基于5g通信的工控设备信息化控制指令传输系统
技术领域
1.本发明涉及指令传输技术领域，具体为基于5g通信的工控设备信息化控制指令传输系统。
背景技术：2.计算机技术的快速发展给人们带来了较大的便利，使得人们的生活更加智能化，大大减少了人们的劳动量。计算机技术在工业方面的运用中，通过智能操控的方式，人们只需要付出较小的工作量（控制机器生产）就能实现较大的产能，因此，计算机技术有效促进了企业的发展。
3.5g通信具有高速率、低时延及大连接服务的特点，能够实现物联网中信息的快速交流。
4.现有的工控设备信息化指令控制系统中，普遍采用的是2g、3g通信的方式，该方式虽能满足信息的传递，但是时效性较差，会导致控制指令对应的控制信息与实际情况存在一定的偏差，进而导致控制精度较差；同时现有的校准系统只是简单的通过传感器数据的值生成控制指令，要么没有实现对控制指令的校准，要么就是简单的获取一个补偿值进行校准，没有考虑到设备自身调节功能损坏且不能精准执行控制指令的情况。
5.针对上述情况，我们需要基于5g通信的工控设备信息化控制指令传输系统。
技术实现要素：6.本发明的目的在于提供基于5g通信的工控设备信息化控制指令传输系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于5g通信的工控设备信息化控制指令传输系统，包括：数据采集模块，所述数据采集模块用于实时获取产线设备上的传感器数据，并将每个产线设备上的传感器数据构成产线设备信息；5g通信模块，所述5g通信模块用于产线设备信息、工控设备的控制指令及产线设备的反馈信息的传输；控制指令生成模块，所述控制指令生成模块会根据产线设备信息在工控设备中生成相应的控制指令；控制指令发送模块，所述控制指令发送模块通过5g通信模块将生成的控制指令从工控设备发送给该控制指令对应的产线设备；控制指令反馈模块，所述控制指令反馈模块在该控制指令对应的产线设备接收到控制指令后，重新通过数据采集模块获取该控制指令对应的产线设备的产线设备信息，生成反馈信息，并通过5g通信模块反馈到工控设备中；控制指令切合度分析模块，所述控制指令切合度分析模块获取工控设备中该控制指令对应的产线设备反馈的产线设备信息，并进行控制指令切合度分析，得到切合度因数，
并对切合度因数进行判定，判断是否需要对控制指令进行校准；控制指令校准模块，所述控制指令校准模块根据控制指令切合度分析模块获取的切合度因数，计算该控制指令的校准值，并得到校准后的控制指令。
8.本发明通过各个模块之间的相互配合，共同实现对控制指令的校准与传输，同时采用5g通信进行信息传输，能够有效降低信息传输过程中的时延影响，确保控制指令的及时性，同时通过对控股之指令进行校准，能够有效提高工控设备对产线设备的控制精度。
9.进一步的，所述5g通信模块传输的信息为产线设备信息时，产线设备信息是由数据采集模块通过5g信号的形式向工控设备进行传输的；所述5g通信模块传输的信息为工控设备的控制指令时，工控设备的控制指令是由工控设备中的控制指令发送模块以5g信号的形式向产线设备中的控制指令执行模块进行传输的，所述控制指令执行模块用于接收控制指令，对控制指令对应的控制信息进行解译，并根据解译的结果对该产线设备进行控制；所述5g通信模块传输的信息为产线设备的反馈信息时，产线设备的反馈信息是以5g信号的形式由控制指令反馈模块向工控设备进行传输的；在通过5g通信模块传输信息时，信息的接收方在收到信息后，会向发送方回馈一个接收信号，不同的接收方对应的接收信号不同，若发送方在单位时间内未接收到发送方回馈的接收信号，则判定信息传输失败，重新向该接收方传输该信息。
10.本发明采用5g信号的方式对信息进行传输，使得信息传输速度更快，时延更低，进而传输的数据更具有分析价值，分析的结果更加符合当前的状态；设置接收方向发送方回馈接收信号，该方式属于一个反馈机制，是为了确认信息的传输情况，确保接收方能够及时有效的接收到发送方传输的信息；设置不同的接收方对应的接收信号不同，是为了使得发送方根据获取的接收信号能够快速识别出对应的接收方，进而判定该接收方对应的信息传输成功。
11.进一步的，所述控制指令生成模块生成控制指令的方法包括以下步骤：s1.1、获取各个产线设备对应的产线设备信息；s1.2、分别将各个产线设备信息与标准生产环境数据进行对比，分别计算每个产线设备中每种传感器数据的平均值与标准生产环境数据中该传感器对应的标准数据的差值，所述标准生产环境数据是通过对比数据库中直接获取的，所述差值包括正数、负数及0；s1.3、将同一产线设备信息中各个传感器种类对应的差值按先后顺序逐个录入同一个第一集合中，将所有产线设备信息分别对应的第一集合按先后顺序逐个录入第二集合中；s1.4、将第二集合中每个第一集合内的各个差值的绝对值分别与第一预设值进行比较，判断各个差值对应的传感器数据是否异常，当差值的绝对值大于等于第一预设值时，则判定该差值对应的传感器数据异常，进而判定该差值对应的产线设备的生产环境异常，当差值的绝对值小于第一预设值时，则判定该差值对应的传感器数据正常，将该差值调整为0，进而得到新的第二集合；s1.5、将s1.4中最后得到的新的第二集合中的差值作为控制指令对各个产线设备
的控制信息，进而得到控制指令，所述控制信息对应的第二集合中的差值为该差值对应产线设备的对应传感器数据需要控制减少的量。
12.本发明控制指令生成模块中，计算每个产线设备中每种传感器数据的平均值与标准生产环境数据中该传感器对应的标准数据的差值，是因为每种传感器数据是波动变化的，因此求取其平均值能够获取该传感器相对稳定的数据，使得计算结果更加精准，计算的差值能够较好的反映出该传感器需要控制调整的量，进而根据该差值，能够获取该传感器对应的控制信息，进而得到控制指令；将数据以第一集合及第二集合的方式进行保存，是为了使得保存的数据更加直观，更容易得到各个数据与产线设备及传感器之间的对应关系；设置第一预设值是为了筛选出需要进行调整的产线设备及相应的传感器，同时还能够根据差值大小（传感器需要调整的值）得到控制指令。
13.进一步的，所述控制指令发送模块在发送控制指令的工程中，会对控制指令对应的控制信息进行筛选，所述控制指令发送模块对控制指令对应的控制信息的筛选过程包括以下步骤：s2.1、获取控制指令对应的控制信息相应的第二集合；s2.2、分别对s2.1获取的第二集合中的各个第一集合内的差值进行筛查，判断各个第一集合对应的控制信息的有效性，当第一集合中各个差值均为0时，则判定该第一集合无效，当第一集合中各个差值存在不为0的情况时，则判定该第一集合有效；s2.3、获取s2.2中所有有效的第一集合，得到筛选后的控制信息；s2.4、获取控制指令对应的每个有效的第一集合对应的产线设备，获取的结果为该工控指令对应的产线设备；所述控制指令发送模块将控制指令中每个有效的第一集合对应的控制信息分别发送给该第一集合对应的产线设备。
14.本发明控制指令发送模块判断控制信息的有效性，是因为控制指令中包含各个产线设备中传感器需要调整的量，但是有的产线设备中所有的传感器对应差值均为0（需要调整的量为0，即不需要进行调整），因此判断控制信息的有效性，并对无效的第一集合对应产线设备不进行控制调整，能够有效减少控制指令对传感器控制调整的时间，提高控制指令指令的效率，同时，还锁定了需要反馈信息的产线设备。
15.进一步的，所述控制指令反馈模块在控制指令中每个有效的第一集合对应的产线设备接收到该控制指令后开始计时，在计时结果达到第一单位时间后开始重新获取该产线设备的产线设备信息，得到的该产线设备的产线设备信息为反馈信息中该产线设备对应的数据信息。
16.进一步的，所述控制指令切合度分析模块获取该控制指令对应的反馈信息，并将该控制指令对应的反馈信息按照控制指令生成模块生成控制指令的方法中s1.1至s1.3的步骤内容，得到该反馈信息对应的第三集合，所述第三集合中每个元素对应产线设备出现的先后顺序与控制指令中各元素对应的产线设备出现的先后顺序相同；获取该控制指令生成过程中s1.3中的第二集合，记为第四集合，分别按顺序在第四集合中提取第一集合，提取的第一集合对应的产线设备与第三集合中每个元素对应产线设备相同且顺序也相同，并将提取的每一个第一集合作为第五集合的一个元素，第五集合
中各个元素的先后顺序与该元素对应的第一集合被提取的先后顺序相同；分别计算第三集合与第五集合中相同位置元素分别对应的集合中相同位置的差值之间的切合因子，进而得到该控制指令的切合度因数。
17.本发明控制指令切合度分析模块根据反馈信息生成第三集合是为了判断是否需要对控制指令进行校准，并在需要对控制指令进行校准的情况下，进一步获取对应的校准值；获取第五集合是为了得到反馈信息在控制指令生成过程中s1.3对应的第二集合内对应的差值数据，并与接下来计算切合度因数及校准值。
18.进一步的，得到该控制指令对应的切合度因数的方法包括以下步骤：s3.1、分别获取第三集合与第五集合中相同位置元素分别对应的集合中相同位置的差值，将从第三集合中获取的差值记为a，将从第五集合中获取且与a位置对应的差值记为b；s3.2、计算a与b的商，所得商记为第五集合中b对应的切合因子，计算b与a的差，所得差记为第五集合中b对应的误差c；s3.3、分别统计第五集合中各个差值对应的切合因子，得到切合度因数，所述切合度因数为一个集合，切合度因数中每一个元素为一个集合且对应一个产线设备，所述切合因子为切合度因数中每个因素对应集合中的因素，分别统计第五集合中各个差值对应的误差c，得到控制指令对应的误差集合，所述误差集合中每一个元素为一个集合且对应一个产线设备，所述误差c为误差集合中每个因素对应集合中的因素。
19.本发明计算切合度因数的过程中，计算a与b的商是因为b表示控制信息计划控制相应传感器调节的量，a表示控制信息实际控制相应传感器调节的量，因此这个商表示该传感器对控制指令的执行效果，即该传感器对控制指令的调节量为计划调节量的a/b，即b对应的切合因子；计算b与a的差是为了得到对控制指令校准过程中，针对b对应的传感器准备实际校准的量，结合对应的切合因子，进而计算出的针对该传感器计划调节的量。
20.进一步的，所述控制指令切合度分析模块判断是否需要对控制指令进行校准的方法包括以下步骤：s4.1、获取该控制指令对应的切合度因数及该切合度因数中各个元素对应的产线设备；s4.2、分别将切合度因数中每个产线设备对应元素中的各个切合因子与第二预设值进行比较，当产线设备对应元素中的各个切合因子均小于等于第二预设值时，则判定该产线设备对应元素不需要校准，当产线设备对应元素中的各个切合因子存在大于第二预设值的情况时，则判定该产线设备对应元素需要校准；s4.3、当切合度因数中的各个元素均不需要校准时，则判定不需要对控制指令进行校准，反之，则判定需要对控制指令进行校准。
21.本发明控制指令契合度分析模块判断是否需要对控制指令进行校准，是为了判断该控制指令是否达到相应的控制效果，因为传感器数据是动态变化的，因此，针对该控制指令可能存在反复校准的情况，该方式能够及时对生产条件（传感器数据）进行调节，进而确
保生产条件的正确及稳定，使得生产效果更好。
22.进一步的，所述控制指令校准模块根据控制指令切合度分析模块获取的切合度因数，计算该控制指令的校准值的方法包括以下步骤：s5.1、获取该控制指令对应的切合度因数及误差集合；s5.2、分别获取切合度因数中各个切合因子对应传感器的历史平均切合因子，并将所得历史平均切合因子按获取的先后顺序逐个录入一个空白集合中，将得到的集合记为历史平均切合因数，所述历史平均切合因子是通过对比数据库直接获取的，所述历史平均切合因子表示对应传感器第二单位时间内对应的所有历史切合因子的平均值；s5.3、将切合度因数中第n1个需要校准的产线设备对应的因素中第n2个切合因子记为，将在误差集合中对应位置的误差c记为，将在历史平均切合因数中对应位置的历史平均切合因子记为；s5.4、将切合度因数中第n1个需要校准的产线设备对应的因素中第n2个切合因子对应的校准量记为，所述，所述表示与两者之间的最小值；s5.5、将s5.4中得到的所有校准量的集合记为该控制指令的校准值；对比数据库会将记入切合度因数中第n1个需要校准的产线设备对应的因素中第n2个切合因子对应的传感器的历史切合因子中，并重新获取该传感器第二单位时间内对应的所有历史切合因子的平均值，将得到结果替换原有的该传感器对应的历史平均切合因子。
23.本发明控制指令校准模块计算是因为及均能够对校准量的获取起到参考作用，通过这两种方式得到的值均能够合理且正确的，均能够对控制指令起到校准效果，但是相对的，校准结果的误差不同，而对两者进行综合处理，选用两者的最小值，能够使得对控制指令校准过程中的校准比例不同，会使得该传感器能够直接获取一个较大的校准量，使得校准结果不断接近真实情况，即使出现校准过量的情况发生，也只需要在下次校准时进行简单的回调（循环校准步骤，再次校准）即可；将是因为表示校准后的控制指令对第n1个需要校准的产线设备对应的因素中第n2个切合因子对应传感器实际需要调节的量，因此通过能够获取校准后的控制指令对第n1个需要校准的产线设备对应的因素中第n2个切合因子对应传感器计划需要调节的量，即校准后的控制指令中对应的控制系信息；将得到结果替换原有的该传感器对应的历史平均切合因子是为了对对比数据库中的历史平均切合因子进行更新，确保数据的准确性。
24.进一步的，所述控制指令校准模块得到校准后的控制指令的方法包括以下步骤：
s6.1、获取当前状态下的第二集合及该控制指令的校准值；s6.2、按顺序分别获取该控制指令的校准值中的各个校准量，获取每个校准量在当前状态下的第二集合中对应的差值，当前状态下的第二集合中与校准量对应的差值，指的是当前状态下的第二集合中对应产线设备内的传感器与校准量对应的产线设备内的传感器相同的差值；s6.3、分别用校准值中的每个校准量替换该校准量在当前状态下的第二集合中对应的差值，并将当前状态下的第二集合中未被替换的差值变为0，得到校准后的控制指令。
25.本发明控制指令校准模块得到校准后的控制指令的过程中，s6.2中的内容是为了确保校准量中各个校准值的位置的准确性，使得校准量中各个校准值对应的传感器位置顺序与控制指令中的各个差值对应传感器的位置顺序相同，确保校准后的控制指令与校准前的控制指令在格式上的统一；s6.3中并将当前状态下的第二集合中未被替换的差值变为0是为了避免当前状态下的第二集合中未替换校准量的差值在生成校准后的控制指令时，对相应的传感器再次进行调整（不需要再次进行调整的传感器再次进行调整），进而使得校准后的控制指令对应的控制结果出现较大的偏差，进而对产线设备的生产环境造成较大的影响，使得调节后的生产环境与标准的生产环境相差甚远。
26.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明能够通过5g通信实现工控设备与产线设备之间信息的高效传输，具有低时延、高速率的特点，进而使得传输的数据更贴合当前实际情况，分析的结果更加符合当前的状态，同时在传输控制指令后，还具有反馈机制获取执行控制指令后的效果，并根据反馈信息对控制指令进行校准，该方式能够有效针对动态变化的传感器数据实现精准的控制效果。
附图说明
27.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是本发明基于5g通信的工控设备信息化控制指令传输系统的结构示意图；图2是本发明基于5g通信的工控设备信息化控制指令传输系统的原理示意图；图3是本发明基于5g通信的工控设备信息化控制指令传输系统中控制指令生成模块生成控制指令的方法的流程示意图；图4是本发明基于5g通信的工控设备信息化控制指令传输系统中控制指令校准模块根据控制指令切合度分析模块获取的切合度因数计算该控制指令的校准值的方法的流程示意图。
具体实施方式
28.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，都属于本发明保护的范围。
29.请参阅图1-图4，本发明提供技术方案：基于5g通信的工控设备信息化控制指令传输系统，包括：
数据采集模块，所述数据采集模块用于实时获取产线设备上的传感器数据，并将每个产线设备上的传感器数据构成产线设备信息；5g通信模块，所述5g通信模块用于产线设备信息、工控设备的控制指令及产线设备的反馈信息的传输；控制指令生成模块，所述控制指令生成模块会根据产线设备信息在工控设备中生成相应的控制指令；控制指令发送模块，所述控制指令发送模块通过5g通信模块将生成的控制指令从工控设备发送给该控制指令对应的产线设备；控制指令反馈模块，所述控制指令反馈模块在该控制指令对应的产线设备接收到控制指令后，重新通过数据采集模块获取该控制指令对应的产线设备的产线设备信息，生成反馈信息，并通过5g通信模块反馈到工控设备中；控制指令切合度分析模块，所述控制指令切合度分析模块获取工控设备中该控制指令对应的产线设备反馈的产线设备信息，并进行控制指令切合度分析，得到切合度因数，并对切合度因数进行判定，判断是否需要对控制指令进行校准；控制指令校准模块，所述控制指令校准模块根据控制指令切合度分析模块获取的切合度因数，计算该控制指令的校准值，并得到校准后的控制指令。
30.本发明通过各个模块之间的相互配合，共同实现对控制指令的校准与传输，同时采用5g通信进行信息传输，能够有效降低信息传输过程中的时延影响，确保控制指令的及时性，同时通过对控股之指令进行校准，能够有效提高工控设备对产线设备的控制精度。
31.所述5g通信模块传输的信息为产线设备信息时，产线设备信息是由数据采集模块通过5g信号的形式向工控设备进行传输的；所述5g通信模块传输的信息为工控设备的控制指令时，工控设备的控制指令是由工控设备中的控制指令发送模块以5g信号的形式向产线设备中的控制指令执行模块进行传输的，所述控制指令执行模块用于接收控制指令，对控制指令对应的控制信息进行解译，并根据解译的结果对该产线设备进行控制；所述5g通信模块传输的信息为产线设备的反馈信息时，产线设备的反馈信息是以5g信号的形式由控制指令反馈模块向工控设备进行传输的；在通过5g通信模块传输信息时，信息的接收方在收到信息后，会向发送方回馈一个接收信号，不同的接收方对应的接收信号不同，若发送方在单位时间内未接收到发送方回馈的接收信号，则判定信息传输失败，重新向该接收方传输该信息。
32.本发明采用5g信号的方式对信息进行传输，使得信息传输速度更快，时延更低，进而传输的数据更具有分析价值，分析的结果更加符合当前的状态；设置接收方向发送方回馈接收信号，该方式属于一个反馈机制，是为了确认信息的传输情况，确保接收方能够及时有效的接收到发送方传输的信息；设置不同的接收方对应的接收信号不同，是为了使得发送方根据获取的接收信号能够快速识别出对应的接收方，进而判定该接收方对应的信息传输成功。
33.所述控制指令生成模块生成控制指令的方法包括以下步骤：s1.1、获取各个产线设备对应的产线设备信息；
s1.2、分别将各个产线设备信息与标准生产环境数据进行对比，分别计算每个产线设备中每种传感器数据的平均值与标准生产环境数据中该传感器对应的标准数据的差值，所述标准生产环境数据是通过对比数据库中直接获取的，所述差值包括正数、负数及0；s1.3、将同一产线设备信息中各个传感器种类对应的差值按先后顺序逐个录入同一个第一集合中，将所有产线设备信息分别对应的第一集合按先后顺序逐个录入第二集合中；s1.4、将第二集合中每个第一集合内的各个差值的绝对值分别与第一预设值进行比较，判断各个差值对应的传感器数据是否异常，当差值的绝对值大于等于第一预设值时，则判定该差值对应的传感器数据异常，进而判定该差值对应的产线设备的生产环境异常，当差值的绝对值小于第一预设值时，则判定该差值对应的传感器数据正常，将该差值调整为0，进而得到新的第二集合；本实施例中当存在第一集合为{-2，-4，0，5}，第一预设值为3时，因为|-2|＜3，|-4|＞3，0＜3，|5|＞3，所以{-2，-4，0，5}中，-2及0分别对应的传感器数据正常，-4及5分别对应的传感器数据异常，则新的第二集合中该第一集合{-2，-4，0，5}对应的集合为{0，-4，0，5}。
34.s1.5、将s1.4中最后得到的新的第二集合中的差值作为控制指令对各个产线设备的控制信息，进而得到控制指令，所述控制信息对应的第二集合中的差值为该差值对应产线设备的对应传感器数据需要控制减少的量。
35.本发明控制指令生成模块中，计算每个产线设备中每种传感器数据的平均值与标准生产环境数据中该传感器对应的标准数据的差值，是因为每种传感器数据是波动变化的，因此求取其平均值能够获取该传感器相对稳定的数据，使得计算结果更加精准，计算的差值能够较好的反映出该传感器需要控制调整的量，进而根据该差值，能够获取该传感器对应的控制信息，进而得到控制指令；将数据以第一集合及第二集合的方式进行保存，是为了使得保存的数据更加直观，更容易得到各个数据与产线设备及传感器之间的对应关系；设置第一预设值是为了筛选出需要进行调整的产线设备及相应的传感器，同时还能够根据差值大小（传感器需要调整的值）得到控制指令。
36.所述控制指令发送模块在发送控制指令的工程中，会对控制指令对应的控制信息进行筛选，所述控制指令发送模块对控制指令对应的控制信息的筛选过程包括以下步骤：s2.1、获取控制指令对应的控制信息相应的第二集合；s2.2、分别对s2.1获取的第二集合中的各个第一集合内的差值进行筛查，判断各个第一集合对应的控制信息的有效性，当第一集合中各个差值均为0时，则判定该第一集合无效，当第一集合中各个差值存在不为0的情况时，则判定该第一集合有效；s2.3、获取s2.2中所有有效的第一集合，得到筛选后的控制信息；s2.4、获取控制指令对应的每个有效的第一集合对应的产线设备，获取的结果为该工控指令对应的产线设备；所述控制指令发送模块将控制指令中每个有效的第一集合对应的控制信息分别
发送给该第一集合对应的产线设备。
37.本发明控制指令发送模块判断控制信息的有效性，是因为控制指令中包含各个产线设备中传感器需要调整的量，但是有的产线设备中所有的传感器对应差值均为0（需要调整的量为0，即不需要进行调整），因此判断控制信息的有效性，并对无效的第一集合对应产线设备不进行控制调整，能够有效减少控制指令对传感器控制调整的时间，提高控制指令指令的效率，同时，还锁定了需要反馈信息的产线设备。
38.所述控制指令反馈模块在控制指令中每个有效的第一集合对应的产线设备接收到该控制指令后开始计时，在计时结果达到第一单位时间后开始重新获取该产线设备的产线设备信息，得到的该产线设备的产线设备信息为反馈信息中该产线设备对应的数据信息。
39.所述控制指令切合度分析模块获取该控制指令对应的反馈信息，并将该控制指令对应的反馈信息按照控制指令生成模块生成控制指令的方法中s1.1至s1.3的步骤内容，得到该反馈信息对应的第三集合，所述第三集合中每个元素对应产线设备出现的先后顺序与控制指令中各元素对应的产线设备出现的先后顺序相同；获取该控制指令生成过程中s1.3中的第二集合，记为第四集合，分别按顺序在第四集合中提取第一集合，提取的第一集合对应的产线设备与第三集合中每个元素对应产线设备相同且顺序也相同，并将提取的每一个第一集合作为第五集合的一个元素，第五集合中各个元素的先后顺序与该元素对应的第一集合被提取的先后顺序相同；分别计算第三集合与第五集合中相同位置元素分别对应的集合中相同位置的差值之间的切合因子，进而得到该控制指令的切合度因数。
40.本发明控制指令切合度分析模块根据反馈信息生成第三集合是为了判断是否需要对控制指令进行校准，并在需要对控制指令进行校准的情况下，进一步获取对应的校准值；获取第五集合是为了得到反馈信息在控制指令生成过程中s1.3对应的第二集合内对应的差值数据，并与接下来计算切合度因数及校准值。
41.得到该控制指令对应的切合度因数的方法包括以下步骤：s3.1、分别获取第三集合与第五集合中相同位置元素分别对应的集合中相同位置的差值，将从第三集合中获取的差值记为a，将从第五集合中获取且与a位置对应的差值记为b；s3.2、计算a与b的商，所得商记为第五集合中b对应的切合因子，计算b与a的差，所得差记为第五集合中b对应的误差c；s3.3、分别统计第五集合中各个差值对应的切合因子，得到切合度因数，所述切合度因数为一个集合，切合度因数中每一个元素为一个集合且对应一个产线设备，所述切合因子为切合度因数中每个因素对应集合中的因素，分别统计第五集合中各个差值对应的误差c，得到控制指令对应的误差集合，所述误差集合中每一个元素为一个集合且对应一个产线设备，所述误差c为误差集合中每个因素对应集合中的因素。
42.本发明计算切合度因数的过程中，计算a与b的商是因为b表示控制信息计划控制相应传感器调节的量，a表示控制信息实际控制相应传感器调节的量，因此这个商表示该传感器对控制指令的执行效果，即该传感器对控制指令的调节量为计划调节量的a/b，即b对
应的切合因子；计算b与a的差是为了得到对控制指令校准过程中，针对b对应的传感器准备实际校准的量，结合对应的切合因子，进而计算出的针对该传感器计划调节的量。
43.所述控制指令切合度分析模块判断是否需要对控制指令进行校准的方法包括以下步骤：s4.1、获取该控制指令对应的切合度因数及该切合度因数中各个元素对应的产线设备；s4.2、分别将切合度因数中每个产线设备对应元素中的各个切合因子与第二预设值进行比较，当产线设备对应元素中的各个切合因子均小于等于第二预设值时，则判定该产线设备对应元素不需要校准，当产线设备对应元素中的各个切合因子存在大于第二预设值的情况时，则判定该产线设备对应元素需要校准；s4.3、当切合度因数中的各个元素均不需要校准时，则判定不需要对控制指令进行校准，反之，则判定需要对控制指令进行校准。
44.本发明控制指令契合度分析模块判断是否需要对控制指令进行校准，是为了判断该控制指令是否达到相应的控制效果，因为传感器数据是动态变化的，因此，针对该控制指令可能存在反复校准的情况，该方式能够及时对生产条件（传感器数据）进行调节，进而确保生产条件的正确及稳定，使得生产效果更好。
45.所述控制指令校准模块根据控制指令切合度分析模块获取的切合度因数，计算该控制指令的校准值的方法包括以下步骤：s5.1、获取该控制指令对应的切合度因数及误差集合；s5.2、分别获取切合度因数中各个切合因子对应传感器的历史平均切合因子，并将所得历史平均切合因子按获取的先后顺序逐个录入一个空白集合中，将得到的集合记为历史平均切合因数，所述历史平均切合因子是通过对比数据库直接获取的，所述历史平均切合因子表示对应传感器第二单位时间内对应的所有历史切合因子的平均值；s5.3、将切合度因数中第n1个需要校准的产线设备对应的因素中第n2个切合因子记为，将在误差集合中对应位置的误差c记为，将在历史平均切合因数中对应位置的历史平均切合因子记为；s5.4、将切合度因数中第n1个需要校准的产线设备对应的因素中第n2个切合因子对应的校准量记为，所述，所述表示与两者之间的最小值；s5.5、将s5.4中得到的所有校准量的集合记为该控制指令的校准值；本实施例中若某控制指令对应的切合度因数为{0.8，1.3，1}，该控制指令对应的误差集合{1.6，-0.6，0}，该控制指令对应的历史平均切合因数为{0.85，1.25，0.95}，则{0.8，1.3，1}中0.8对应的校准量为，
{0.8，1.3，1}中1.3对应的校准量为，{0.8，1.3，1}中1对应的校准量为，则该控制指令对应的校准值为{20，0.48，0}。
46.对比数据库会将记入切合度因数中第n1个需要校准的产线设备对应的因素中第n2个切合因子对应的传感器的历史切合因子中，并重新获取该传感器第二单位时间内对应的所有历史切合因子的平均值，将得到结果替换原有的该传感器对应的历史平均切合因子。
47.本发明控制指令校准模块计算是因为及均能够对校准量的获取起到参考作用，通过这两种方式得到的值均能够合理且正确的，均能够对控制指令起到校准效果，但是相对的，校准结果的误差不同，而对两者进行综合处理，选用两者的最小值，能够使得对控制指令校准过程中的校准比例不同，会使得该传感器能够直接获取一个较大的校准量，使得校准结果不断接近真实情况，即使出现校准过量的情况发生，也只需要在下次校准时进行简单的回调（循环校准步骤，再次校准）即可；将是因为表示校准后的控制指令对第n1个需要校准的产线设备对应的因素中第n2个切合因子对应传感器实际需要调节的量，因此通过能够获取校准后的控制指令对第n1个需要校准的产线设备对应的因素中第n2个切合因子对应传感器计划需要调节的量，即校准后的控制指令中对应的控制系信息；将得到结果替换原有的该传感器对应的历史平均切合因子是为了对对比数据库中的历史平均切合因子进行更新，确保数据的准确性。
48.所述控制指令校准模块得到校准后的控制指令的方法包括以下步骤：s6.1、获取当前状态下的第二集合及该控制指令的校准值；s6.2、按顺序分别获取该控制指令的校准值中的各个校准量，获取每个校准量在当前状态下的第二集合中对应的差值，当前状态下的第二集合中与校准量对应的差值，指的是当前状态下的第二集合中对应产线设备内的传感器与校准量对应的产线设备内的传感器相同的差值；s6.3、分别用校准值中的每个校准量替换该校准量在当前状态下的第二集合中对应的差值，并将当前状态下的第二集合中未被替换的差值变为0，得到校准后的控制指令。
49.本发明控制指令校准模块得到校准后的控制指令的过程中，s6.2中的内容是为了确保校准量中各个校准值的位置的准确性，使得校准量中各个校准值对应的传感器位置顺序与控制指令中的各个差值对应传感器的位置顺序相同，确保校准后的控制指令与校准前的控制指令在格式上的统一；s6.3中并将当前状态下的第二集合中未被替换的差值变为0是为了避免当前状态下的第二集合中未替换校准量的差值在生成校准后的控制指令时，对相应的传感器再次进行调整（不需要再次进行调整的传感器再次进行调整），进而使得校准
后的控制指令对应的控制结果出现较大的偏差，进而对产线设备的生产环境造成较大的影响，使得调节后的生产环境与标准的生产环境相差甚远。
50.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
51.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.基于5g通信的工控设备信息化控制指令传输系统，其特征在于，包括：数据采集模块，所述数据采集模块用于实时获取产线设备上的传感器数据，并将每个产线设备上的传感器数据构成产线设备信息；5g通信模块，所述5g通信模块用于产线设备信息、工控设备的控制指令及产线设备的反馈信息的传输；控制指令生成模块，所述控制指令生成模块会根据产线设备信息在工控设备中生成相应的控制指令；控制指令发送模块，所述控制指令发送模块通过5g通信模块将生成的控制指令从工控设备发送给该控制指令对应的产线设备；控制指令反馈模块，所述控制指令反馈模块在该控制指令对应的产线设备接收到控制指令后，重新通过数据采集模块获取该控制指令对应的产线设备的产线设备信息，生成反馈信息，并通过5g通信模块反馈到工控设备中；控制指令切合度分析模块，所述控制指令切合度分析模块获取工控设备中该控制指令对应的产线设备反馈的产线设备信息，并进行控制指令切合度分析，得到切合度因数，并对切合度因数进行判定，判断是否需要对控制指令进行校准；控制指令校准模块，所述控制指令校准模块根据控制指令切合度分析模块获取的切合度因数，计算该控制指令的校准值，并得到校准后的控制指令。2.根据权利要求1所述的基于5g通信的工控设备信息化控制指令传输系统，其特征在于：所述5g通信模块传输的信息为产线设备信息时，产线设备信息是由数据采集模块通过5g信号的形式向工控设备进行传输的；所述5g通信模块传输的信息为工控设备的控制指令时，工控设备的控制指令是由工控设备中的控制指令发送模块以5g信号的形式向产线设备中的控制指令执行模块进行传输的，所述控制指令执行模块用于接收控制指令，对控制指令对应的控制信息进行解译，并根据解译的结果对该产线设备进行控制；所述5g通信模块传输的信息为产线设备的反馈信息时，产线设备的反馈信息是以5g信号的形式由控制指令反馈模块向工控设备进行传输的；在通过5g通信模块传输信息时，信息的接收方在收到信息后，会向发送方回馈一个接收信号，不同的接收方对应的接收信号不同，若发送方在单位时间内未接收到发送方回馈的接收信号，则判定信息传输失败，重新向该接收方传输该信息。3.根据权利要求1所述的基于5g通信的工控设备信息化控制指令传输系统，其特征在于：所述控制指令生成模块生成控制指令的方法包括以下步骤：s1.1、获取各个产线设备对应的产线设备信息；s1.2、分别将各个产线设备信息与标准生产环境数据进行对比，分别计算每个产线设备中每种传感器数据的平均值与标准生产环境数据中该传感器对应的标准数据的差值，所述标准生产环境数据是通过对比数据库中直接获取的，所述差值包括正数、负数及0；s1.3、将同一产线设备信息中各个传感器种类对应的差值按先后顺序逐个录入同一个第一集合中，将所有产线设备信息分别对应的第一集合按先后顺序逐个录入第二集合中；s1.4、将第二集合中每个第一集合内的各个差值的绝对值分别与第一预设值进行比
较，判断各个差值对应的传感器数据是否异常，当差值的绝对值大于等于第一预设值时，则判定该差值对应的传感器数据异常，进而判定该差值对应的产线设备的生产环境异常，当差值的绝对值小于第一预设值时，则判定该差值对应的传感器数据正常，将该差值调整为0，进而得到新的第二集合；s1.5、将s1.4中最后得到的新的第二集合中的差值作为控制指令对各个产线设备的控制信息，进而得到控制指令，所述控制信息对应的第二集合中的差值为该差值对应产线设备的对应传感器数据需要控制减少的量。4.根据权利要求3所述的基于5g通信的工控设备信息化控制指令传输系统，其特征在于：所述控制指令发送模块在发送控制指令的工程中，会对控制指令对应的控制信息进行筛选，所述控制指令发送模块对控制指令对应的控制信息的筛选过程包括以下步骤：s2.1、获取控制指令对应的控制信息相应的第二集合；s2.2、分别对s2.1获取的第二集合中的各个第一集合内的差值进行筛查，判断各个第一集合对应的控制信息的有效性，当第一集合中各个差值均为0时，则判定该第一集合无效，当第一集合中各个差值存在不为0的情况时，则判定该第一集合有效；s2.3、获取s2.2中所有有效的第一集合，得到筛选后的控制信息；s2.4、获取控制指令对应的每个有效的第一集合对应的产线设备，获取的结果为该工控指令对应的产线设备；所述控制指令发送模块将控制指令中每个有效的第一集合对应的控制信息分别发送给该第一集合对应的产线设备。5.根据权利要求4所述的基于5g通信的工控设备信息化控制指令传输系统，其特征在于：所述控制指令反馈模块在控制指令中每个有效的第一集合对应的产线设备接收到该控制指令后开始计时，在计时结果达到第一单位时间后开始重新获取该产线设备的产线设备信息，得到的该产线设备的产线设备信息为反馈信息中该产线设备对应的数据信息。6.根据权利要求4所述的基于5g通信的工控设备信息化控制指令传输系统，其特征在于：所述控制指令切合度分析模块获取该控制指令对应的反馈信息，并将该控制指令对应的反馈信息按照控制指令生成模块生成控制指令的方法中s1.1至s1.3的步骤内容，得到该反馈信息对应的第三集合，所述第三集合中每个元素对应产线设备出现的先后顺序与控制指令中各元素对应的产线设备出现的先后顺序相同；获取该控制指令生成过程中s1.3中的第二集合，记为第四集合，分别按顺序在第四集合中提取第一集合，提取的第一集合对应的产线设备与第三集合中每个元素对应产线设备相同且顺序也相同，并将提取的每一个第一集合作为第五集合的一个元素，第五集合中各个元素的先后顺序与该元素对应的第一集合被提取的先后顺序相同；分别计算第三集合与第五集合中相同位置元素分别对应的集合中相同位置的差值之间的切合因子，进而得到该控制指令的切合度因数。7.根据权利要求6所述的基于5g通信的工控设备信息化控制指令传输系统，其特征在于：得到该控制指令对应的切合度因数的方法包括以下步骤：s3.1、分别获取第三集合与第五集合中相同位置元素分别对应的集合中相同位置的差
值，将从第三集合中获取的差值记为a，将从第五集合中获取且与a位置对应的差值记为b；s3.2、计算a与b的商，所得商记为第五集合中b对应的切合因子，计算b与a的差，所得差记为第五集合中b对应的误差c；s3.3、分别统计第五集合中各个差值对应的切合因子，得到切合度因数，所述切合度因数为一个集合，切合度因数中每一个元素为一个集合且对应一个产线设备，所述切合因子为切合度因数中每个因素对应集合中的因素，分别统计第五集合中各个差值对应的误差c，得到控制指令对应的误差集合，所述误差集合中每一个元素为一个集合且对应一个产线设备，所述误差c为误差集合中每个因素对应集合中的因素。8.根据权利要求7所述的基于5g通信的工控设备信息化控制指令传输系统，其特征在于：所述控制指令切合度分析模块判断是否需要对控制指令进行校准的方法包括以下步骤：s4.1、获取该控制指令对应的切合度因数及该切合度因数中各个元素对应的产线设备；s4.2、分别将切合度因数中每个产线设备对应元素中的各个切合因子与第二预设值进行比较，当产线设备对应元素中的各个切合因子均小于等于第二预设值时，则判定该产线设备对应元素不需要校准，当产线设备对应元素中的各个切合因子存在大于第二预设值的情况时，则判定该产线设备对应元素需要校准；s4.3、当切合度因数中的各个元素均不需要校准时，则判定不需要对控制指令进行校准，反之，则判定需要对控制指令进行校准。9.根据权利要求8所述的基于5g通信的工控设备信息化控制指令传输系统，其特征在于：所述控制指令校准模块根据控制指令切合度分析模块获取的切合度因数，计算该控制指令的校准值的方法包括以下步骤：s5.1、获取该控制指令对应的切合度因数及误差集合；s5.2、分别获取切合度因数中各个切合因子对应传感器的历史平均切合因子，并将所得历史平均切合因子按获取的先后顺序逐个录入一个空白集合中，将得到的集合记为历史平均切合因数，所述历史平均切合因子是通过对比数据库直接获取的，所述历史平均切合因子表示对应传感器第二单位时间内对应的所有历史切合因子的平均值；s5.3、将切合度因数中第n1个需要校准的产线设备对应的因素中第n2个切合因子记为，将在误差集合中对应位置的误差c记为，将在历史平均切合因数中对应位置的历史平均切合因子记为；s5.4、将切合度因数中第n1个需要校准的产线设备对应的因素中第n2个切合因子对应的校准量记为，所述，所述表示与两者之间的最小值；
s5.5、将s5.4中得到的所有校准量的集合记为该控制指令的校准值；对比数据库会将记入切合度因数中第n1个需要校准的产线设备对应的因素中第n2个切合因子对应的传感器的历史切合因子中，并重新获取该传感器第二单位时间内对应的所有历史切合因子的平均值，将得到结果替换原有的该传感器对应的历史平均切合因子。10.根据权利要求9所述的基于5g通信的工控设备信息化控制指令传输系统，其特征在于：所述控制指令校准模块得到校准后的控制指令的方法包括以下步骤：s6.1、获取当前状态下的第二集合及该控制指令的校准值；s6.2、按顺序分别获取该控制指令的校准值中的各个校准量，获取每个校准量在当前状态下的第二集合中对应的差值，当前状态下的第二集合中与校准量对应的差值，指的是当前状态下的第二集合中对应产线设备内的传感器与校准量对应的产线设备内的传感器相同的差值；s6.3、分别用校准值中的每个校准量替换该校准量在当前状态下的第二集合中对应的差值，并将当前状态下的第二集合中未被替换的差值变为0，得到校准后的控制指令。
技术总结本发明公开了基于5G通信的工控设备信息化控制指令传输系统，所述5G通信模块传输的信息为工控设备的控制指令时，工控设备的控制指令是由工控设备中的控制指令发送模块向产线设备中的控制指令执行模块进行传输的；所述5G通信模块传输的信息为产线设备的反馈信息时，产线设备的反馈信息是由控制指令反馈模块向工控设备进行传输的。本发明能够通过5G通信实现工控设备与产线设备之间信息的高效传输，具有低时延、高速率的特点，同时在传输控制指令后，还具有反馈机制获取执行控制指令后的效果，并根据反馈信息对控制指令进行校准，该方式能够有效针对动态变化的传感器数据实现精准的控制效果。准的控制效果。准的控制效果。
技术研发人员：章明 夏志杰 徐林森 孙杰
受保护的技术使用者：江苏中科云控智能工业装备有限公司
技术研发日：2022.05.31
技术公布日：2022/7/5
