[發明專利]一種防止工業自動化系統雪崩的方法

有效

• 申請號: 200710048066.8
• 申請日: 2007-11-09
• 公開（公告）號: CN101158849A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發明（設計）人: 梁俊;林苑
• 申請（專利權）人: 上?？婶斚到y軟件有限公司
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司
• 代理人: 徐雪波

技術領域

本發明涉及一種防止工業自動化系統雪崩的方法。

背景技術

隨著自動化系統在工業領域的廣泛應用、自動化系統規模的日益龐大，對自動化系統核心處理設備的處理能力提出了較高的要求，例如大型企業的綜合自動化系統、全國鐵路自動調度系統、國家電力網自動調度系統、空中交通管制系統、城市交通控制系統、自動化指揮系統、國民經濟管理系統等，自動化系統的安全性和穩定性在整個生產、管理、生活中成了至關重要和備受關注的問題。

目前自動化系統普遍采用的是多進程多任務調度機制，每個進程(任務)有一個獨立的存儲單元(buffer)，不同的進程不能共享存儲單元(buffer)，因此系統無法控制存儲單元。對于較大的系統，由于系統處理的任務過多，占用資源過大，相對CPU處理能力有限，無法及時處理，特別是當一個應用程序有突發事件(如故障時)發生，這時應用程序將產生大量數據變化，存儲單元和CPU之間的通訊量劇增，引發大量待處理數據任務，各待處理數據任務之間相互搶占或等待資源，使得操作系統呈現假死機或死機狀態，這就是所謂的雪崩現象。系統頻繁發生假死機、死機，嚴重影響了自動化系統正常穩定的運行，存在很大的安全隱患。

當一個與自動化任務相關的重要進程出現故障，而其他非相關進程仍在運行時，看門狗設置通常無法正確判斷系統是否出現故障，進而不能及時自動重啟，發生看門狗失靈問題。無人值守自動化系統所需的自恢復能力需要解決的主要問題就是看門狗失靈。

多進程多任務調度機制，好處是可以同時處理自動化主要任務、非主要任務及其他無關的任務，但是由于多個任務同時進行，任務調度機制上又不區分優先級，這樣處理的結果就是容易耽擱重要任務。雖然有些系統在進程處理、優先級調度等方面進行了改善，但在高優先級的任務多、耗盡資源的情況下，還是會導致系統出現假死或死機現象的。看門狗失靈問題仍不能得到有效解決。

工業自動化系統中一般待處理的數據任務為基于時間先后的時間流數據，例如同一被監控設備的某一類監控數據是根據時間先后順序依次傳送給操作系統的CPU進行處理的，考慮處理這類時間流數據任務的特殊性，工業自動化系統對其核心設備系統架構和任務調度機制提出了特殊需求：充分利用有限的CPU能力，實現自動化系統高度集成(通訊、自動化應用、Web?Server等)，最大限度的處理自動化任務，特別是最重要的任務，而能夠保證自動化系統不會假死或死機。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種防止工業自動化系統雪崩的方法，該方法能夠提高自動化系統運行效率，在系統出現極端情況下也不會出現假死或死機現象，系統運行出現故障時可以通過看門狗設置自恢復系統等。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：該防止工業自動化系統雪崩的方法，所述的工業自動化系統包括用于存放待處理的時間流數據的存儲單元，和對存儲單元中時間流數據進行處理的CPU，其特征在于該方法包括以下環節：

(1)建立數據任務優先級：為待處理的時間流數據建立一個進程和多個用于處理該進程的線程，將所述存儲單元設為該進程的獨立存儲空間，根據待處理的時間流數據的類型將這些待處理的時間流數據設置成優先級級別各不相同的待處理數據任務，并在所述存儲單元中開辟相應的優先級級別不相同的子存儲單元；

(2)CPU的數據任務調度：所述CPU用盡其處理能力來處理當前優先級級別最高的待處理數據任務，當當前優先級級別最高的待處理數據任務處理完畢以后，所述CPU才依次處理優先級級別次之的待處理數據任務；如果新接收到的待處理數據任務比CPU正在處理的待處理數據任務的優先級級別高，CPU則停止處理當前任務轉為處理新接收到的優先級級別高的待處理數據任務；

(3)存儲單元的使用方法：

將CPU不能及時處理的待處理數據任務或被CPU停止處理的延后待處理數據任務按照其各自的優先級級別分別存放于對應的子存儲單元中；

當某個子存儲單元中的待處理數據任務存滿之后，新接收的應存于該子存儲單元中的待處理數據任務將被存于優先級低于該子存儲單元的其他子存儲單元中，當優先級級別低于該子存儲單元的其他子存儲單元均被存滿時，則所述新接收的應存于該子存儲單元中的待處理數據任務將覆蓋優先級級別比該子存儲單元低的子存儲單元中優先級級別比新接收的待處理數據任務低的待處理數據任務；并且新接收的待處理數據任務在存放或覆蓋時，優先存于優先級級別更低的子存儲單元中。