照优先级从高到低的顺序选择n-m个设备进行启动操作；
69.若n《m，则将当前所有停止优先级非空值的设备按照停止优先级排序，并按照优先级从高到低的顺序选择m-n个设备进行停止操作。
70.为了更好的理解本实施例的工作过程，下面以上述表1中的一组uf进水泵为例解释本实施例多设备启停优先级管理方法的过程。
71.设定该组包括a、b、c共3个uf进水泵设备，初始状态均处于停止状态且之前都有过运行记录。
72.当时刻1时，接收到工况需求q为200，则根据步骤s1以及表1可以得到工况设备数为1，此时，根据步骤s2所获取的设备的启动优先级如下表所示(n/a表示空值)：
73.表2时刻1设备优先级状态
74.设备编号abc运行状态停止态停止态停止态总运行时间(小时)100105110启动优先级123停止优先级n/an/an/a
75.则此时根据步骤s3的预设启停优先级控制策略，当前处于运行态的设备数为0《工况设备数1，需要启动1个新设备，启动优先级从高到低排序结果为a》b》c，因此从优先级排序结果中选择设备a进行启动。
76.经过10小时后，到达时刻2，此时，步骤s1接收到新的工况需求q为500，即最新工况设备数为2，此时，根据步骤s2所获取的设备的启动优先级如下表所示：
77.表3时刻2设备优先级状态
78.设备编号abc运行状态运行态停止态停止态总运行时间(小时)110105110启动优先级n/a12停止优先级1n/an/a
79.则此时根据步骤s3的预设启停优先级控制策略，当前处于运行态的设备数为1《工况设备数2，需要启动1个新设备，按照启动优先级从高到低排序结果为b》c，因此从优先级排序结果中选择设备b进行启动。
80.再经过10小时后，到达时刻3，此时，步骤s1接收到新的工况需求q为200，即最新工况设备数为1，此时，根据步骤s2所获取的设备的启动优先级如下表所示：
81.表3时刻2设备优先级状态
82.设备编号abc运行状态运行态运行态停止态总运行时间(小时)120115110启动优先级n/an/a1停止优先级12n/a
83.则此时根据步骤s3的预设启停优先级控制策略，当前处于运行态的设备数为2》工况设备数1，需要停止其中1个运行的设备，停止优先级从高到低排序结果为a》b，因此从优先级排序结果中选择设备a进行停止。
84.本发明通过简单可靠的优先级管理方法，针对一组多个同类型设备运行特点，根据预设的工况需求启动相应的设备数量，通过独特的设备启停优先级控制策略实现设备启停顺序的精准控制，保证同组多个设备之间的均衡运行和完成工况需求的便捷精准，具有良好的经济性和实用性。
85.实施例二
86.如图2所示，本实施例提供一种dcs，用于一组多个同类型设备的启停控制，包括全局多设备启停控制功能块。本实施例中的dcs为ecs-700控制系统，全局多设备启停控制功能块利用visualfield软件开发。
87.全局多设备启停控制功能块包括：
88.输入单元，用于接收操作员输入的工况需求，设置采集模式以及工况与设备比例关系；
89.设备状态采集单元，用于根据所述采集模式，采集每一设备的运行状态和总运行时间；
90.控制单元，用于执行实施例一中的多设备启停优先级管理方法；
91.显示单元，用于显示当前工况需求、工况与设备比例关系、工况设备数，以及采集模式、每一设备的运行状态、总运行时间和每一设备的启动优先级和停止优先级。
92.需要说明的是，输入单元允许操作人员通过表格形式设置工况与设备比例关系，并不限定可以通过其他可能的技术手段进行工况与设备比例关系的设置。
93.可理解的是，设备状态的采集模式包括并不限于以下一种或多种：秒，分，小时，天。
94.具体地，在一种实际应用中，设备状态采集单元可按下述方式工作：
95.根据关联每个设备运行状态的开关量监控并记录设备运行状态，当为on时标记为运行态，为off时标记为停止态；
96.当为运行态时，每个设备的运行时间计数器开始记录，否则，计时器停止记录；对每个设备的运行态的时间进行累积，并按照所设置的采集模式定义的格式提供该设备总运行时间。
97.需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
98.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员在得知了基本创造性概念后，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型而不脱离本发明的精神和范围。

技术特征：
1.一种多设备启停优先级管理方法，其特征在于，用于一组多个同类型设备的启停控制，所述方法包括：s1、根据工况需求确定满足工况需启动的工况设备数；s2、获取每一设备的运行状态、总运行时间，基于每一设备的运行状态和总运行时间，确定每一设备的启动优先级和停止优先级；s3、基于所述工况设备数，以及所述每一设备的运行状态、启动优先级和停止优先级，根据预设启停优先级控制策略启动或停止组中设备，使启动的设备数量满足所述工况设备数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s1包括：根据工况与设备的比例关系确定满足工况需求需启动的工况设备数，所述工况与设备的比例关系为线性关系或非线性关系。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s2中获取每一设备的运行状态、总运行时间包括：所述设备的运行状态包括运行态、停止态；按照预设采集模式获取每一设备的总运行时间；所述预设采集模式包括以下一种或多种：秒，分，小时，天。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述s2中基于每一设备的运行状态和总运行时间确定每一设备的启动优先级和停止优先级包括：对当前所有运行状态为停止态的设备，停止优先级设为空值；按照每一设备的总运行时间分配该设备的启动优先级，且与该设备的总运行时间成反比；对当前所有运行状态为运行态的设备，启动优先级设为空值；按照每一设备的总运行时间分配该设备的停止优先级，且与该设备的总运行时间成正比。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设启停优先级控制策略包括：获取所述工况设备数n和当前运行状态为运行态的设备数量m；若n>m，则将当前所有启动优先级非空值的设备按照启动优先级排序，并按照优先级从高到低的顺序选择n-m个设备进行启动操作；若n<m，则将当前所有停止优先级非空值的设备按照停止优先级排序，并按照优先级从高到低的顺序选择m-n个设备进行停止操作。6.一种dcs，其特征在于，用于一组多个同类型设备的启停控制，包括全局多设备启停控制功能块，所述全局多设备启停控制功能块包括：输入单元，用于接收操作员输入的工况需求，设置采集模式以及工况与设备比例关系；设备状态采集单元，用于根据所述采集模式，采集每一设备的运行状态和总运行时间；控制单元，用于执行根据权利要求1-5的任一项的多设备启停优先级管理方法。7.根据权利要求6的一种dcs，其特征在于，所述全局多设备启停控制功能块还包括：显示单元，用于显示当前工况需求、工况与设备比例关系、工况设备数，以及采集模式、每一设备的运行状态、总运行时间、每一设备的启动优先级和停止优先级。8.根据权利要求6的一种dcs，其特征在于，所述采集模式包括以下一种或多种：秒，分，小时，天。9.根据权利要求6的一种dcs，其特征在于，所述输入单元，通过表格形式设置工况与设
备比例关系。

技术总结
本发明涉及一种多设备启停优先级管理方法，用于一组多个同类型设备的启停控制，包括：S1、根据工况需求确定满足工况需启动的工况设备数；S2、获取每一设备的运行状态、总运行时间，基于每一设备的运行状态和总运行时间，确定每一设备的启动优先级和停止优先级；S3、基于工况设备数，以及每一设备的运行状态、启动优先级和停止优先级，根据预设启停优先级控制策略启动或停止组中设备，使启动的设备数量满足工况设备数。本发明通过简单可靠的优先级管理方法，根据预设的工况需求启动相应的设备数量，通过独特的设备启停优先级控制策略实现设备启停顺序的精准控制，保证多设备之间均衡运行和完成工况需求的便捷精准，具有良好的经济性和实用性。性和实用性。性和实用性。


技术研发人员：吉晓喆 张来龙 唐接力 李秉睿 黄奇 杜勇
受保护的技术使用者：浙江中控技术股份有限公司
技术研发日：2023.04.20
技术公布日：2023/7/25