[發(fā)明專利]一種死鎖避免控制方法、裝置和自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310744989.2
• 申請(qǐng)日: 2013-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103699104B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊宏兵;孫承峰;王明娣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 常亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動(dòng)生產(chǎn)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)是涉及一種死鎖避免控制方法、裝置和自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

死鎖是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程在執(zhí)行過(guò)程中，由于爭(zhēng)奪共享資源而造成一種互相等待狀態(tài)。在自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)中，死鎖將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)部分或全部出現(xiàn)癱瘓。

為了避免自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)出現(xiàn)死鎖，本領(lǐng)域的技術(shù)人員基于自動(dòng)機(jī)（一種描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的形式化建模工具）理論，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)整體建模獲得系統(tǒng)監(jiān)控器，以達(dá)到死鎖避免的目的。

然而隨著系統(tǒng)規(guī)模的不斷增加，現(xiàn)有的技術(shù)方案的由于受到系統(tǒng)規(guī)模的影響，建模和運(yùn)算的效率低。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種死鎖避免控制方法、裝置和自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)，以提高自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)中死鎖監(jiān)控的建模和運(yùn)算效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種死鎖避免控制方法，所述方法應(yīng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)，包括：

按照預(yù)設(shè)算法，確定自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)中循環(huán)等待彼此所占用資源的工件；

根據(jù)循環(huán)等待彼此所占用資源的工件，將自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)劃分為若干個(gè)具有死鎖傾向的系統(tǒng)子模塊；

構(gòu)建所述系統(tǒng)子模塊各自的死鎖監(jiān)控器，對(duì)各個(gè)系統(tǒng)子模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；

根據(jù)所述死鎖監(jiān)控器的狀態(tài)和當(dāng)前自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的狀態(tài)，生成控制生產(chǎn)過(guò)程的控制指令。

優(yōu)選的，所述確定自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)中循環(huán)等待彼此所占用資源的工件，包括：

構(gòu)建自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)矩陣，所述關(guān)聯(lián)矩陣用于表征自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)中工件和資源的相互關(guān)系；

對(duì)所述關(guān)聯(lián)矩陣進(jìn)行自相關(guān)操作；

根據(jù)自相關(guān)操作結(jié)果確定循環(huán)等待彼此所占用資源的工件。

優(yōu)選的，構(gòu)建所述系統(tǒng)子模塊各自的死鎖監(jiān)控器，包括：

按照自動(dòng)機(jī)的建模方法，構(gòu)建各個(gè)系統(tǒng)子模塊的加工資源層自動(dòng)機(jī)、工件層自動(dòng)機(jī)以及約束層自動(dòng)機(jī)；

對(duì)所述加工資源層自動(dòng)機(jī)、所述工件層自動(dòng)機(jī)以及所述約束層自動(dòng)機(jī)進(jìn)行與算法操作，得到所述系統(tǒng)子模塊的死鎖監(jiān)控器。

優(yōu)選的，構(gòu)建各個(gè)系統(tǒng)子模塊的加工資源層自動(dòng)機(jī)的過(guò)程包括：

按照自動(dòng)機(jī)的建模方式，對(duì)系統(tǒng)子模塊中的各個(gè)加工資源建模，得到各個(gè)加工資源的自動(dòng)機(jī)；

對(duì)各個(gè)加工資源的自動(dòng)機(jī)進(jìn)行或算法操作，得到系統(tǒng)子模塊的加工資源層自動(dòng)機(jī)。

優(yōu)選的，構(gòu)建各個(gè)系統(tǒng)子模塊的工件層自動(dòng)機(jī)的過(guò)程包括：

按照自動(dòng)機(jī)的建模方式，對(duì)系統(tǒng)子模塊中的各個(gè)工件建模，得到各個(gè)工件的工件自動(dòng)機(jī)；

對(duì)同一類型工件的工件自動(dòng)機(jī)進(jìn)行或算法操作，構(gòu)建工件類自動(dòng)機(jī)；

對(duì)工件類自動(dòng)機(jī)進(jìn)行或算法操作，構(gòu)建工件層自動(dòng)機(jī)。

優(yōu)選的，構(gòu)建各個(gè)系統(tǒng)子模塊的約束層自動(dòng)機(jī)的過(guò)程包括：

按照自動(dòng)機(jī)的建模方式，對(duì)系統(tǒng)子模塊中的各個(gè)約束條件建模，得到各個(gè)約束條件對(duì)應(yīng)的約束自動(dòng)機(jī)；

對(duì)所述的約束自動(dòng)機(jī)進(jìn)行與算法操作，構(gòu)建約束層自動(dòng)機(jī)。

優(yōu)選的，對(duì)同一類型工件的工件自動(dòng)機(jī)進(jìn)行或算法操作，構(gòu)建工件類自動(dòng)機(jī)之后，還包括：對(duì)所述工件類自動(dòng)機(jī)的狀態(tài)不確定轉(zhuǎn)移性和冗余性進(jìn)行處理。

一種死鎖避免控制裝置，包括：

按照預(yù)設(shè)算法，確定自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)中循環(huán)等待彼此所占用資源的工件的計(jì)算單元；

根據(jù)計(jì)算單元的計(jì)算結(jié)果，將自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)劃分為若干個(gè)具有死鎖傾向的系統(tǒng)子模塊的模塊劃分單元；

構(gòu)建所述系統(tǒng)子模塊各自的死鎖監(jiān)控器的死鎖監(jiān)控器構(gòu)建單元；

根據(jù)所述死鎖監(jiān)控器的狀態(tài)和當(dāng)前自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的狀態(tài)，生成控制生產(chǎn)過(guò)程的控制指令的指令輸出單元。

優(yōu)選的，所述計(jì)算單元包括：

構(gòu)建自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)矩陣的矩陣構(gòu)建子單元，所述關(guān)聯(lián)矩陣用于表征自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)中工件和資源的相互關(guān)系；

對(duì)所述關(guān)聯(lián)矩陣進(jìn)行自相關(guān)操作，并根據(jù)自相關(guān)操作結(jié)果確定循環(huán)等待彼此所占用資源的工件的計(jì)算子單元。

一種自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)采集設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、PLC、內(nèi)置有死鎖避免控制裝置的工控機(jī)以及服務(wù)器；

其中，所述數(shù)據(jù)采集設(shè)備，用于采集自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)生產(chǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)；

所述數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，用于將所述實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸至所述PLC；

所述PLC，用于將所述實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送至所述工控機(jī)，并執(zhí)行所述工控機(jī)輸出的無(wú)死鎖控制指令；

所述工控機(jī)，用于根據(jù)死鎖監(jiān)控器的狀態(tài)和實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，生產(chǎn)無(wú)死鎖控制指令；

所述服務(wù)器，用于實(shí)時(shí)所述實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)的共享。