一种工业以太网交换机冗余时域监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种工业以太网交换机冗余时域监测系统，涉及工业设备信号传输控制技术领域。本发明专利技术通过对工业交换机运行状态，如内环境温度、环境温度超负荷系数、实际剩余可靠运行时长等进行分析，并根据工业交换机实时的信号承载量，将信源智能工业设备单位时间内产生的动作信号全部通过运行状态较高的同一交换机设备完成信号同步传输，避免了传统环网冗余方式产生信号传递延迟差，使得同一联动属性的各个动作信号同步达到目标智能工业设备，有利于目标智能工业设备的信号联动驱控动作的高效、精准性。精准性。精准性。

【技术实现步骤摘要】
一种工业以太网交换机冗余时域监测系统


[0001]本专利技术涉及工业设备信号传输控制
，尤其涉及一种工业以太网交换机冗余时域监测系统。

技术介绍

[0002]工业交换机也称作工业以太网交换机，即应用于工业控制领域的以太网交换机设备，以太网交换机设备已经成为工业控制领域的主要通信标准。
[0003]工业交换机在车间生产各类设备生产过程中起到了非常重要的组成部分，各类工业生产、驱动、加工等“联网”设备都在以太网交换机的网络环境中进行高速、精准的运作，但是以太网交换机在工业生产车间或者机房中，环境条件较差，导致以太网交换机运行的可靠性无法达到理想条件下的运行状态，当交换机设备发生故障时，智能工业设备的实时信号无法及时发出或接收，导致智能工业设备的运行出现问题，虽然现有的工业交换机都支持标准和私有的环网冗余协议，但信源智能工业设备的多个动作信号若是通过环网拓扑链路分散出去，各个信号到达目标智能工业设备时的网络延迟取决于链路传输效率最差的交换机设备，尤其是各个信号之间存在直接联动关系时，通过传统的环网拓扑链路将同一信源智能工业设备在单位时间内发出的带有物理地址的动作信号进行拓扑分散传输，虽然最终各个信号都到达指定物理地址的目标智能工业设备，但各个信号之间存在延迟差，各个信号瞬时驱动、联动控制就会受到干扰。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种工业以太网交换机冗余时域监测系统，从而避免了传统环网冗余方式产生信号传递延迟差，使得同一联动属性的各个动作信号同步达到目标智能工业设备，有利于目标智能工业设备的信号联动驱控动作的高效、精准性。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供一种工业以太网交换机冗余时域监测系统，主要包括以下内容：㈠构建时域监测模块：对交换机设备的实时运行时间进行监测。
[0006]㈡构建故障监测模块：获取每台交换机设备运行过程中出现故障的信号。
[0007]㈢构建交换机标准运行参数库：系统中预存储标准环境中交换机稳定工作的时长T
b
，标准环境温度参考值W，交换机连续运行的单位时间Δt。
[0008]㈣构建交换机内环境监测模块：设任意一个交换机持续运行过程中，其连续单位时间内平均温度依次为，对应产生的环境温度超负荷系数依次为[λ1，λ2，λ3，...，λ
n
]，实际剩余的可靠运行时长依次为[T
S1
，T
S2
，T
S3
，...，T
Sn
]。
[0009]若任意一个单位时间内平均温度>标准环境温度参考值W，则对交换机实际剩余的可靠运行时长T
Sn
进行分析：...式一。
[0010]其中，λ
i
为任意一个环境温度超负荷系数，...式二。
[0011]㈤构建交换机对外可靠运行模型：分析所有交换机实时的运行可靠性剩余率[α1，α2，α3，...，α
m
]。
[0012]其中，任意一台交换机实时的运行可靠性剩余率...式三。
[0013]其中，α
j
为第j台交换机实时的运行可靠性剩余率，T
Snj
为第j台交换机实际剩余的可靠运行时长。
[0014]㈥冗余可靠性优化选择：系统获取到各台交换机正在工作的信道数量、信道承载率，分析出未达到最大信号承载量且累加每台智能工业设备实时产生动作信号总量Q后未超出交换机最大信号承载量Kmax的交换机设备，从中选择实时的运行可靠性剩余率最高的交换机设备，作为接收、传输动作信号的交换机设备。
[0015]作为本专利技术的优选技术方案：标准环境中交换机稳定工作的时长为自交换机正常启动开始到交换机第一次出现故障时的持续工作总时长。
[0016]作为本专利技术的优选技术方案：标准环境温度参考值W，采用一定时间内车间生产运行实际环境温度的平均温度。进行车间生产运行实际环境温度采样时，将温度传感器置于工业交换机固定安装在的区域位置。
[0017]作为本专利技术的优选技术方案：对交换机实际剩余的可靠运行时长T
Sn
进行分析时，式一中的取值为，其中，T
C
为交换机设备单次已经持续运行的时间。
[0018]作为本专利技术的优选技术方案：交换机设备内设ROM存储器，对交换机设备已经工作的总时长进行累加存储；时域监测模块获取到各台交换机设备已经工作的总时长[T
Z1
，T
Z2
，T
Z3
，...，T
Zm
]，分析交换机设备已经工作的总时长与交换机设备平均使用寿命的寿命周期剩余率θ。若，则寿命周期剩余率。若，则寿命周期剩余率，其中，T
Zj
为第j台交换机设备已经工作的总时长。在多台交换机设备实时的运行可靠性剩余率相同时，系统优先选择寿命周期剩余率大的交换机设备作为接收、传输动作信号的交换机设备。
[0019]作为本专利技术的优选技术方案：任意一台交换机设备运行过程中出现故障后，因故障为及时发出的动作信号，通过多台交换机之间的环网拓扑链路寻找到运行可靠性剩余率最高的交换机设备进行动作信号接收、传输。
[0020]与现有的技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过对工业交换机运行状态，如内环境温度、环境温度超负荷系数、实际剩余可靠运行时长等进行分析，并根据工业交换机实时的信号承载量，将信源智能工业设备单位时间内产生的动作信号全部通过运行状态较高的同一交换机设备完成信号同步传输，避免了传统环网冗余方式产生信号传递延迟差，使得同一联动属性的各个动作信号同步达
到目标智能工业设备，有利于目标智能工业设备的信号联动驱控动作的高效、精准性。
附图说明
[0021]图1为本专利技术工业以太网交换机冗余时域监测系统的系统逻辑示意图。
具体实施方式
[0022]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0023]实施例一、本专利技术涉及一种工业以太网交换机冗余时域监测系统，主要包括以下内容：1.时域监测模块：对交换机设备的实时运行时间进行监测，对智能工业设备的运行时间进行监测。
[0024]2.故障监测模块：获取每台交换机设备运行过程中出现故障的信号。
[0025]3.交换机设备单次已经持续运行的时间T
C
，交换机设备已经工作的（累计）总时长T
Z
。
[0026]4.标准环境中交换机稳定工作的时长T
b
，标准环境温度参考值W，交换机连续运行的单位时间Δt。标准环境中交换机稳定工作的时长：通过故障监测模块和时域监测模块对交换机稳定工作的时长进行监测，从交换机正常启动开始，到交换机第一次出现故障时的持续工作总时长本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业以太网交换机冗余时域监测系统，其特征在于：㈠构建时域监测模块：对交换机设备的实时运行时间进行监测；㈡构建故障监测模块：获取每台交换机设备运行过程中出现故障的信号；㈢构建交换机标准运行参数库：系统中预存储标准环境中交换机稳定工作的时长T
b
，标准环境温度参考值W，交换机连续运行的单位时间Δt；㈣构建交换机内环境监测模块：设任意一个交换机持续运行过程中，其连续单位时间内平均温度依次为，对应产生的环境温度超负荷系数依次为[λ1，λ2，λ3，...，λ
n
]，实际剩余的可靠运行时长依次为[T
S1
，T
S2
，T
S3
，...，T
Sn
]；若任意一个单位时间内平均温度>标准环境温度参考值W，则对交换机实际剩余的可靠运行时长T
Sn
进行分析：...式一；其中，λ
i
为任意一个环境温度超负荷系数，...式二；㈤构建交换机对外可靠运行模型：分析所有交换机实时的运行可靠性剩余率[α1，α2，α3，...，α
m
]；其中，任意一台交换机实时的运行可靠性剩余率...式三；其中，α
j
为第j台交换机实时的运行可靠性剩余率，T
Snj
为第j台交换机实际剩余的可靠运行时长；㈥冗余可靠性优化选择：系统获取到各台交换机正在工作的信道数量、信道承载率，分析出未达到最大信号承载量且累加每台智能工业设备实时产生动作信号总量Q后未超出交换机最大信号承载量Kmax的交换机设备，从中选择实时的运行可靠性剩余率最高的交换机设备，作为接收、传输动作信号的交换机设备。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：堵亚林，唐灵军，吴飞，陈东，
申请(专利权)人：深圳市洪瑞光祥电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：