一種實(shí)現(xiàn)算法在線組態(tài)、運(yùn)行和調(diào)試的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及裝備自動化設(shè)計(jì)開發(fā)平臺，公開了一種實(shí)現(xiàn)算法在線組態(tài)、運(yùn)行和調(diào)試的方法，基于IEC61131?3控制策略集成編程開發(fā)環(huán)境，包括算法塊封裝、數(shù)據(jù)驅(qū)動與事件觸發(fā)的分布式算法調(diào)度，控制算法的在線組態(tài)、運(yùn)行和調(diào)試，包括以下步驟：(1)基本算法塊運(yùn)行；(2)基本算法塊封裝；(3)程序運(yùn)行；(4)數(shù)據(jù)驅(qū)動；(5)事件觸發(fā)。本發(fā)明具有多樣性、靈活性、可靠性，保證了算法程序的適應(yīng)性、易用性、穩(wěn)定性，使多領(lǐng)域行業(yè)算法庫的擴(kuò)展十分便捷。通過設(shè)計(jì)院、設(shè)備制造商、工程公司、行業(yè)用戶，提煉專家知識與工程經(jīng)驗(yàn)，不斷豐富多領(lǐng)域控制算法庫，滿足多領(lǐng)域的專業(yè)個性化需求。
【專利說明】
一種實(shí)現(xiàn)算法在線組態(tài)、運(yùn)行和調(diào)試的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及了一種實(shí)現(xiàn)算法在線組態(tài)、運(yùn)行和調(diào)試的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，在開發(fā)可編程程序控制器的早期階段，由于沒有一個統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，各制造商根據(jù)自己的習(xí)慣，使用自己的編程語言，這些編程語言從內(nèi)容到形式都很不相同，例如，德國的公司喜歡用功能塊圖和語句表語言，這與他們早期將晶體管邏輯電路用來完成控制功能有關(guān)系，而美國的公司則喜歡用梯形圖語言和控制鼓。梯形圖語言又是從繼電器控制邏輯延伸來的，至于法國公司除了用梯形圖語言外，還用GRAFCET語言，這一語言又特別適用于完成順序控制的功能。這種編程語言的不統(tǒng)一情況，給用戶帶來了極大的不方便，使用不同公司產(chǎn)品，編制的程序完全不通用，用戶被迫要去熟悉不同公司的編程語言，要額外的購置不同的編程工具，要想在一個大型的工程項(xiàng)目中使用多家公司的產(chǎn)品，幾乎是不可能的事。
[0003]鑒于各方面的問題提出了IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)。這個標(biāo)準(zhǔn)有如下特點(diǎn):由于符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的編程語言均統(tǒng)一在國際標(biāo)準(zhǔn)之下，學(xué)習(xí)費(fèi)用較低。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定編程軟件應(yīng)獨(dú)立于控制硬件，程序可重復(fù)使用且可移植。所以理論上一套程序應(yīng)該能夠應(yīng)用于各個廠商支持IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的硬件之上。支持結(jié)構(gòu)編程，因此增加了軟件的可靠性。此外IEC61131-3將標(biāo)準(zhǔn)編程技術(shù)和當(dāng)代編程語言的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來。IEC61131-3定義了不同的數(shù)據(jù)類型和標(biāo)準(zhǔn)功能和/或功能模塊，能夠容易和更快地寫出用戶自己的應(yīng)用。IEC61131-3是一個標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)它，所有廠商的PLC可以采用公用語言AWL(指令表)、FUB(功能塊)、ST(結(jié)構(gòu)文本)和Κ0Ρ(接觸面contact plan)進(jìn)行編程。因此若你沒有編程知識也能在短期內(nèi)做出應(yīng)用。因此可以看出，IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的出臺標(biāo)志著今后的自動化行業(yè)將逐漸走向融合，逐步結(jié)束各個廠家產(chǎn)品之間相互不兼容的現(xiàn)狀，從而讓用戶能夠更加自主地選擇自己所需要的產(chǎn)品，再不用擔(dān)心多廠牌產(chǎn)品共用所帶來的苦惱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)用性差、編程效率差的缺點(diǎn)，提供了一種實(shí)現(xiàn)算法在線組態(tài)、運(yùn)行和調(diào)試的方法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決:
[0006]—種實(shí)現(xiàn)算法在線組態(tài)、運(yùn)行和調(diào)試的方法，基于IEC61131-3控制策略集成編程開發(fā)環(huán)境，包括算法塊封裝、數(shù)據(jù)驅(qū)動與事件觸發(fā)的分布式算法調(diào)度，控制算法的在線組態(tài)、運(yùn)行和調(diào)試，其特征在于，包括以下步驟:
[0007](I)基本算法塊運(yùn)行:基本算法塊采用分頁、分組的在線調(diào)度與運(yùn)行監(jiān)視機(jī)制，在私有虛擬地址空間內(nèi)獨(dú)立運(yùn)行，運(yùn)行異常的算法塊由調(diào)度程序掛起或暫停；
[0008](2)基本算法塊封裝:基于基本算法塊組態(tài)而成的算法程序或者由外部導(dǎo)入的算法程序，通過封裝成為自定義算法塊；
[0009](3)程序運(yùn)行:若干個算法塊組成若干個程序，最終組成若干個應(yīng)用程序，每個程序采用某類控制語言編輯的具有獨(dú)立運(yùn)算周期的控制算法集，工程運(yùn)行時，每個程序按其指定周期依次運(yùn)行，程序之間相互獨(dú)立，每個程序的運(yùn)行不依靠別的程序運(yùn)行狀態(tài)；
[0010](4)數(shù)據(jù)驅(qū)動:算法執(zhí)行順序的自動生成、無效連接的識別校正與錯誤信息的診斷提示;通過算法的封裝、繼承、派生、復(fù)用，實(shí)現(xiàn)控制策略的在線編輯組態(tài)與離線/在線調(diào)試；
[0011](5)事件觸發(fā):通過算法塊引腳與數(shù)據(jù)庫的鏈接，算法塊與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)條件觸發(fā)后進(jìn)行實(shí)時響應(yīng)。
[0012]作為優(yōu)選，步驟(I)中算法程序由一定數(shù)量的基本算法塊鏈接而成，算法程序采用動態(tài)鏈接分布式算法調(diào)度模式。
[0013]作為優(yōu)選，步驟(2)中的基本算法塊是系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)控制功能的算法程序。
[0014]作為優(yōu)選，步驟(2)中的自定義算法塊通過自由引用基本算法塊、函數(shù)封裝庫與用戶自定義功能塊用于用戶自定義算法的設(shè)計(jì)、封裝、重用。
[0015]本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，具有顯著的技術(shù)效果:分布式算法調(diào)度技術(shù)解決了控制算法運(yùn)行過程中可能產(chǎn)生的資源搶占、控制死鎖、優(yōu)先級管理等問題;算法程序采用動態(tài)鏈接分布式算法調(diào)度模式，基本算法塊的更新變動不影響算法程序的完整性，實(shí)現(xiàn)了算法程序的在線組態(tài)與在線運(yùn)行，不僅為算法程序調(diào)試和故障解決提供了手段，而且簡化了算法程序編譯、仿真、調(diào)試機(jī)制;基本算法塊的多樣性、靈活性、可靠性保證了算法程序的適應(yīng)性、易用性、穩(wěn)定性，使多領(lǐng)域行業(yè)算法庫的擴(kuò)展十分便捷；用戶自定義功能塊通過用戶不斷豐富多領(lǐng)域控制算法庫，滿足多領(lǐng)域的專業(yè)個性化需求。本發(fā)明提出的實(shí)現(xiàn)算法在線組態(tài)、運(yùn)行、調(diào)試的方法總的來說具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0016]1.減少了人力資源，如培訓(xùn)、調(diào)試、維護(hù)和咨詢的浪費(fèi)。
[0017]2.高水平軟件再使用性，它聚焦于解決控制中的問題。
[0018]3.減少了編程中的誤解和錯誤。
[0019]4.適用于寬環(huán)境范圍的編程技術(shù):通用的工業(yè)控制。
[0020]5.連接來自不同程序、項(xiàng)目、公司、地區(qū)或國家的部件。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明一種實(shí)現(xiàn)算法在線組態(tài)、運(yùn)行和調(diào)試的方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0023]實(shí)施例1
[0024]如圖1所示，一種實(shí)現(xiàn)算法在線組態(tài)、運(yùn)行和調(diào)試的方法，基于IEC61131-3控制策略集成編程開發(fā)環(huán)境，包括算法塊封裝、數(shù)據(jù)驅(qū)動與事件觸發(fā)的分布式算法調(diào)度，控制算法的在線組態(tài)、運(yùn)行和調(diào)試，其特征在于，包括以下步驟:
[0025](I)基本算法塊運(yùn)行:基本算法塊采用分頁、分組的在線調(diào)度與運(yùn)行監(jiān)視機(jī)制，在私有虛擬地址空間內(nèi)獨(dú)立運(yùn)行，運(yùn)行異常的算法塊由調(diào)度程序掛起或暫停；
[0026](2)基本算法塊封裝:基于基本算法塊組態(tài)而成的算法程序或者由外部導(dǎo)入的算法程序，通過封裝成為自定義算法塊；
[0027](3)程序運(yùn)行:若干個算法塊組成若干個程序，最終組成若干個應(yīng)用程序，每個程序采用某類控制語言編輯的具有獨(dú)立運(yùn)算周期的控制算法集，工程運(yùn)行時，每個程序按其指定周期依次運(yùn)行，程序之間相互獨(dú)立，每個程序的運(yùn)行不依靠別的程序運(yùn)行狀態(tài)；
[0028](4)數(shù)據(jù)驅(qū)動:算法執(zhí)行順序的自動生成、無效連接的識別校正與錯誤信息的診斷提示;通過算法的封裝、繼承、派生、復(fù)用，實(shí)現(xiàn)控制策略的在線編輯組態(tài)與離線/在線調(diào)試；
[0029](5)事件觸發(fā):通過算法塊引腳與數(shù)據(jù)庫的鏈接，算法塊與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)條件觸發(fā)后進(jìn)行實(shí)時響應(yīng)。
[0030]作為優(yōu)選，步驟(I)中算法程序由一定數(shù)量的基本算法塊鏈接而成，算法程序采用動態(tài)鏈接分布式算法調(diào)度模式。
[0031]作為優(yōu)選，步驟(2)中的基本算法塊是系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)控制功能的算法程序。
[0032]作為優(yōu)選，步驟(2)中的自定義算法塊通過自由引用基本算法塊、函數(shù)封裝庫與用戶自定義功能塊用于用戶自定義算法的設(shè)計(jì)、封裝、重用。
[0033]基本算法塊是系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)特定控制功能的算法程序，是不可分割的獨(dú)立功能單元，基于系統(tǒng)基本算法塊組態(tài)而成的算法程序或者由外部導(dǎo)入的算法程序，通過封裝成為系統(tǒng)的基本算法塊;基本算法塊采用算法塊分頁、分組的在線調(diào)度與運(yùn)行監(jiān)視機(jī)制，在私有虛擬地址空間內(nèi)獨(dú)立運(yùn)行，運(yùn)行異常的算法塊由調(diào)度程序掛起或暫停，不會影響到其他算法塊，解決了控制算法運(yùn)行過程中可能產(chǎn)生的資源搶占、控制死鎖、優(yōu)先級管理等問題;算法程序采用動態(tài)鏈接分布式算法調(diào)度模式；算法程序由一定數(shù)量的基本算法塊“鏈接”而成，基本算法塊的更新變動不影響算法程序的完整性，實(shí)現(xiàn)了算法程序的在線組態(tài)與在線運(yùn)行，不僅為算法程序調(diào)試和故障解決提供了手段，而且簡化了算法程序編譯、仿真、調(diào)試機(jī)制;基本算法塊的多樣性、靈活性、可靠性保證了算法程序的適應(yīng)性、易用性、穩(wěn)定性，使多領(lǐng)域行業(yè)算法庫的擴(kuò)展十分便捷;通過設(shè)計(jì)院、設(shè)備制造商、工程公司、行業(yè)用戶，不斷豐富多領(lǐng)域控制算法庫，滿足多領(lǐng)域的專業(yè)個性化需求。
[0034]總之，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種實(shí)現(xiàn)算法在線組態(tài)、運(yùn)行和調(diào)試的方法，基于IEC61131-3控制策略集成編程開發(fā)環(huán)境，包括算法塊封裝、數(shù)據(jù)驅(qū)動與事件觸發(fā)的分布式算法調(diào)度，控制算法的在線組態(tài)、運(yùn)行和調(diào)試，其特征在于，包括以下步驟: (1)基本算法塊運(yùn)行:基本算法塊采用分頁、分組的在線調(diào)度與運(yùn)行監(jiān)視機(jī)制，在私有虛擬地址空間內(nèi)獨(dú)立運(yùn)行，運(yùn)行異常的算法塊由調(diào)度程序掛起或暫停； (2)基本算法塊封裝:基于基本算法塊組態(tài)而成的算法程序或者由外部導(dǎo)入的算法程序，通過封裝成為自定義算法塊； (3)程序運(yùn)行:若干個算法塊組成若干個程序，最終組成若干個應(yīng)用程序，每個程序采用某類控制語言編輯的具有獨(dú)立運(yùn)算周期的控制算法集，工程運(yùn)行時，每個程序按其指定周期依次運(yùn)行，程序之間相互獨(dú)立，每個程序的運(yùn)行不依靠別的程序運(yùn)行狀態(tài)； (4)數(shù)據(jù)驅(qū)動:算法執(zhí)行順序的自動生成、無效連接的識別校正與錯誤信息的診斷提示;通過算法的封裝、繼承、派生、復(fù)用，實(shí)現(xiàn)控制策略的在線編輯組態(tài)與離線/在線調(diào)試； (5)事件觸發(fā):通過算法塊引腳與數(shù)據(jù)庫的鏈接，算法塊與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)條件觸發(fā)后進(jìn)行實(shí)時響應(yīng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)算法在線組態(tài)、運(yùn)行和調(diào)試的方法，其特征在于:步驟(I)中基本算法塊是系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)控制功能的算法程序。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)算法在線組態(tài)、運(yùn)行和調(diào)試的方法，其特征在于:步驟(2)中算法程序由一定數(shù)量的基本算法塊鏈接而成，所述算法程序采用動態(tài)鏈接分布式算法調(diào)度模式。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)算法在線組態(tài)、運(yùn)行和調(diào)試的方法，其特征在于:步驟(2)中的自定義算法塊通過自由引用基本算法塊、函數(shù)封裝庫與用戶自定義功能塊用于用戶自定義算法的設(shè)計(jì)、封裝、重用。
【文檔編號】G06F11/36GK105930270SQ201610247143
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月20日
【發(fā)明人】王文海, 張穩(wěn)穩(wěn), 嵇月強(qiáng), 張益南, 許志正, 周偉, 毛琳琳
【申請人】杭州優(yōu)穩(wěn)自動化系統(tǒng)有限公司