系统稳定性获取方法和装置与流程

本发明涉及自动化控制领域，具体而言，涉及一种系统稳定性获取方法和装置。

背景技术：

失效率、可用率和可靠度是自动化控制系统的关键技术指标。系统的失效率定义为系统在某一时刻正常工作，到此时刻的下一时刻发生故障的条件概率。系统可用率被定义为系统实际工作时间与两次故障间时间的比值。系统的可靠度被定义为系统在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率。系统的失效率越低，可靠度就越高；系统的可用率越高，对于系统的最终用户越有利。

目前，对于多通道的可编程逻辑控制器被广泛的应用于石油、天然气、化工、消防等诸多领域。多通道可编程逻辑控制器系统的可用率和可靠度对于上述领域也有着至关重要的意义。因此，准确地计算系统的可用率和可靠度是十分必要的。

目前，虽然已经有很多关于计算系统的失效率、可用率和可靠度相关资料和文献，但是，还没有针对于多通道可编程逻辑控制器的相关计算方法。

针对上述现有技术中还没有针对多通道可编程逻辑控制器的稳定性的获取方法的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种系统稳定性获取方法和装置，以至少解决现有技术中还没有针对多通道可编程逻辑控制器的稳定性的获取方法的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种系统稳定性获取方法，包括：将多通道可编程逻辑控制器系统划分为多个子系统，其中，子系统包括一个或多个单元，在子系统包括多个单元的情况下，子系统包括串联子系统和/或并联子系统，串联子系统包括相互之间为串联关系的多个单元，并联子系统包括相互之间为并联关系的多个单元；获取子系统的稳定性参数，其中，稳定性参数用于指示子系统的稳定性；根据子系统的稳定性参数获取多通道可编程逻辑控制器系统的稳定性参数。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种系统稳定性获取装置，包括：划分模块，用于将多通道可编程逻辑控制器系统划分为多个子系统，其中，子系统包括一个或多个单元，在子系统包括多个单元的情况下，子系统包括串联子系统和/或并联子系统，串联子系统包括相互之间为串联关系的多个单元，并联子系统包括相互之间为并联关系的多个单元；第一获取模块，用于获取子系统的稳定性参数，其中，稳定性参数用于指示子系统的稳定性；第二获取模块，用于根据子系统的稳定性参数获取多通道可编程逻辑控制器系统的稳定性参数。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行上述系统稳定性获取方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述系统稳定性获取方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种终端，包括：划分模块，用于将多通道可编程逻辑控制器系统划分为多个子系统，其中，子系统包括一个或多个单元，在子系统包括多个单元的情况下，子系统包括串联子系统和/或并联子系统，串联子系统包括相互之间为串联关系的多个单元，并联子系统包括相互之间为并联关系的多个单元；第一获取模块，用于获取子系统的稳定性参数，其中，稳定性参数用于指示子系统的稳定性；第二获取模块，用于根据子系统的稳定性参数获取多通道可编程逻辑控制器系统的稳定性参数；处理器，处理器运行程序，其中，程序运行时对于从划分模块、第一获取模块和第二获取模块输出的数据执行上述系统稳定性获取方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种终端，包括：划分模块，用于将多通道可编程逻辑控制器系统划分为多个子系统，其中，子系统包括一个或多个单元，在子系统包括多个单元的情况下，子系统包括串联子系统和/或并联子系统，串联子系统包括相互之间为串联关系的多个单元，并联子系统包括相互之间为并联关系的多个单元；第一获取模块，用于获取子系统的稳定性参数，其中，稳定性参数用于指示子系统的稳定性；第二获取模块，用于根据子系统的稳定性参数获取多通道可编程逻辑控制器系统的稳定性参数；存储介质，用于存储程序，其中，程序在运行时对于从划分模块、第一获取模块和第二获取模块输出的数据执行上述系统稳定性获取方法。

在本发明实施例中，通过将多通道可编程逻辑控制器系统划分为多个子系统，其中，子系统包括一个或多个单元，在子系统包括多个单元的情况下，子系统包括串联子系统和/或并联子系统，串联子系统包括相互之间为串联关系的多个单元，并联子系统包括相互之间为并联关系的多个单元；获取子系统的稳定性参数，其中，稳定性参数用于指示子系统的稳定性；根据子系统的稳定性参数获取多通道可编程逻辑控制器系统的稳定性参数，达到了获取到多通道可编程逻辑控制器系统的稳定性参数的目的，从而实现了为自动化控制提供关键且准确度高的技术指标的技术效果，进而解决了现有技术中还没有针对多通道可编程逻辑控制器的稳定性的获取方法的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种系统稳定性获取方法的示意图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的系统稳定性获取方法的示意图；

图3是根据本发明实施例的一种可选的系统稳定性获取方法的示意图；

图4是根据本发明实施例的一种可选的系统稳定性获取方法的示意图；

图5是根据本发明实施例的一种可选的系统稳定性获取方法的示意图；

图6是根据本发明实施例的一种系统稳定性获取装置的示意图；

图7是根据本发明实施例的一种可选的系统稳定性获取装置的示意图；

图8是根据本发明实施例的一种可选的系统稳定性获取装置的示意图；

图9是根据本发明实施例的一种可选的系统稳定性获取装置的示意图；

图10是根据本发明实施例的一种可选的系统稳定性获取装置的示意图；

图11是根据本发明实施例的一种可选的系统稳定性获取装置的示意图；

图12是根据本发明实施例的一种终端的示意图；以及

图13是根据本发明实施例的一种可选的终端的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种系统稳定性获取方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的系统稳定性获取方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤s102，将多通道可编程逻辑控制器系统划分为多个子系统，其中，子系统包括一个或多个单元，在子系统包括多个单元的情况下，子系统包括串联子系统和/或并联子系统，串联子系统包括相互之间为串联关系的多个单元，并联子系统包括相互之间为并联关系的多个单元。

步骤s104，获取子系统的稳定性参数，其中，稳定性参数用于指示子系统的稳定性。

步骤s106，根据子系统的稳定性参数获取多通道可编程逻辑控制器系统的稳定性参数。

在本发明实施例中，通过将多通道可编程逻辑控制器系统划分为多个子系统，其中，子系统，串联子系统包括相互之间为串联关系的多个单元，并联子系统包括相互之间为并联关系的多个单元串联子系统和/或并联子系统，串联子系统包括相互之间为串联关系的多个单元，并联子系统包括相互之间为并联关系的多个单元；获取子系统的稳定性参数，其中，稳定性参数用于指示子系统的稳定性；根据子系统的稳定性参数获取多通道可编程逻辑控制器系统的稳定性参数，达到了获取到多通道可编程逻辑控制器系统的稳定性参数的目的，从而实现了为自动化控制提供关键且准确度高的技术指标的技术效果，进而解决了现有技术中还没有针对多通道可编程逻辑控制器的稳定性的获取方法的技术问题。

在一种可选的实施例中，稳定性参数包括如下至少之一：失效率、可用率和可靠度。

具体的，在求取多通道可编程逻辑控制器系统的稳定性参数时，假设多通道可编程逻辑控制器系统的失效率为λ(t)，可靠度为r(t)，不可靠度为f(t)，可用率为a，其中，由于可靠度与不可靠度成互补的关系，则系统的不可靠度：

f(t)＝1-r(t)(1)

根据失效率的定义，可以得到：

将(1)带入(2)得到：

则，

对于类似于多通道可编程控制器这类复杂系统，通常系统的失效率可以认为是常数，即失效率不随时间的变化而变化。因此，

r(t)＝exp[-λt](5)

平均失效前时间mttf(meantimetofailure)和平均恢复前时间mttr(meantimetorestoration)为计算多通道可编程逻辑控制器系统的可用率的重要参数。mttr包含检测故障发生所需要的时间以及检测和判断故障之后所需要的维修时间，可以根据现场需求和系统的具体情况设置mttr，一般在小时量级。

mttf可由下式得出，

多通道可编程逻辑控制器系统的可用率为：

综上可以看到，只要能够计算得知多通道可编程逻辑控制器系统的的可靠度，其失效率和可用率也就能够计算得到，为了得到多通道可编程逻辑控制器系统的的可靠度，需要计算子系统的可靠度，然后根据子系统的可靠度进一步计算多通道可编程逻辑控制器系统的可靠度，由于子系统包括两种种类：串联子系统和并联子系统，因此针对不同种类的子系统，可靠度的计算方式也不相同，具体的计算方式见下述实施例。

在一种可选的实施例中，若子系统为串联子系统，步骤s104中获取子系统的稳定性参数，包括：步骤s202，获取串联子系统的可靠度；并且步骤s202中获取串联子系统的可靠度，包括：

步骤s204，获取多个单元中每个单元的可靠度。

步骤s206，计算多个单元中所有单元的可靠度的乘积，得到串联子系统的可靠度。

具体的，如图2所示，图2可以表示一个串联子系统，且该串联子系统包括n个相互之间为串联关系的单元，在该串联子系统中，只有n个单元都能正常工作，该串联子系统才能正常工作，因此该串联子系统的其可靠度为：

上式(8)中，ri(t)表示第i个单元的可靠度，rs(t)表示串联子系统的可靠度，由上式(8)可以看到，串联子系统的可靠度为其包括的多个单元中所有单元的可靠度的乘积。

在一种可选的实施例中，若子系统为并联子系统，步骤s104中获取子系统的稳定性参数，包括：步骤s302，获取并联子系统的可靠度；并且步骤s302中获取并联子系统的可靠度，包括：

步骤s304，获取多个单元中每个单元的可靠度。

步骤s306，计算多个单元中所有单元的不可靠度的乘积，使用1减去不可靠度的乘积，得到并联子系统的可靠度；其中，单元的不可靠度为使用1减去单元的可靠度得到的值。

具体的，如图3所示，图3可以表示一个并联子系统，且该并联子系统包括n个相互之间为并联关系的单元，在该并联子系统中，只要一个单元能正常工作，则该并联子系统就能正常工作，只有n个单元全部失效，并联子系统才失效，因此该并联子系统的可靠度为：

rc(t)＝1-fc(t)(9)

上式(9)和(10)中，rc(t)表示并联子系统的可靠度，fc(t)表示并联子系统的不可靠度， 表示并联子系统中每个单元的可靠度，上式(10)中， 表示并联子系统中每个单元的不可靠度， 表示并联子系统的不可靠度，上式(10)中使用1减去并联子系统的不可靠度即为并联子系统的可靠度。

在一种可选的实施例中，步骤s106中将多通道可编程逻辑控制器系统划分为多个子系统，包括：步骤s402，将多通道可编程逻辑控制器系统中相互之间为并联关系的单元合并成并联子系统；步骤s404，将多通道可编程逻辑控制器系统划分为相互之间为串联关系的多个子系统，相互之间为串联关系的多个子系统包括：至少一个由一个单元构成的子系统和/或至少一个并联子系统和/或至少一个串联子系统。

具体的，在进行多通道可编程逻辑控制器系统的可靠度计算的时候，可以将复杂的串并联多通道可编程逻辑控制器系统化简为简单的串联系统，也就是将多通道可编程逻辑控制器系统划分为相互之间为串联关系的多个子系统，计算出每个子系统的可靠度后，即可参照上述计算串联子系统的可靠度的方式来计算多通道可编程逻辑控制器系统的可靠度，即获取到相互之间为串联关系的多个子系统中每个子系统的可靠度后，计算多个子系统中所有子系统的可靠度的乘积，得到多通道可编程逻辑控制器系统的可靠度。

如图4所示，在包括单元a、b、c、d、e的多通道可编程逻辑控制器系统中，单元a、b、c相互之间为并联关系，单元d、e之间为并联关系，单元a、b、c和单元d、e之间为串联关系，因此可以将单元a、b、c作为一个子系统1，将单元d、e作为一个子系统2，则该多通道可编程逻辑控制器系统就可以划分为由相互之间为串联关系的子系统1和子系统2。

如图5所示，在包括单元a、b、c、d、e、f、g、h的多通道可编程逻辑控制器系统中，单元a、b、c相互之间为并联关系，单元d、e之间为并联关系，单元a、b、c和单元d、e之间为串联关系，因此可以将单元a、b、c作为一个子系统1，将单元d、e作为一个子系统2，对于单元f、g、h，可以将单元f、g、h作为一个串联子系统，也可以作为三个只包括一个单元的子系统，也可以将其中两个单元作为一个串联子系统，剩余一个作为只包括一个单元的子系统，无论采用上述哪种划分方式，最终划分出来的子系统之间为串联关系。

实施例2

根据本发明实施例，提供了一种系统稳定性获取装置的产品实施例，图6是根据本发明实施例的系统稳定性获取装置，如图6所示，该装置包括划分模块101、第一获取模块103和第二获取模块105，其中，划分模块101，用于将多通道可编程逻辑控制器系统划分为多个子系统，其中，子系统包括一个或多个单元，在子系统包括多个单元的情况下，子系统包括串联子系统和/或并联子系统，串联子系统包括相互之间为串联关系的多个单元，并联子系统包括相互之间为并联关系的多个单元；第一获取模块103，用于获取子系统的稳定性参数，其中，稳定性参数用于指示子系统的稳定性；第二获取模块105，用于根据子系统的稳定性参数获取多通道可编程逻辑控制器系统的稳定性参数。

在本发明实施例中，通过划分模块101将多通道可编程逻辑控制器系统划分为多个子系统，其中，子系统包括一个或多个单元，在子系统包括多个单元的情况下，子系统包括串联子系统和/或并联子系统，串联子系统包括相互之间为串联关系的多个单元，并联子系统包括相互之间为并联关系的多个单元；第一获取模块103和获取子系统的稳定性参数，其中，稳定性参数用于指示子系统的稳定性；第二获取模块105根据子系统的稳定性参数获取多通道可编程逻辑控制器系统的稳定性参数，达到了获取到多通道可编程逻辑控制器系统的稳定性参数的目的，从而实现了为自动化控制提供关键且准确度高的技术指标的技术效果，进而解决了现有技术中还没有针对多通道可编程逻辑控制器的稳定性的获取方法的技术问题。

此处需要说明的是，上述划分模块101、第一获取模块103和第二获取模块105对应于实施例1中的步骤s102至步骤s106，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为装置的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。

在一种可选的实施例中，稳定性参数包括如下至少之一：失效率、可用率和可靠度。

在一种可选的实施例中，若子系统为串联子系统，如图7所示，第一获取模块103包括第三获取模块201，用于获取串联子系统的可靠度；如图8所示，第三获取模块201包括第四获取模块203和第一计算模块205；其中，第四获取模块203，用于获取多个单元中每个单元的可靠度；第一计算模块205，用于计算多个单元中所有单元的可靠度的乘积，得到串联子系统的可靠度。

此处需要说明的是，上述第三获取模块201、第四获取模块203和第一计算模块205对应于实施例1中的步骤s202至步骤s206，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为装置的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。

在一种可选的实施例中，若子系统为并联子系统，如图9所示，第一获取模块103包括第五获取模块301，用于获取并联子系统的可靠度；如图10所示，第五获取模块301包括第六获取模块303和第二计算模块305，其中，第六获取模块303，用于获取多个单元中每个单元的可靠度；第二计算模块305，用于计算多个单元中所有单元的不可靠度的乘积，使用1减去不可靠度的乘积，得到并联子系统的可靠度；其中，单元的不可靠度为使用1减去单元的可靠度得到的值。

此处需要说明的是，上述第五获取模块301、第六获取模块303和第二计算模块305对应于实施例1中的步骤s302至步骤s306，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为装置的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。

在一种可选的实施例中，如图11所示，划分模块101包括合并模块401和划分子模块403，其中，合并模块401用于将多通道可编程逻辑控制器系统中相互之间为并联关系的单元合并成并联子系统；划分子模块403，用于将多通道可编程逻辑控制器系统划分为相互之间为串联关系的多个子系统，相互之间为串联关系的多个子系统包括：至少一个由一个单元构成的子系统和/或至少一个并联子系统和/或至少一个串联子系统。

此处需要说明的是，上述合并模块401和划分子模块403对应于实施例1中的步骤s402至步骤s404，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为装置的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。

实施例3

根据本发明实施例，提供了一种存储介质的产品实施例，该存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行上述系统稳定性获取方法。

实施例4

根据本发明实施例，提供了一种处理器的产品实施例，该处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述系统稳定性获取方法。

实施例5

根据本发明实施例，提供了一种终端的产品实施例，图12是根据本发明实施例的装置，如图12所示，该终端包括划分模块101、第一获取模块103、第二获取模块105和处理器501；其中，划分模块101，用于将多通道可编程逻辑控制器系统划分为多个子系统，其中，子系统包括一个或多个单元，在子系统包括多个单元的情况下，子系统包括串联子系统和/或并联子系统，串联子系统包括相互之间为串联关系的多个单元，并联子系统包括相互之间为并联关系的多个单元；第一获取模块103，用于获取子系统的稳定性参数，其中，稳定性参数用于指示子系统的稳定性；第二获取模块105，用于根据子系统的稳定性参数获取多通道可编程逻辑控制器系统的稳定性参数；处理器501，处理器501运行程序，其中，程序运行时对于从划分模块101、第一获取模块103和第二获取模块105输出的数据执行如下处理步骤：第一步骤，将多通道可编程逻辑控制器系统划分为多个子系统，其中，子系统包括一个或多个单元，在子系统包括多个单元的情况下，子系统包括串联子系统和/或并联子系统，串联子系统包括相互之间为串联关系的多个单元，并联子系统包括相互之间为并联关系的多个单元；第二步骤，获取子系统的稳定性参数，其中，稳定性参数用于指示子系统的稳定性；以及第三步骤，根据子系统的稳定性参数获取多通道可编程逻辑控制器系统的稳定性参数。

实施例6

根据本发明实施例，提供了一种终端的产品实施例，图13是根据本发明实施例的装置，如图13所示，该终端包括划分模块101、第一获取模块103、第二获取模块105和存储介质601；其中，划分模块101，用于将多通道可编程逻辑控制器系统划分为多个子系统，其中，子系统包括一个或多个单元，在子系统包括多个单元的情况下，子系统包括串联子系统和/或并联子系统，串联子系统包括相互之间为串联关系的多个单元，并联子系统包括相互之间为并联关系的多个单元；第一获取模块103，用于获取子系统的稳定性参数，其中，稳定性参数用于指示子系统的稳定性；第二获取模块105，用于根据子系统的稳定性参数获取多通道可编程逻辑控制器系统的稳定性参数；存储介质601，用于存储程序，其中，程序在运行时对于从划分模块101、第一获取模块103和第二获取模块105输出的数据执行如下处理步骤：第一步骤，将多通道可编程逻辑控制器系统划分为多个子系统，其中，子系统包括一个或多个单元，在子系统包括多个单元的情况下，子系统包括串联子系统和/或并联子系统，串联子系统包括相互之间为串联关系的多个单元，并联子系统包括相互之间为并联关系的多个单元；第二步骤，获取子系统的稳定性参数，其中，稳定性参数用于指示子系统的稳定性；以及第三步骤，根据子系统的稳定性参数获取多通道可编程逻辑控制器系统的稳定性参数。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

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单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以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全部或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(可为个人计算机、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、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。