背景與現(xiàn)狀

隨著各行各業(yè)智能化普及深度和廣度越來越大，幾乎所有的產品都離不開產品開發(fā)，開發(fā)是企業(yè)技術更新的保證,能夠滿足客戶的不斷變化的需求,從而提升企業(yè)的綜合實力,同時也能提供新的發(fā)展機會，而越來越多的企業(yè)面臨幾個問題：

開發(fā)周期長；

開發(fā)產品不穩(wěn)定；

開發(fā)產品迭代研發(fā)費時費力；

開發(fā)人員技能要求高，難以匹配；

開發(fā)成果保密環(huán)節(jié)多，開發(fā)成果保密性差；

盡管市場上已經涌現(xiàn)出一些定向應用場景的簡易開發(fā)系統(tǒng)，和一些簡單邏輯編程語言，但仍然需要專業(yè)的技術人員來做，人才培養(yǎng)周期普遍在1-2年，大型項目的開發(fā)需要經驗更豐富的技術人才，人才技術門檻高意味著企業(yè)要花更大的成本，企業(yè)要花費更昂貴的費用來支撐。此外，有些設備的開發(fā)對硬件資源要求更高，例如邏輯算法對數(shù)據(jù)的采樣密度要求比較高，有些對控制輸出的速度要求高，有些控制算法需要與其他設備數(shù)據(jù)同步聯(lián)動等，這些都是現(xiàn)有的簡單編程平臺和算法難以實現(xiàn)的。

更快、更省、更穩(wěn)定、更安全地完成開發(fā)項目已經成了企業(yè)迫切需要的服務。

產品概述

基于邊緣計算的小鈺U品無代碼編程開發(fā)平臺是保定鈺鑫電氣科技有限公司總結了十余年開發(fā)經驗，對工業(yè)控制領域控制管理過程進行抽象建模，對算法和邏輯解耦，歷經3年潛心設計研發(fā)推出的一款無需代碼即可完成開發(fā)的可編程算法及邏輯控制平臺，該平臺以可視化圖形自組邏輯為基礎，可以按照人的思想生成邏輯控制圖（狀態(tài)機圖）、管理邏輯控制狀態(tài)（狀態(tài)機）、配置相應的算法（內置豐富的算法），生成狀態(tài)機轉移圖，生成狀態(tài)機描述數(shù)據(jù)塊，最終下載到標準化執(zhí)行終端中。

本平臺在數(shù)據(jù)采樣頻率方面和控制輸出速度方面有很出色的表現(xiàn)，基礎采樣頻率10kHz，高速采樣可到160kHz，數(shù)據(jù)采樣時間精度保持在1微秒，同時基礎終端可以接受IRIG-B碼對時信號，以滿足不同設備數(shù)據(jù)同步采樣，聯(lián)合分析，聯(lián)動控制輸出的需求。

產品價值

本平臺可彌補現(xiàn)有的可編程邏輯控制設備在數(shù)據(jù)采集密度、計算數(shù)據(jù)時效性、控制輸出時間方面的缺陷，支持更多更復雜的算法。

本平臺適用于熟知業(yè)務邏輯的情形下迅速完成產品或平臺搭建。

本平臺（U1）基于繼電保護算法基礎，可直接用作繼電保護專業(yè)領域的產品開發(fā)、實驗實訓設備或平臺的搭建。

本開發(fā)平臺幫助企業(yè)縮短人才培養(yǎng)周期，人才培養(yǎng)周期由1年壓縮至1周，大型項目的開發(fā)人員培養(yǎng)周期不超過1個月；

本開發(fā)平臺幫助縮短開發(fā)周期，將原有的1-2個月的開發(fā)內容壓縮到幾天，極大地降低開發(fā)試錯成本，縮短產品迭代決策時間，幫助企業(yè)更快地獲取新產品市場反饋信息，縮短產品迭代周期；

本平臺幫助企業(yè)節(jié)約用人成本，平臺對使用人員的要求門檻很低，無需深度學習編程語言，能夠熟練使用辦公軟件、對編程邏輯有簡單的認知的人員都可快速培養(yǎng)成為開發(fā)工程師；

本平臺提供豐富的算法組件可直接使用，降低因人員錯誤導致的開發(fā)成果存在bug的概率，縮短開發(fā)和測試周期；

本平臺能夠有效避免人才流動對企業(yè)現(xiàn)有技術成果造成損失，更好地保護商業(yè)技術秘密。

本平臺能夠幫助企業(yè)更快地篩選技術人員，一般10天內即可評估技術人員的邏輯開發(fā)能力，省時省力。

自由狀態(tài)機工作原理

自由狀態(tài)及把所有功能規(guī)劃為4個層次：采集-分析-決策-執(zhí)行。

采集層包含了所有獲取數(shù)據(jù)的方法。

分析層構建了一系列算法，形成了一個算法庫，根據(jù)需要分析獲得各種導出數(shù)據(jù)。

決策層就是狀態(tài)機，根據(jù)各種輸入量和導出量，決定如何進行控制。

執(zhí)行層就是把控制量實際輸出到繼電器、PWM、或通訊數(shù)據(jù)輸出。

我們這里用到有限狀態(tài)機，是一種概念性機器，它能采取某種操作來響應一個外部事件。具體采取的操作不僅能取決于接收到的事件，還能取決于各個事件的相對發(fā)生順序。之所以能做到這一點，是因為機器能跟蹤一個內部狀態(tài)，它會在收到事件后進行更新。為一個事件而響應的行動不僅取決于事件本身，還取決于機器的內部狀態(tài)。另外，采取的行動還會決定并更新機器的狀態(tài)。這樣一來，任何邏輯都可建模成一系列事件/狀態(tài)組合。

我們的狀態(tài)機就是通過配置各種要素，實現(xiàn)狀態(tài)轉移的切換圖。它分為幾個要素：狀態(tài)、轉移路徑、邏輯單元、輸出單元。

狀態(tài)機設計的是否合理，關鍵在于對狀態(tài)轉移圖的設計。

邏輯單元是轉移路徑的轉移條件，可以組合出比較復雜的邏輯。

輸出單元是在狀態(tài)轉移時，需要進行的輸出動作，可以是一個控制序列。

簡單理解為：終端設備將采集到的高頻同步數(shù)據(jù)給狀態(tài)機，狀態(tài)機選用需要的數(shù)據(jù)和算法進行處理（處理速度高效性在于狀態(tài)條件判斷掃描速率高達40萬次/秒），并將狀態(tài)實時更新，實時狀態(tài)關聯(lián)的輸出動作控制在ms級完成。

產品功能介紹

小鈺U品無代碼編程開發(fā)平臺分為控制層平臺部分和執(zhí)行層終端部分�？刂茖悠脚_為小鈺U品自由狀態(tài)機編程平臺，以服務器為載體，可嵌入在windows操作系統(tǒng)或Linux操作系統(tǒng)，基礎版本為3.0版（2021年），負責根據(jù)采樣數(shù)據(jù)，迅速計算、決策，實時（ms級）控制開出或PWM輸出。執(zhí)行層終端可選用小鈺U品自由狀態(tài)機控終端（內置高頻錄波采集算法），也可采用企業(yè)自主研發(fā)產品（提供免費開發(fā)指導服務），負責根據(jù)各種導出量，控制量，進行計算分析、綜合決策，（毫秒級）控制各種輸出量。

執(zhí)行層終端（以小鈺U品標準采集卡為例）功能：

（1）采集模擬量（電壓、電流、其他可以轉換為電壓信號的物理量）

（2）采集開關量（空節(jié)點）

（3）輸出模擬量

（4）輸出開關量（繼電器）

（5）與簡單傳感器通訊，采集其他物理量（溫度等）

（6）接收控制邏輯并執(zhí)行（自由狀態(tài)機，ms級）

控制層平臺功能：

（1）接收采樣數(shù)據(jù)（10kHz）

（2）接收附加數(shù)據(jù)（每秒）

（3）錄波啟動判斷

（4）生成故障錄波波形報告

（5）電能質量數(shù)據(jù)采集（本功能需搭配服務器使用）

（6）四遙

（7）控制邏輯圖形化編程及控制輸出（自由狀態(tài)機，ms級）

產品內置邏輯通信資源組件清單

瞬時值突變量算法

均方根有效值算法

傅里葉實部虛部算法

傅里葉基波有效值算法

各次諧波有效值算法

各次諧波突變量算法

正序分量有效值算法

正序分量突變量算法

負序分量有效值算法

負序分量突變量算法

零序分量有效值算法

零序分量突變量算法

頻率算法

頻率變化率算法

頻率二次變化率算法

PID控制算法

越上限繼電器

越下限繼電器

一般反時限繼電器

非常反時限繼電器

極端反時限繼電器

平均值算法

各次諧波波有效值功角算法

間諧波算法

閃變算法

波形畸變算法

電壓跌落算法

阻抗算法

紋波系數(shù)算法

公式自定義算法

單相功率算法

三相線電壓功率算法

小時周期任務

日周期任務

星期周期任務

月周期任務

年周期任務

毫秒計時器任務

故障錄波模塊

MODBUS_Server（TCP）

MODBUS_Server（串口）

TCP采樣規(guī)約

產品序列：

U1---側重電力領域算法

U2---側重視覺領域算法

U3---側重跟蹤領域算法

U4---側重機器學習領域算法

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