[发明专利]一种工业控制网络单向FPGA采集故障检修分析系统

权利要求书

1.一种工业控制网络单向FPGA采集故障检修分析系统，其特征在于，包括FPGA逻辑设计模块、数据采集模块、数据处理模块和数据分析模块；

所述FPGA逻辑设计模块用于对FPGA进行最小系统设计，实现FPGA的简单工作，并通过配置对应的芯片，进行FPGA工作模式选择，选择与系统最为匹配的工作模式；

所述数据采集模块用于通过工业控制网络中的不同网络线路，结合FPGA逻辑设计模块进行系统数据采集，获取系统所需数据，包括：系统内包含的所有设备和每台设备的运行状态，所述运行状态包括设备通信时间、设备通信信号、设备连接状态和设备历史通信记录；

所述数据处理模块用于对所述数据采集模块采集到的数据信息进行分类存储，并根据数据的不同分类将数据发送至数据分析模块；

所述数据分析模块用于对所述数据处理模块发送的数据进行测试和计算，根据测试和计算结果，对系统进行优化，将系统最优化。

2.根据权利要求1所述的一种工业控制网络单向FPGA采集故障检修分析系统，其特征在于，所述FPGA逻辑设计模块包括FPGA工作设计单元和芯片配置单元；

所述FPGA工作设计单元用于进行最小系统设计，利用最小系统设计实现系统数据采集控制管理、数据处理管理和数据分析管理，并在所述数据采集模块、数据处理模块和数据分析模块之间实现物理连接；

所述芯片配置单元用于根据FPGA的不同功能进行功能细化，并选择与其他模块之间的连接方式，通过不断进行芯片的选择和切换持续为系统提供稳定电压和不间断的电流。

3.根据权利要求1所述的一种工业控制网络单向FPGA采集故障检修分析系统，其特征在于，所述数据采集模块包括系统周期划分单元和周期采集单元；

所述系统周期划分单元根据系统配置具体电力网络，对网络中的通信数据或通信信号进行周期性划分，根据周期将工业控制网络进行分类；

所述周期采集单元对不同分类中的网络进行同周期采集，并将采集到的信息发送至数据处理模块进行数据处理。

4.根据权利要求3所述的一种工业控制网络单向FPGA采集故障检修分析系统，其特征在于，所述周期采集单元通过所述系统周期划分单元的控制网络分类进行数据的周期性采集，确定数据周期根据公式：

其中，T为用于进行分类的系统数据周期，sinx为系统数据通信总周期函数，其中ω为周期系数，t为系统进行数据采集所用总时间，n为系统中同种类型的信道数量，b为完成一次数据采集所占时间比。

5.根据权利要求1所述的一种工业控制网络单向FPGA采集故障检修分析系统，其特征在于，所述数据处理模块与FPGA逻辑设计模块连接，二者之前存在系统信息共享，所述数据处理模块包括数据缓存单元、数据分类单元、数据转换单元和数据存储单元；

所述数据缓存单元接收所述数据采集单元发送的信息数据，对信息数据进行暂时存储；

所述数据分类单元对所述数据缓存单元中的信息数据按其代表含义或作用进行分类，并对每一个信息数据进行分类标记；

所述数据转换单元用于将所述数据缓存单元中的数据进行格式转换，转换为符合所述数据存储单元的格式；

所述数据存储单元用于对网络中采集到的所有数据信息进行存储。

6.根据权利要求1所述的一种工业控制网络单向FPGA采集故障检修分析系统，其特征在于，所述数据分析模块包括数据测试单元、数据计算单元和系统优化单元；

所述数据测试单元用于对所述数据处理单元中的数据按照分类标准进行逐个的数据测试；

首先调用所述数据缓存单元中的数据，通过数据存储单元进行数据测试，发送指令至数据采集模块继续采集数据，其中所述数据测试包括传输信号测试、传输效率测试和传输波形测试；

所述数据计算单元用于对工业控制网络中的各个连接设备依次进行运行过程中的测试和故障计算；

所述系统优化单元根据系统故障对系统进行聚类优化或算法优化，得到最优系统。