一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法与流程

1.本发明涉及核动力网络控制系统设计技术领域，尤其涉及一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法。

背景技术：

2.高可靠、数字化、网络化控制系统是未来电子装备发展的趋势，是整个装备信息化和系统集成的基础，对于核动力系统而言，数字化和智能化对提高核动力控制系统的安全性和灵活性有着至关重要的意义，从而使核动力系统能够安全高效的运行；
3.典型的核电站控制系统有如下特点:控制对象的工艺流程复杂，监测和控制的参数数量庞大，而且各种过程参数之间联系密切；系统安全性和可靠性要求高，运行质量直接与控制系统性能相关；反应堆工作期间，大部分设备工作区域人员无法接近；大量的核物理、热工、水力及其它重要参数无法直接测量，需要通过运算间接获得，且精确性和实时性要求很高；这些特性使得核电站的控制变得十分复杂和具有挑战；目前必须采用可靠的控制算法和策略才能满足生产工艺过程的需要和实现对过程设备运行的有效监督和控制,通过对单一故障准则、纵深防御、多样化技术手段等设计理念的应用，提高控制系统的安全性和可靠性，确保核电站的运行质量与控制系统的性能。
4.目前的控制系统为了避免大量的参数影响控制系统的资源调配性能，各个机组通过不同的设备节点连接到控制系统的通信网络中，且不同节点设备的计算资源需求会存在较大的差异，而控制系统的资源、带宽是有限的；
5.对于汽发机组而言，需要实时调配汽轮机和发电机组的输出功率/汽体温度/蒸汽压力等诸多繁杂参数，需要进一步提高资源调配的效率。

技术实现要素：

6.本发明提供一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，用以解决上述现有技术的缺陷，通过分析网络控制系统机组的需求，确保不存在信息孤岛，将所有的机组纳入同一个网络，构建统一的资源区。实现系统资源与机组需求的快速准确匹配，提高控制系统运行效率和准确度。
7.本发明提供一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，其特征在于，包括：
8.s1根据汽发机组的汽轮机和发电机组的数量将预设的控制系统的存储资源分为对应数目个的存储资源区间；
9.s2对每个存储资源区间进一步划分成若干个大小不等的子区间；
10.s3获取每个机组待分配的期望存储资源数量，计算每个机组的单次期望存储资源大小；
11.s4将每个存储资源区间的子区间与单次期望存储资源大小比较，计算得到子区间大小与每个机组的单次期望存储资源大小的资源区间差值，取资源区间差值最小的子区间对应的存储资源分配给该机组；
12.s5重复分配子区间对应的存储资源分配给该机组，直至被分配的存储资源达到所述期望存储资源数量。
13.根据本发明提供的一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，在步骤s3之前，包括：
14.对每个存储资源子区间创建资源对象，为每个存储资源子区间创建子区间标签；
15.所述资源对象的属性包括所述子区间标签、对应的存储资源区间的标号、存储资源子区间的大小，存储资源子区间的总数量。
16.根据本发明提供的一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，在步骤s3之前，包括：
17.创建机组对象，定义机组名称，并生成机组名称对应的标签；
18.获取所有机组的存储资源需求总量、机组的总数量、机组需求的存储资源占所述控制系统的存储资源的比例。
19.根据本发明提供的一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，在步骤s3中，获取每个机组待分配的期望存储资源数量，应用公式：
20.期望存储资源数量＝机组需求的存储资源占所述控制系统的存储资源的比例
·
存储资源子区间的总数量/机组的总数量。
21.根据本发明提供的一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，在步骤s3中，计算每个机组的单次期望存储资源大小，应用公式：
22.单次期望存储资源大小＝存储资源需求总量/期望存储资源数量。
23.根据本发明提供的一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，步骤s4包括：
24.在单个机组需求的存储资源与单个存储资源的子区间匹配后，将机组需求的存储资源的大小减去匹配的所述存储资源的子区间的大小，将该机组的期望存储资源数量减1。
25.根据本发明提供的一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，步骤s5包括：
26.重复执行步骤s4，在将单个存储资源的子区间分配至单个机组后，将对应机组的期望存储资源数量减1，直至该机组的期望存储资源数量置为0；
27.对其他机组依次执行s3-s5的步骤，完成存储资源子区间的分配。
28.另一方面，本发明还提供一种无线通信网络控制系统的资源重构系统，所述无线通信网络控制系统包括资源端和机组接口端；
29.所述资源端被划分为若干个大小不等的存储资源区间，每个存储资源区间进一步划分成若干个大小不等的子区间；
30.所述机组接口端通过无线通信与所述资源端连接，通过机组标签与资源标签完成单个机组与存储资源的子区间的匹配；
31.进一步，所述资源重构系统包括：
32.机组需求计算模块，用于获取每个机组待分配的期望存储资源数量，计算每个机组的单次期望存储资源大小；
33.存储资源分配模块，用于将每个存储资源区间的子区间与单次期望存储资源大小比较，计算得到子区间大小与每个机组的单次期望存储资源大小的资源区间差值，取资源
区间差值最小的子区间对应的存储资源分配给该机组；
34.所述存储资源分配模块还用于重复分配子区间对应的存储资源分配给该机组，直至被分配的存储资源达到所述期望存储资源数量。
35.本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述资源重构方法的步骤。
36.本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述资源重构方法的步骤。
37.本发明提供的一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，与现有技术比较，至少具有如下的技术效果：
38.(1)控制系统减少了节点之间的布线，减少了硬件的连接，降低了系统复杂度，有效地降低了系统的重量和体积，能够有效的根据设备机组的结构和数量来实现对资源的合理调配，也降低了设计及架设系统需要的成本，易于系统维护和后期控制系统的扩展，同时可以实现控制系统资源共享；
39.(2)通过分析当前汽发机组控制系统的需求，确保不存在信息孤岛，将所有的机组纳入同一个网络，构建统一的资源区。实现系统资源与机组需求的快速准确匹配，提高控制系统运行效率和准确度。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
41.图1是本发明提供的资源重构方法的流程示意图。
具体实施方式
42.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块，而是可选地还包括没有列出的步骤或模块，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或模块。
44.需要说明的是，本发明涉及的术语“第一\第二”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里描述或图示的那些以外的顺序实施。
45.在一个实施例中，如图1所示，本发明提供一种汽发机组网络控制系统的计算资源
重构方法，其特征在于，包括：
46.s1根据汽发机组的汽轮机和发电机组的数量将预设的控制系统的存储资源分为对应数目个的存储资源区间；
47.s2对每个存储资源区间进一步划分成若干个大小不等的子区间；
48.s3获取每个机组待分配的期望存储资源数量，计算每个机组的单次期望存储资源大小；
49.s4将每个存储资源区间的子区间与单次期望存储资源大小比较，计算得到子区间大小与每个机组的单次期望存储资源大小的资源区间差值，取资源区间差值最小的子区间对应的存储资源分配给该机组；
50.s5重复分配子区间对应的存储资源分配给该机组，直至被分配的存储资源达到所述期望存储资源数量。
51.需要说明的是，本发明提供的计算资源重构方法适用于核动力系统的汽发机组的控制资源配置，所述汽发机组包括若干个汽轮机组和若干个发电机组；通过根据汽发机组的汽轮机和发电机组的数量将预设的控制系统的存储资源分为对应数目个的存储资源区间，有利于实现对单个机组节点的分别控制，为每个设备节点预留通信资源；
52.根据本发明提供的一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，在步骤s3之前，包括：
53.对每个存储资源子区间创建资源对象，为每个存储资源子区间创建子区间标签；
54.所述资源对象的属性包括所述子区间标签、对应的存储资源区间的标号、存储资源子区间的大小，存储资源子区间的总数量。
55.根据本发明提供的一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，在步骤s3之前，包括：
56.创建机组对象，定义机组名称，并生成机组名称对应的标签；
57.获取所有机组的存储资源需求总量、机组的总数量、机组需求的存储资源占所述控制系统的存储资源的比例。
58.具体的，在一个实施例中，创建的每个存储资源对象应具有如下属性：
59.存储资源的名称，将每个存储资源的名称分配给指定的机组，将指定机组的机组名赋值给匹配的存储资源；资源的创建日期；资源的识别编号；该存储资源的大小；所有存储资源的总大小；存储资源区间的总数量；
60.每个机组对象应具有如下属性：机组名称；机组需求的存储资源占所述控制系统的存储资源的比例；存储资源需求总量；机组期望得到的资源的数量；机组单次希望获得存储资源大小；机组实际获得的存储资源大小；机组实际获得的资源总数量；
61.在实际资源分配的过程中，还需要获取每个机组存储单元子区间分配缺失的数量，例如需要10个资源子区间，但是实际被分配只有7个资源子区间；
62.在进行资源匹配的过程中，还需要查对应的存储资源子区间的编号，从而完成存储资源子区间和对应机组端的匹配，例如某个机组需要8个资源子区间的端口，但是实际调度的时候只到6个资源子区间的端口地址。
63.根据本发明提供的一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，在步骤s3中，获取每个机组待分配的期望存储资源数量，应用公式：
64.期望存储资源数量＝机组需求的存储资源占所述控制系统的存储资源的比例
·
存储资源子区间的总数量/机组的总数量。
65.根据本发明提供的一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，在步骤s3中，计算每个机组的单次期望存储资源大小，应用公式：
66.单次期望存储资源大小＝存储资源需求总量/期望存储资源数量。
67.根据本发明提供的一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，步骤s4包括：
68.在单个机组需求的存储资源与单个存储资源的子区间匹配后，将机组需求的存储资源的大小减去匹配的所述存储资源的子区间的大小，将该机组的期望存储资源数量减1。
69.根据本发明提供的一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，步骤s5包括：
70.重复执行步骤s4，在将单个存储资源的子区间分配至单个机组后，将对应机组的期望存储资源数量减1，直至该机组的期望存储资源数量置为0；
71.对其他机组依次执行s3-s5的步骤，完成存储资源子区间的分配。
72.另一方面，本发明还提供一种汽发机组网络控制系统的资源重构系统，下文描述的资源重构系统与上文描述的资源重构方法可相互对应参照；
73.其中，所述网络控制系统包括资源端和机组接口端；
74.所述资源端被划分为若干个大小不等的存储资源区间，每个存储资源区间进一步划分成若干个大小不等的子区间；
75.所述机组接口端通过无线通信与所述资源端连接，通过机组标签与资源标签完成单个机组与存储资源的子区间的匹配；
76.进一步，所述资源重构系统包括：
77.机组需求计算模块，用于获取每个机组待分配的期望存储资源数量，计算每个机组的单次期望存储资源大小；
78.存储资源分配模块，用于将每个存储资源区间的子区间与单次期望存储资源大小比较，计算得到子区间大小与每个机组的单次期望存储资源大小的资源区间差值，取资源区间差值最小的子区间对应的存储资源分配给该机组；
79.所述存储资源分配模块还用于重复分配子区间对应的存储资源分配给该机组，直至被分配的存储资源达到所述期望存储资源数量。
80.本发明还提供一种电子设备，该电子设备可以包括：处理器(processor)、通信接口(communicationsinterface)、存储器(memory)和通信总线，其中，处理器、通信接口、存储器通过通信总线完成相互间的通信。处理器可以调用存储器中的逻辑指令，以执行上述各方法所提供的一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，包括步骤：
81.s1将预设的控制系统的存储资源分为若干个区间；
82.s2对每个存储资源区间进一步划分成若干个大小不等的子区间；
83.s3获取每个机组待分配的期望存储资源数量，计算每个机组的单次期望存储资源大小；
84.s4将每个存储资源区间的子区间与单次期望存储资源大小比较，计算得到子区间大小与每个机组的单次期望存储资源大小的资源区间差值，取资源区间差值最小的子区间
对应的存储资源分配给该机组；
85.s5重复分配子区间对应的存储资源分配给该机组，直至被分配的存储资源达到所述期望存储资源数量。
86.此外，上述的存储器中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
87.另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，包括步骤：
88.s1将预设的控制系统的存储资源分为若干个区间；
89.s2对每个存储资源区间进一步划分成若干个大小不等的子区间；
90.s3获取每个机组待分配的期望存储资源数量，计算每个机组的单次期望存储资源大小；
91.s4将每个存储资源区间的子区间与单次期望存储资源大小比较，计算得到子区间大小与每个机组的单次期望存储资源大小的资源区间差值，取资源区间差值最小的子区间对应的存储资源分配给该机组；
92.s5重复分配子区间对应的存储资源分配给该机组，直至被分配的存储资源达到所述期望存储资源数量。
93.又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法所提供的一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，包括步骤：s1将预设的控制系统的存储资源分为若干个区间；
94.s2对每个存储资源区间进一步划分成若干个大小不等的子区间；
95.s3获取每个机组待分配的期望存储资源数量，计算每个机组的单次期望存储资源大小；
96.s4将每个存储资源区间的子区间与单次期望存储资源大小比较，计算得到子区间大小与每个机组的单次期望存储资源大小的资源区间差值，取资源区间差值最小的子区间对应的存储资源分配给该机组；
97.s5重复分配子区间对应的存储资源分配给该机组，直至被分配的存储资源达到所述期望存储资源数量。
98.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性
的劳动的情况下，即可以理解并实施。
99.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
100.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：

1.一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，其特征在于，包括：s1根据汽发机组的汽轮机和发电机组的数量将预设的控制系统的存储资源分为对应数目个的存储资源区间；s2对每个存储资源区间进一步划分成若干个大小不等的子区间；s3获取每个机组待分配的期望存储资源数量，计算每个机组的单次期望存储资源大小；s4将每个存储资源区间的子区间与单次期望存储资源大小比较，计算得到子区间大小与每个机组的单次期望存储资源大小的资源区间差值，取资源区间差值最小的子区间对应的存储资源分配给该机组；s5重复分配子区间对应的存储资源分配给该机组，直至被分配的存储资源达到所述期望存储资源数量。2.根据权利要求1所述的一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，其特征在于，在步骤s3之前，包括：对每个存储资源子区间创建资源对象，为每个存储资源子区间创建子区间标签；所述资源对象的属性包括所述子区间标签、对应的存储资源区间的标号、存储资源子区间的大小，存储资源子区间的总数量。3.根据权利要求2所述的一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，其特征在于，在步骤s3之前，包括：创建机组对象，定义机组名称，并生成机组名称对应的标签；获取所有机组的存储资源需求总量、机组的总数量、机组需求的存储资源占所述控制系统的存储资源的比例。4.根据权利要求3所述的一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，其特征在于，在步骤s3中，获取每个机组待分配的期望存储资源数量，应用公式：期望存储资源数量＝机组需求的存储资源占所述控制系统的存储资源的比例
·
存储资源子区间的总数量/机组的总数量。5.根据权利要求3所述的一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，其特征在于，在步骤s3中，计算每个机组的单次期望存储资源大小，应用公式：单次期望存储资源大小＝存储资源需求总量/期望存储资源数量。6.根据权利要求1或3所述的一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，其特征在于，步骤s4包括：在单个机组需求的存储资源与单个存储资源的子区间匹配后，将机组需求的存储资源的大小减去匹配的所述存储资源的子区间的大小，将该机组的期望存储资源数量减1。7.根据权利要求6所述的一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，其特征在于，步骤s5包括：重复执行步骤s4，在将单个存储资源的子区间分配至单个机组后，将对应机组的期望存储资源数量减1，直至该机组的期望存储资源数量置为0；对其他机组依次执行s3-s5的步骤，完成存储资源子区间的分配。8.一种汽发机组网络控制系统的资源重构系统，其特征在于，包括：所述网络控制系统包括资源端和机组接口端；
所述资源端被划分为若干个大小不等的存储资源区间，每个存储资源区间进一步划分成若干个大小不等的子区间；所述机组接口端通过无线通信与所述资源端连接，通过机组标签与资源标签完成单个机组与存储资源的子区间的匹配；进一步，所述资源重构系统包括：机组需求计算模块，用于获取每个机组待分配的期望存储资源数量，计算每个机组的单次期望存储资源大小；存储资源分配模块，用于将每个存储资源区间的子区间与单次期望存储资源大小比较，计算得到子区间大小与每个机组的单次期望存储资源大小的资源区间差值，取资源区间差值最小的子区间对应的存储资源分配给该机组；所述存储资源分配模块还用于重复分配子区间对应的存储资源分配给该机组，直至被分配的存储资源达到所述期望存储资源数量。9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述资源重构方法的步骤。10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述资源重构方法的步骤。

技术总结

本发明涉及控制系统设计技术领域，尤其涉及一种汽发机组网络控制系统的计算资源重构方法，包括：根据汽发机组的汽轮机和发电机组的数量将存储资源分为对应数目个的存储资源区间，并分为若干个大小不等的子区间；获取每个机组待分配的期望存储资源数量和单次期望存储资源大小；取资源区间差值最小的子区间的存储资源分配给该机组；重复分配子区间对应的存储资源分配给该机组，直至被分配的存储资源达到所述期望存储资源数量。本发明提供的控制系统减少了节点之间的布线，减少了硬件的连接，降低了系统复杂度，能够有效的根据设备机组的结构和数量来实现对资源的合理调配，同时可以实现控制系统资源共享。可以实现控制系统资源共享。可以实现控制系统资源共享。