【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信控制，具体为一种基于远程协议的等离子源通信控制系统及方法。
技术介绍
1、ethercat是一种实时以太网通信协议，具有高速、实时、分布式等特点，广泛应用于工业自动化领域，通过使用ethercat技术，可以实现远程等离子源设备之间的快速、稳定的数据传输，提高通信效率和工作性能，促进工业自动化和控制的进一步发展；主从式通信适用于需要集中控制和数据传输的场景，如在工业自动化领域中，对等离子源设备进行监测，主站负责发送数据帧，而从站则负责接收数据帧并执行相应的操作，主设备通常具有更高的控制权和优先级，而从设备则负责响应主设备的请求并执行相应的操作；然而，主从式通信中都是主站向从站查询，从站不能主动发送消息给主站，实际应用中都是按照固定频率或者人工由主站发送数据帧给从站，不同从站的离子源设备，需要向主站反馈消息的周期是不同的；为此，因此，如何优化主站向从站发送数据帧的频率，提升以太网资源利用率，是亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于远程协议的等离子源通信控制系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、在本专利技术的一个方面，提供一种基于远程协议的等离子源通信控制系统，包括：主站、多个从站、ethercat通信模块、arm控制模块、串口通信模块和设备主控模块；所述主站与ethercat通信模块之间相互连接，用于对整个系统进行控制，通过网口发送数据帧实现对从站的控制；所述从站与所述ethercat通信模块之间相互连接，用于对主
3、具体地，所述ethercat通信模块上还包括指示单元，根据指示的颜色和闪烁情况，显示主站与所有从站、不同从站之间的通信状态。
4、具体地，所述主站还包括数据存储单元和数据分析单元；所述数据存储单元用于存储从站向主站发出的设备数据；所述数据分析单元，对不同从站设备之间进行相关性分析，计算出每个从站设备的变化率和有效值，所述变化率用于反映设备运行状态特征的波动情况，所述有效值用于反应主站能够获得的关于从站设备的有效信息；所述数据分析单元，基于从站设备的变化率和有效值，调整主站对各个从站的频率因子，根据频率因子确定主站发送数据帧的频率，所述频率因子用于体现主站对从站发送数据帧的频率。
5、在本专利技术的另一个方面，提供一种基于远程协议的等离子源通信控制方法，包括以下步骤：
6、s5-1，获取从站设备的历史数据，提取出设备运行状态特征；
7、s5-2，在不同从站设备之间进行相关性分析；
8、s5-3，计算出每个从站设备的变化率，基于相关性分析的结果，计算出每个从站设备的有效值；所述变化率用于反映设备运行状态特征的波动情况，所述有效值用于反应主站能够获得的关于从站设备的有效信息；
9、s5-4，基于从站设备的变化率和有效值，调整主站对各个从站的频率因子，所述频率因子用于体现主站对从站发送数据帧的频率；
10、s5-5，基于主站对各个从站的频率因子，确定主站对各个从站发送数据帧的频率，主站通过数据帧按照确定的频率向各个从站发送指令，从站接收指令后反馈从站设备的状态和数据给主站。
11、在步骤s5-2中，所述在不同从站设备之间进行相关性分析还包括以下步骤：
12、s6-1，以a1、a2、…am表示不同的从站，m为从站的数量；以表示从站的设备出现异常运行情况的概率，以表示从站的设备未出现异常运行情况的概率，i的取值范围是区间[1,m]之间的正整数；基于从站设备的历史数据计算出和；
13、s6-2，以表示从站和的设备都出现异常运行情况的概率，以表示从站的设备出现异常运行情况且从站的设备未出现异常运行情况的概率，j的取值范围是区间[1,m]之间的正整数，且j与i不相等；基于从站设备的历史数据计算出和；
14、s6-3，计算出相关性系数，，若小于阈值，则判断从站的设备对从站的设备没有影响；若大于或等于阈值，则判断从站的设备对从站的设备有，将加入到集合中，集合表示对从站的设备产生影响的其他从站的设备，遍历i和j的所有取值，得到集合、、…，分别存有对从站a1、a2、…am设备产生影响的其他从站设备；
15、在工业自动化生产的过程中，所有设备构成一个整体，一个设备发生异常情况时，可能导致其他设备也发生异常情况，因此从站设备之间存在相关性；如果两个从站和设备之间不相关，则无论从站设备是否发生异常情况，对从站设备没有影响，则与、与的值应该接近，通过相关性系数可以找到与从站的设备有关系的其他从站设备。
16、在步骤s5-3中，所述计算出每个从站设备的变化率包括以下步骤：
17、以、、…表示不同的设备运行状态特征，b为设备运行状态特征的数量；将所有设备运行状态特征进行归一化之后，对每个从站的设备，计算出所有设备运行状态特征的方差，记为、、…，根据设备运行状态特征的方差计算出从站设备的变化率，，、、…、为设备运行状态特征的连接系数；
18、不同设备运行状态特征的尺度不同，需要进行归一化操作消除尺度带来的影响；设备运行状态特征的方差越大，说明设备运行时越不稳定，从站就需要更加频繁地反馈设备运行数据给主站；
19、设备运行状态特征的连接系数通过以下步骤进行确定：
20、基于从站设备的历史数据，获得设备发生异常情况的总次数，以及设备发生异常情况时运行状态特征、、…、不处于规定范围内的次数，分别记为、、…、，++…+；
21、接着计算出、、…、：，，…，；
22、设备发生异常情况时的特征不会完全相同，如果发生多次异常情况时，某个特征都偏离规定范围，说明这个特征与异常情况的关联较大；如果发生多次异常情况时，某个特征都未偏离规定范围，说明这个特征与异常情况的关联较小，根据异常情况的总次数、发生异常情况时某个特征偏离规定范围的次数，能够得到设备运行状态特征的连接系数。
23、基于相关性分析的结果，计算出每个从站设备的有效值，包括以下步骤：
24、s8-1，以、、…、表示从站a1、a2、…am的频率因子，所有频率因子的初始值相同；
25、s8-2，以b表示集合中一个从站，则从站的有效值，式中，，遍历i的所有取值得到所有从站的有效值；
26、对于从站自身来说，其反馈给主站的数据能够完全体现从站设备的运行情况；其余从站b则只能部分体现从站设备的运行情况，如，当从站b设备发生异常情况时，从站的设备有20%的概率发生异常情况，当从站b设备未发生异常情况时，从站的设备有1%的概率发生异常情况，从站b反馈给主站的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于远程协议的等离子源通信控制系统，其特征在于，包括主站、EtherCAT通信模块、ARM控制模块、串口通信模块、设备主控模块和多个从站；所述主站与EtherCAT通信模块之间相互连接，用于对整个系统进行控制，通过网口发送数据帧实现对从站的控制；所述从站与所述EtherCAT通信模块之间相互连接，用于对主站发出的数据帧进行解析，执行操作；所述EtherCAT通信模块用于实现主站和从站之间的数据传输；所述ARM控制模块与所述串口通信模块和所述EtherCAT通信模块相互连接，用于提供接口和控制逻辑；所述串口通信模块与所述设备主控模块相互连接，用于提供串行通信接口，实现数据交换；所述设备主控模块根据指令控制设备执行工作。
2.根据权利要求1所述的一种基于远程协议的等离子源通信控制系统，其特征在于，所述EtherCAT通信模块上还包括指示单元，根据指示的颜色和闪烁情况，显示主站与所有从站、不同从站之间的通信状态。
3.根据权利要求1所述的一种基于远程协议的等离子源通信控制系统，其特征在于，所述主站还包括数据存储单元和数据分析单元；所述数据存储单元用于存储
4.根据权利要求3所述的一种基于远程协议的等离子源通信控制系统，其特征在于，所述数据分析单元，基于从站设备的变化率和有效值，调整主站对各个从站的频率因子，根据频率因子确定主站发送数据帧的频率，所述频率因子用于体现主站对从站发送数据帧的频率。
5.一种基于远程协议的等离子源通信控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种基于远程协议的等离子源通信控制方法，其特征在于，在步骤S5-2中，所述在不同从站设备之间进行相关性分析还包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种基于远程协议的等离子源通信控制方法，其特征在于，在步骤S5-3中，所述计算出每个从站设备的变化率包括以下步骤：
8.根据权利要求6所述的一种基于远程协议的等离子源通信控制方法，其特征在于，基于相关性分析的结果，计算出每个从站设备的有效值，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种基于远程协议的等离子源通信控制方法，其特征在于，基于从站设备的变化率和有效值，调整主站对各个从站的频率因子，还包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种基于远程协议的等离子源通信控制方法，其特征在于，基于主站对各个从站的频率因子，确定主站对各个从站发送数据帧的频率包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于远程协议的等离子源通信控制系统，其特征在于，包括主站、ethercat通信模块、arm控制模块、串口通信模块、设备主控模块和多个从站；所述主站与ethercat通信模块之间相互连接，用于对整个系统进行控制，通过网口发送数据帧实现对从站的控制；所述从站与所述ethercat通信模块之间相互连接，用于对主站发出的数据帧进行解析，执行操作；所述ethercat通信模块用于实现主站和从站之间的数据传输；所述arm控制模块与所述串口通信模块和所述ethercat通信模块相互连接，用于提供接口和控制逻辑；所述串口通信模块与所述设备主控模块相互连接，用于提供串行通信接口，实现数据交换；所述设备主控模块根据指令控制设备执行工作。
2.根据权利要求1所述的一种基于远程协议的等离子源通信控制系统，其特征在于，所述ethercat通信模块上还包括指示单元，根据指示的颜色和闪烁情况，显示主站与所有从站、不同从站之间的通信状态。
3.根据权利要求1所述的一种基于远程协议的等离子源通信控制系统，其特征在于，所述主站还包括数据存储单元和数据分析单元；所述数据存储单元用于存储从站向主站发出的设备数据；所述数据分析单元，对不同从站设备之间进行相关性分析，计算出每个从站设备的变化率和有效值，所述变化率用于反映设备运行状态特征的波动情况，所述有效值用于反应主站...
【专利技术属性】
技术研发人员：冼健威，孙俊，梅尧，
申请(专利权)人：东莞市晟鼎精密仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：
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