一种可拓展的PLC控制器的控制方法、设备及介质与流程

本发明提出了一种可拓展的plc控制器的控制方法、设备及介质，属于plc控制器。

背景技术：

1、可编程逻辑控制器(plc)作为工业自动化领域的核心控制设备，其应用范围日益广泛。plc控制器通过接收来自传感器、执行器等外部设备的输入信号，经过内部逻辑运算处理后，输出控制信号以驱动外部设备执行相应的操作，从而实现生产过程的自动化控制。

2、然而，传统的plc控制器通常采用固定的硬件结构和软件配置，难以满足日益增长的个性化、多样化的控制需求。特别是在面对复杂多变的工业应用场景时，传统plc控制器的可拓展性和灵活性受到很大限制。此外，一旦plc控制器中的某个功能模块出现故障或需要升级，通常需要停机维护，严重影响生产效率和设备利用率。

技术实现思路

1、本发明提供了一种可拓展的plc控制器的控制方法、设备及介质，用以解决上述背景技术中提到的问题：

2、本发明提出的一种可拓展的plc控制器的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

3、s1、启动plc控制器，进行主控制器模块自检，自检完成后，主控制器模块通过滑道连接机构逐一读取各功能模块的配置信息；

4、s2、建立模块间的通信连接，并初始化控制参数，主控制器模块根据当前的控制任务需求，将指令分配给相应的功能模块执行；

5、s3、功能模块接收到主控制器模块发送的指令后，根据自身的功能和配置信息执行相应的操作，执行过程中，功能模块将执行结果实时返回给主控制器模块；

6、s4、主控制器模块对各功能模块的执行结果进行收集，并进行分析和处理，根据分析结果，对控制参数进行调整或发出新的指令；

7、s5、当任一功能模块出现故障或需要升级时，通过滑道连接机构轻松地将故障或需要升级的功能模块从plc控制器中滑出，并将新的功能模块通过滑道滑入并连接至主控制器模块。

8、进一步的，所述s1，包括：

9、s11、对plc控制器进行供电，完成后进行电源稳定性检测，启动硬件组件，并进行硬件健康状态检查；

10、s12、加载并验证系统软件的完整性，对检查配置文件的完整性进行检查，将控制系统软件与硬件环境进行匹配；并启动控制系统服务；

11、s13、通过滑道连接机构，对各个功能模块的连接状态进行检测，对每个功能模块进行电源测试；并检查模块的通信接口；

12、s14、主控制器发送请求指令到功能模块，功能模块接收到指令后发送自身的配置信息，主控制器接收功能模块返回的配置信息。

13、进一步的，所述s2，包括：

14、s21、所述主控制器根据读取的配置信息，识别功能模块的类型和功能，针对不同类型的功能模块，建立相应的处理逻辑和通信协议；

15、s22、根据控制系统需求和模块类型，生成配置参数，并将生成的配置参数存储到主控制器模块的内存中；

16、s23、主控制器对配置参数进行加密与校验，通过滑道连接机构，将配置参数下发到对应的功能模块；

17、s24、功能模块接收到配置参数后，进行自验证并返回验证结果，主控制器模块对验证结果进行分析和判断；

18、s25、若验证失败，则根据错误信息进行配置参数的调整，并重新下发。

19、进一步的，所述s3，包括：

20、s31、主控制模块对任务的重要性和紧急性进行分析，并结合控制系统资源情况，评估任务的优先级；

21、s32、根据任务优先级和模块功能，并基于功能模块的处理能力和负载情况，通过并发控制算法将任务分配给相应的功能模块执行；

22、s33、实时监控各功能模块的执行状态，并根据任务执行情况对任务分配和资源调度进行调整；

23、s34、通过优化算法和预测模型，预测未来资源需求并进行预调度。

24、进一步的，所述s32，包括：

25、主控制模块会实时监控各功能模块的处理能力和当前负载情况，根据监控结果对每个功能模块的剩余处理能力进行评估，并预测其处理新任务的时间；

26、主控制模块将任务优先级与功能模块负载情况进行匹配，通过神经网络算法获取任务分配方案；

27、分配过程中，主控制模块采用并发控制策略，将多个任务同时分配给不同的功能模块执行；

28、在任务执行过程中，主控制模块会实时监控各功能模块的负载情况，并根据需要进行动态调整；

29、若某个功能模块的负载过高，主控制模块会将部分任务重新分配给其他负载较低的功能模块；

30、若在任务执行过程中出现了更高优先级的任务，主控制模块会启动优先级抢占机制，暂停或中断当前低优先级任务的执行，优先处理高优先级任务；

31、同时，主控制模块会根据新的任务优先级和资源情况，对剩余任务进行重新排列和分配。

32、进一步的，所述s33，包括：

33、主控制模块实时收集各功能模块的执行状态信息，对收集到的状态信息进行分析，判断功能模块是否按预期执行，以及是否存在性能瓶颈或资源瓶颈，并识别可能的异常情况；

34、基于历史数据和机器学习算法，主控制模块基于内置的故障预测模型预测功能模块未来的性能趋势和可能出现的故障，并基于预测结果进行提前维护，所述提前维护包括备份数据、调整配置或准备替换模块；

35、当发现某个功能模块执行效率低下或无法完成任务时，主控制模块会基于当前的任务优先级、其他功能模块的负载和处理能力，并基于任务之间的依赖关系，动态地将任务重分配给其他功能模块；

36、根据各功能模块的实时负载和性能需求，主控制模块对资源分配进行动态调整；

37、任务执行和调整过程中，主控制模块会记录相关信息和结果，并进行反馈学习，基于学习到的知识和经验，主控制模块对自身的任务分配和资源调度策略进行不断优化。

38、进一步的，所述s4，包括：

39、s41、实时采集各功能模块的性能数据，对采集的性能数据进行标准化处理和统计分析；

40、s42、基于性能分析结果，生成自优化策略，并考虑不同策略对控制系统性能的影响和代价，选择最优的自优化策略；

41、s43、将生成的自优化策略下发到相应的功能模块执行，并监控自优化策略的执行情况，若需进一步调整，则根据实时性能数据进行迭代优化。

42、进一步的，所述s5，包括：

43、s51、当plc控制器中的任一功能模块出现故障时，主控制器模块会检测到该模块的异常状态，并启动故障隔离机制，将该故障模块从当前控制任务中隔离；

44、s52、主控制器模块通过系统日志记录故障信息，并实时通知管理员或操作员，同时，主控制器模块会启动自动备份机制，将故障模块的相关配置和数据备份到安全存储区域；

45、s53、操作员或维护人员收到通知后，通过滑道连接机构将故障功能模块从plc控制器中滑出，plc控制器中的剩余功能模块会根据预设的备份逻辑，对故障模块的部分或全部功能进行自动接管；

46、s54、新的功能模块通过滑道滑入plc控制器后，主控制器模块会对该模块的类型和配置信息进行识别；

47、s55、主控制器模块会根据备份的配置数据，自动将新的功能模块配置为与故障模块相同的参数和设置；

48、s56、若新的功能模块具有更高级的功能或配置选项，主控制器模块会启动自适应配置流程，根据当前系统的需求和资源情况，对新的功能模块的配置参数进行自动调整；

49、s57、在新的功能模块替换完成后，主控制器模块会启动自动测试流程，对新功能模块进行功能验证和性能测试；

50、s58、若测试通过，新的功能模块将正式接入控制系统，并接管故障模块的所有功能；若测试未通过，主控制器模块会通知管理员或操作员，并提供故障信息和解决方案；

51、s59、在故障模块被替换并经过验证后，plc控制器恢复正常的控制任务执行；主控制器模块会根据新的功能模块的性能和特点，对整个系统进行性能调优和参数调整。

52、本发明提出的一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述的存储器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述中任一所述的可拓展的plc控制器的控制方法。

53、本发明提出的一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以实现如上述中任一所述的可拓展的plc控制器的控制方法。

54、本发明有益效果：通过滑道连接机构，能够快速更换或添加功能模块，无需复杂拆装过程，提高了系统的维护效率和升级便利性。这种设计使得plc控制器可以根据实际应用场景的需要，灵活地扩展功能或提升处理能力；主控制器不仅负责基本的指令分配和任务管理，还能根据实时性能数据和任务优先级动态调整资源分配，实现任务的高效调度。通过内置的故障预测模型和自优化策略，系统能预见潜在问题并采取预防措施，降低故障率，同时持续优化系统性能，提高运行效率；故障隔离机制和备份逻辑确保即使个别模块出现问题，也不会影响整个系统的正常运行，提升了系统的稳定性和连续运行能力。自动备份和快速替换功能降低了因单点故障导致的系统停机风险；通过对任务重要性和紧急性的智能分析，以及基于负载和处理能力的并发控制算法，实现了任务的最优化分配，提高了执行效率。预测模型和优化算法的应用进一步增强了对未来资源需求的预判和准备，减少了资源浪费；模块化设计和自适应配置流程简化了维护和升级工作，新模块的自动识别与配置减少了人工干预，降低了操作复杂度，加速了系统恢复时间；系统具备反馈学习能力，能够基于历史执行信息不断优化自身的任务分配和资源调度策略。