[发明专利]一种死锁避免控制方法、装置和自动化生产系统

说明书

技术领域

本发明涉及自动生产领域，更具体的说是涉及一种死锁避免控制方法、装置和自动化生产系统。

背景技术

死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中，由于争夺共享资源而造成一种互相等待状态。在自动化生产系统中，死锁将会导致系统部分或全部出现瘫痪。

为了避免自动化生产系统出现死锁，本领域的技术人员基于自动机（一种描述系统动态行为的形式化建模工具）理论，通过对系统整体建模获得系统监控器，以达到死锁避免的目的。

然而随着系统规模的不断增加，现有的技术方案的由于受到系统规模的影响，建模和运算的效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种死锁避免控制方法、装置和自动化生产系统，以提高自动化生产系统中死锁监控的建模和运算效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种死锁避免控制方法，所述方法应用于自动化生产系统，包括：

按照预设算法，确定自动化生产系统中循环等待彼此所占用资源的工件；

根据循环等待彼此所占用资源的工件，将自动化生产系统划分为若干个具有死锁倾向的系统子模块；

构建所述系统子模块各自的死锁监控器，对各个系统子模块进行实时监控；

根据所述死锁监控器的状态和当前自动化生产系统的状态，生成控制生产过程的控制指令。

优选的，所述确定自动化生产系统中循环等待彼此所占用资源的工件，包括：

构建自动化生产系统的关联矩阵，所述关联矩阵用于表征自动化生产系统中工件和资源的相互关系；

对所述关联矩阵进行自相关操作；

根据自相关操作结果确定循环等待彼此所占用资源的工件。

优选的，构建所述系统子模块各自的死锁监控器，包括：

按照自动机的建模方法，构建各个系统子模块的加工资源层自动机、工件层自动机以及约束层自动机；

对所述加工资源层自动机、所述工件层自动机以及所述约束层自动机进行与算法操作，得到所述系统子模块的死锁监控器。

优选的，构建各个系统子模块的加工资源层自动机的过程包括：

按照自动机的建模方式，对系统子模块中的各个加工资源建模，得到各个加工资源的自动机；

对各个加工资源的自动机进行或算法操作，得到系统子模块的加工资源层自动机。

优选的，构建各个系统子模块的工件层自动机的过程包括：

按照自动机的建模方式，对系统子模块中的各个工件建模，得到各个工件的工件自动机；

对同一类型工件的工件自动机进行或算法操作，构建工件类自动机；

对工件类自动机进行或算法操作，构建工件层自动机。

优选的，构建各个系统子模块的约束层自动机的过程包括：

按照自动机的建模方式，对系统子模块中的各个约束条件建模，得到各个约束条件对应的约束自动机；

对所述的约束自动机进行与算法操作，构建约束层自动机。

优选的，对同一类型工件的工件自动机进行或算法操作，构建工件类自动机之后，还包括：对所述工件类自动机的状态不确定转移性和冗余性进行处理。

一种死锁避免控制装置，包括：

按照预设算法，确定自动化生产系统中循环等待彼此所占用资源的工件的计算单元；

根据计算单元的计算结果，将自动化生产系统划分为若干个具有死锁倾向的系统子模块的模块划分单元；

构建所述系统子模块各自的死锁监控器的死锁监控器构建单元；

根据所述死锁监控器的状态和当前自动化生产系统的状态，生成控制生产过程的控制指令的指令输出单元。

优选的，所述计算单元包括：

构建自动化生产系统的关联矩阵的矩阵构建子单元，所述关联矩阵用于表征自动化生产系统中工件和资源的相互关系；

对所述关联矩阵进行自相关操作，并根据自相关操作结果确定循环等待彼此所占用资源的工件的计算子单元。

一种自动化生产系统，包括：数据采集设备、数据传输设备、PLC、内置有死锁避免控制装置的工控机以及服务器；

其中，所述数据采集设备，用于采集自动化生产系统的实时生产状态数据；

所述数据传输设备，用于将所述实时状态数据传输至所述PLC；

所述PLC，用于将所述实时状态数据发送至所述工控机，并执行所述工控机输出的无死锁控制指令；

所述工控机，用于根据死锁监控器的状态和实时状态数据，生产无死锁控制指令；

所述服务器，用于实时所述实时状态数据的共享。