專利名稱：用于劃分工業(yè)控制數(shù)據(jù)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及自動化控制系統(tǒng)，尤其涉及用于劃分工業(yè)控制數(shù)據(jù)的方法和裝置。
背景技術(shù)：
工業(yè)控制器是用于控制工業(yè)過程或制造設(shè)備的專用計算機。在已存儲程序的引導(dǎo)下，工業(yè)控制器檢查反映受控過程的狀態(tài)的一系列輸入，并改變影響該過程的控制的輸出。輸入和輸出可以是二進制(即“導(dǎo)通”或“截止”)、或者也可使用具有連續(xù)范圍的值的模擬輸入和輸出。二進制輸入和輸出可由單位數(shù)據(jù)表示，而模擬輸入和輸出可由多位數(shù)據(jù)字表示。
工業(yè)控制器的各個組件在空間上常常分布于工廠或生產(chǎn)設(shè)施各處，并由一個或多個通信網(wǎng)絡(luò)互連。這些通信網(wǎng)絡(luò)表征為實時控制所需的高可靠性、以及用最少和明確限定的延遲來傳送數(shù)據(jù)。工業(yè)控制器領(lǐng)域中通用的眾多不同通信網(wǎng)絡(luò)包括但不限于其規(guī)范已公布、且其協(xié)議由眾多制造商和供應(yīng)商廣泛使用的ControlNetTM、DeviceNetTM和EtherNet/IPTM。這些通信網(wǎng)絡(luò)在物理方面彼此不同例如，介質(zhì)的類型(例如，同軸電纜、雙絞線、光纖等)、其操作的協(xié)議(例如波特率、信道的數(shù)目、字傳輸大小、相連消息傳送的使用等)、以及如何格式化數(shù)據(jù)和如何將其收集成標(biāo)準(zhǔn)消息。
工業(yè)控制系統(tǒng)的通用組件是輸入或輸出(I/O)模塊，它從受控過程或機器中接受用于工業(yè)控制器的數(shù)據(jù)，并將來自工業(yè)控制器的數(shù)據(jù)提供給受控過程或機器。I/O模塊通常遠離工業(yè)控制器，并經(jīng)由如上所述的通信網(wǎng)絡(luò)相連。
在工業(yè)控制系統(tǒng)中采用的各個I/O模塊可以不同間隔和頻率產(chǎn)生數(shù)據(jù)。如果控制器要在與每個I/O模塊產(chǎn)生其數(shù)據(jù)時異步地與I/O模塊相連，則控制系統(tǒng)在同步其控制動作時會遭遇困難，并且網(wǎng)絡(luò)信息流通量會變得擁擠。例如，控制器可能不會以與模塊產(chǎn)生數(shù)據(jù)的相同頻率需要來自特定I/O模塊的數(shù)據(jù)。如果I/O模塊要在每次它更新其數(shù)據(jù)時向控制器發(fā)送交易，則該控制器將需要處理對其當(dāng)前控制判定所不需要的數(shù)據(jù)的交易。
為了最優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)信息流通量、在不同網(wǎng)絡(luò)類型之間轉(zhuǎn)換和代理、并生成同步數(shù)據(jù)傳送幀，掃描器可被用作I/O模塊和控制器之間的物理或邏輯中介。掃描器可與I/O模塊相連以在預(yù)定更新間隔上收集數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)合并成單個最優(yōu)化連接分組，并在每個更新間隔使用單個交易將該最優(yōu)化連接分組傳送給控制器。因此，大概在控制器需要將數(shù)據(jù)用于控制判定目的時，控制器以受控和預(yù)定的間隔接收數(shù)據(jù)。
在產(chǎn)生最優(yōu)化連接分組之后，掃描器將最優(yōu)化連接分組周期性地發(fā)送給控制器。最優(yōu)化的連接分組是表示從各I/O模塊收集的數(shù)據(jù)的一個未結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)塊。來自各模塊的數(shù)據(jù)在未格式化的情況下按預(yù)定順序串聯(lián)。最優(yōu)化連接分組的結(jié)構(gòu)是預(yù)先確定的。在引用最優(yōu)化連接分組內(nèi)的數(shù)據(jù)時，該預(yù)定結(jié)構(gòu)由控制器應(yīng)用程序和程序開發(fā)系統(tǒng)(即用于開發(fā)控制器應(yīng)用程序)使用。例如，如果特定I/O模塊的輸出駐留于最優(yōu)化連接分組的第N-K位，則控制器應(yīng)用程序中的程序指令嚴(yán)格引用這些位以在生成控制判定時使用。
在開發(fā)控制應(yīng)用程序時，應(yīng)用程序開發(fā)者必須知道最優(yōu)化連接分組的映射。對最優(yōu)化連接分組的各個部分的固定引用被包括在組成控制應(yīng)用程序的程序命令中。如果最優(yōu)化連接分組的映射改變，則由于I/O模塊的添加或刪除、由掃描器提供服務(wù)的I/O模塊的順序中的改變等，必須在控制應(yīng)用程序中更新固定引用使得控制器引用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)。
強加在最優(yōu)化連接分組上的固定引用結(jié)構(gòu)導(dǎo)致控制應(yīng)用程序開發(fā)者在有關(guān)程序維護和完整性方面的各種問題。用于編程引用的數(shù)據(jù)的文件記錄可能會不存在或無效。因此，當(dāng)需要程序更改時，更新程序引用的任務(wù)會是艱巨、不準(zhǔn)確和耗時的。
用于解決源自最優(yōu)化連接分組的困難的一種技術(shù)涉及將組合分組復(fù)制到單個位置上。然后這些單個位置可通過控制程序更簡便地引用。然而，同樣的配置控制問題也存在于最優(yōu)化連接分組和單個位置之間的轉(zhuǎn)換。這種技術(shù)也需要程序維護、會引入副本延遲、并且會危及數(shù)據(jù)的完整性。
本文件的這個小節(jié)旨在介紹會涉及以下描述和/或要求保護的本發(fā)明各個方面的本領(lǐng)域的各個方面。本小節(jié)提供背景信息以便于對本發(fā)明各方面的更佳理解。應(yīng)當(dāng)理解，本文件的本小節(jié)中的陳述是要基于此來閱讀的，而不是作為現(xiàn)有技術(shù)的陳述。

發(fā)明內(nèi)容
在包括處理單元和存儲器的工業(yè)控制器中可了解到本發(fā)明的一方面。該工業(yè)控制器可用于使用最優(yōu)化連接分組進行通信，該最優(yōu)化連接分組包括排列為未結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)塊的來自多個I/O模塊的I/O數(shù)據(jù)。處理單元可用來對最優(yōu)化連接分組內(nèi)的I/O數(shù)據(jù)進行操作以控制一過程。存儲器可用來存儲多個投射標(biāo)記(cast tag)。每個投射標(biāo)記都關(guān)聯(lián)于I/O模塊之一，并提供對未格式化數(shù)據(jù)塊的子集的邏輯引用，該未格式化數(shù)據(jù)塊包括用于相關(guān)聯(lián)I/O模塊的至少一部分I/O數(shù)據(jù)。
在用于引用工業(yè)控制數(shù)據(jù)的方法中可了解到本發(fā)明的另一個方面。該方法包括與多個I/O模塊交換I/O數(shù)據(jù)。生成包括排列成未格式化數(shù)據(jù)塊的用于各模塊的I/O數(shù)據(jù)的最優(yōu)化連接分組。定義多個投射標(biāo)記。每個投射標(biāo)記都關(guān)聯(lián)于I/O模塊之一，并提供對未格式化數(shù)據(jù)塊的子集的邏輯引用，該未格式化數(shù)據(jù)塊包括用于相關(guān)聯(lián)I/O模塊的至少一部分I/O數(shù)據(jù)。
在包括多個I/O模塊、掃描器、和工業(yè)控制器的工業(yè)控制系統(tǒng)中可了解到本發(fā)明的又一個方面。I/O模塊可用于與一過程通過接口相連，以與該過程交換I/O數(shù)據(jù)。掃描器可用于與I/O模塊交換I/O數(shù)據(jù)，并使用最優(yōu)化連接分組進行通信，該最優(yōu)化連接分組包括排列為未結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)塊的用于各模塊的I/O數(shù)據(jù)。工業(yè)控制器可用于與掃描器交換最優(yōu)化連接分組，并使用最優(yōu)化連接分組內(nèi)所包括的I/O數(shù)據(jù)來控制該過程。工業(yè)控制器還可用于存儲多個投射標(biāo)記。每個投射標(biāo)記都關(guān)聯(lián)于I/O模塊之一，并提供對未格式化數(shù)據(jù)塊的子集的邏輯引用，該未格式化數(shù)據(jù)塊包括用于相關(guān)聯(lián)I/O模塊的至少一部分I/O數(shù)據(jù)。


以下將參照附圖描述本發(fā)明，在附圖中相同的標(biāo)號表示相同的要素，并且圖1是根據(jù)本發(fā)明一說明性實施例的工業(yè)控制系統(tǒng)的簡化框圖；圖2是示出工業(yè)控制器和掃描儀之間用于傳送最優(yōu)化連接分組的接口的示圖。
盡管本發(fā)明易于有各種變體和可選形式，但其具體實施例已作為示例在附圖中示出并在本文中詳細(xì)描述。然而應(yīng)當(dāng)理解，本文中具體實施例的描述并非旨在將本發(fā)明限制于所公開的特定形式，而是相反，本發(fā)明要涵蓋落于如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的所有變體、等效方案和可選方案。
具體實施例方式
以下將描述本發(fā)明的一個或多個具體實施例。本發(fā)明特別旨在不受限于本文中所包含的實施例和圖示，而是包括那些實施例的更改形式，包括各實施例的多個部分、以及落于所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的不同實施例的要素組合。應(yīng)當(dāng)理解，在開發(fā)任何這些實際實現(xiàn)時，與任何工程或設(shè)計項目一樣，必須進行許多實現(xiàn)專用判定以實現(xiàn)開發(fā)者隨實現(xiàn)而變的特定目標(biāo)，諸如與系統(tǒng)相關(guān)和商務(wù)相關(guān)限制的兼容。此外，應(yīng)當(dāng)理解，這種開發(fā)努力是復(fù)雜和耗時的，但無論無何對獲益于本發(fā)明的普通技術(shù)人員而言都是設(shè)計、制作和制造所需的例行程序。在本申請中沒有內(nèi)容被視為對本發(fā)明是關(guān)鍵或?qū)嵸|(zhì)性的，除非另外明示為“關(guān)鍵”或“實質(zhì)”的。
現(xiàn)在參看附圖，其中在全部若干視圖中相同標(biāo)號對應(yīng)于相同組件，并且具體地，參看圖1，本發(fā)明應(yīng)在工業(yè)控制系統(tǒng)10的環(huán)境中描述。通常，工業(yè)控制系統(tǒng)10包括包括處理單元16和存儲器17的工業(yè)控制器15(例如可編程邏輯控制器(PLC))，編程終端20，人機界面(HMI)25，I/O模塊30、35，傳感器40，致動器45，掃描器50、55以及通信介質(zhì)60、65、70。
編程終端20允許工業(yè)控制系統(tǒng)10的配置、更改、調(diào)試和維護。例如，編程終端20可與工業(yè)控制器15通信，以更改控制器操作的多個方面，諸如存儲在存儲器17內(nèi)并由處理單元16執(zhí)行的控制程序。HMI 25提供操作者界面，用于操作工業(yè)控制系統(tǒng)10以執(zhí)行自動化工業(yè)過程。
如以下更詳細(xì)描述地，編程終端20定義可用來將一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)疊加在工業(yè)控制器15和掃描器50、55之間發(fā)送的未結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)上的投射標(biāo)記。這些投射標(biāo)記可由工業(yè)控制器系統(tǒng)10中諸如工業(yè)控制器15或HMI 25的其它實體采用，以在不需要事先知道數(shù)據(jù)的預(yù)定結(jié)構(gòu)的情況下邏輯引用未結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)塊的各個子集。因此，即使那些由I/O模塊維護的數(shù)據(jù)對象嵌于包括來自多個模塊的數(shù)據(jù)的未結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)塊中，投射標(biāo)記也可用來邏輯引用這些數(shù)據(jù)對象，這些數(shù)據(jù)對象表示I/O模塊30的配置和狀態(tài)。
I/O模塊30、35向關(guān)聯(lián)于受控過程的傳感器40和致動器45提供接口。傳感器40可檢測諸如溫度、壓力、液體的流速、轉(zhuǎn)矩、電流等項。致動器45控制諸如關(guān)聯(lián)于機器人系統(tǒng)、風(fēng)扇、攪拌器、泵等的電機、閥等物。例如，一類致動器45是可用于產(chǎn)生驅(qū)動相關(guān)聯(lián)電機的可變頻率驅(qū)動信號的電機驅(qū)動器。為便于說明，未對所有I/O模塊30、35示出各個傳感器40和致動器45。
在工業(yè)控制器15上，來自I/O模塊30、35的輸入信號可在控制程序和作為輸出信號發(fā)送(即發(fā)送給致動器45)的其它信號下被處理。所控制的具體過程、以及具體的輸入和輸出模塊類型對本發(fā)明而言并不重要。I/O模塊30、35可與工業(yè)控制器15集成，或從工業(yè)控制器15遙控。在一實施例中，工業(yè)控制系統(tǒng)10可使用由威斯康辛州Milwaukee的Rockwell自動化公司提供的LogixTM組件實現(xiàn)。
通信介質(zhì)60、65、70可采取電纜的形式，并且可以是離散布線或者可包括一數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，該數(shù)字網(wǎng)絡(luò)還可包括中繼器、路由器、網(wǎng)橋、和網(wǎng)關(guān)。適當(dāng)?shù)耐ㄐ沤橘|(zhì)60、65、70為也由Rockwell自動化公司提供的DeviceNetTM、EtherNet/IPTM、ControlNetTM網(wǎng)絡(luò)。
如圖1所示，I/O模塊30可連接為在掃描器50之下的子網(wǎng)70。掃描器50用作I/O模塊30與工業(yè)控制器15之間的中介。掃描器55還與通信介質(zhì)60相連，但其相關(guān)聯(lián)的I/O模塊35使用用于與掃描器55通信的單獨信道65耦合到掃描器55之下。
掃描器50、55還作為路由器工作，以從一種通信協(xié)議(例如用于通信介質(zhì)60之上)轉(zhuǎn)換成另一種協(xié)議(例如用于信道65或子網(wǎng)70之上)。提供掃描器50、55的排列以說明用于通過接口連接系統(tǒng)10內(nèi)的I/O模塊的不同技術(shù)。實際的實現(xiàn)可僅包括采用所示接口排列之一或不同接口排列的單個掃描器50、55。為便于說明，以下討論參照掃描器50，盡管各技術(shù)可等同地應(yīng)用于掃描器50、55。
在所示實施例中，工業(yè)控制器15使用面向?qū)ο缶幊陶Z言來編程。編程終端20可通過接口與工業(yè)控制器15相連以更改、添加或刪除存儲在工業(yè)控制器15的存儲器17中并用來實現(xiàn)其功能的各種對象。在存儲器中維護的用以實現(xiàn)工業(yè)控制器15的功能的各個對象可被統(tǒng)稱為工業(yè)控制器的控制程序。因此，編程終端20提供用于更新工業(yè)控制器15的控制程序的編程接口。
掃描器50通過接口與I/O模塊30相連，以收集更新間隔期間的輸入數(shù)據(jù)、將該數(shù)據(jù)合并成單個最優(yōu)化連接分組100(如圖2詳細(xì)所示)、并將該最優(yōu)化連接分組100傳送給工業(yè)控制器15。各更新(即最優(yōu)化連接分組100)之間的特定間隔可取決于特定實現(xiàn)而改變。掃描器50還將輸出數(shù)據(jù)從工業(yè)控制器15傳送到I/O模塊30，以基于控制程序?qū)ο惹拜斎霐?shù)據(jù)的操作來改變受控致動器45之一的狀態(tài)。
掃描器50可將各種技術(shù)用于收集來自I/O模塊30的數(shù)據(jù)。例如，掃描器50可周期性地輪詢各I/O模塊30并請求用于各監(jiān)控參數(shù)的最新數(shù)據(jù)值。尚未生成新數(shù)據(jù)的I/O模塊30將用其先前的數(shù)據(jù)值來響應(yīng)?；蛘撸琁/O模塊30可在它已生成新數(shù)據(jù)的任何時候設(shè)置一標(biāo)志。掃描器50可監(jiān)視該標(biāo)志，并在僅當(dāng)該標(biāo)志被置位時(即傳送后標(biāo)記清零)才在更新期間請求數(shù)據(jù)。在另一種可選技術(shù)中，I/O模塊30可在生成數(shù)據(jù)時(例如同步地或異步地)向掃描器50發(fā)送數(shù)據(jù)。盡管該技術(shù)可導(dǎo)致掃描器50和I/O模塊30之間的附加通信量，但該通信量不會影響工業(yè)控制器15，因為它將僅在期望間隔上接收最優(yōu)化連接分組100。在模擬模塊(例如I/O模塊35之一)的情形中，數(shù)據(jù)對掃描器55連續(xù)可用。
現(xiàn)在參看圖2，顯示了示出工業(yè)控制器15與掃描器50之間用于傳送最優(yōu)化連接分組100的接口的示圖。該最優(yōu)化連接分組100是表示從各I/O模塊35中收集的數(shù)據(jù)的一個未結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)塊。來自各I/O模塊30的數(shù)據(jù)在未格式化的情況下按預(yù)定順序串聯(lián)。
在一說明性示例中，稱為模塊1和模塊2的兩個I/O模塊35關(guān)聯(lián)于電機驅(qū)動器，該電機驅(qū)動器進而向電機提供驅(qū)動信號。該電機驅(qū)動器通過最優(yōu)化連接分組100與工業(yè)控制器15交換速度控制數(shù)據(jù)。在以下表格1和2中提供速度控制數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)元素的示例性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。表格1提供各速度控制數(shù)據(jù)元素的格式信息，而表格2示出I/O模塊30中的數(shù)據(jù)對象如何組裝成包括在最優(yōu)化連接分組100內(nèi)的數(shù)據(jù)塊。在掃描器55的情形中，數(shù)據(jù)對象(例如表示I/O模塊中的緩沖器)通過掃描器55串聯(lián)成用于I/O模塊55的單個I/O數(shù)據(jù)塊。
I/O模塊30的數(shù)據(jù)對象表示I/O模塊30的配置和狀態(tài)。用于所有I/O模塊30、35的數(shù)據(jù)塊被串聯(lián)以形成最優(yōu)化連接分組100。該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)塊格式僅用于說明目的，并且本發(fā)明的應(yīng)用并不限于任何特定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或格式。

表格1-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

表格2-數(shù)據(jù)塊構(gòu)成如表格1所示，速度控制數(shù)據(jù)包括布爾標(biāo)志，這些布爾標(biāo)志指示電機是否以期望速度運行(AtSpeed)；轉(zhuǎn)矩引用已在本地還是通過網(wǎng)絡(luò)提供(RefFromNet)；電機驅(qū)動器是在本地還是通過網(wǎng)絡(luò)控制(ControlFromNet)；電機驅(qū)動器是否處于就緒的狀態(tài)(Ready)；電機是反向(RunningReverse)還是正向(RunningForward)運行；以及電機驅(qū)動器是否處于故障狀態(tài)(Faulted)。一標(biāo)記(pad)保留以便于將來使用。速度控制數(shù)據(jù)還包括保留的1字節(jié)字段(pad)，用于電機速度(SpeedActualRPM)的最低有效位的一個字節(jié)，以及用于電機速度的最高有效位的一個字節(jié)。兩個模塊的速度控制數(shù)據(jù)在最優(yōu)化連接分組100中簡單地串聯(lián)，導(dǎo)致包括每個模塊的上述速度控制數(shù)據(jù)的位串。因此，用于I/O模塊的各個數(shù)據(jù)對象在最優(yōu)化連接分組100內(nèi)可任意偏移(盡管是以預(yù)定方式)。
假設(shè)最優(yōu)化連接分組100以模塊1的數(shù)據(jù)開始，隨后是來自其它模塊的數(shù)據(jù)，然后是模塊2的數(shù)據(jù)，位0到31(即塊115)表示模塊1的速度控制數(shù)據(jù)，而位628到659(即塊120)表示模塊2的速度控制數(shù)據(jù)。
盡管對各I/O模塊30僅示出一個數(shù)據(jù)塊115、120，但可使用多個數(shù)據(jù)塊。例如，I/O模塊30的輸出數(shù)據(jù)或配置數(shù)據(jù)可包括在來自輸入數(shù)據(jù)的單個塊中。此外，輸入數(shù)據(jù)可分成多個單獨數(shù)據(jù)塊，每一個都關(guān)聯(lián)于I/O模塊30上的緩沖器之一。
工業(yè)控制系統(tǒng)10采用投射標(biāo)志125，該投射標(biāo)志125引用最優(yōu)化連接分組100內(nèi)的各個塊115、120。一般而言，投射標(biāo)志125提供對最優(yōu)化連接分組100的包括特定I/O模塊30的多個數(shù)據(jù)對象的一部分的邏輯引用。工業(yè)控制器15中的邏輯130可使用投射標(biāo)志125來代替對最優(yōu)化連接分組100的各個位的硬引用。
在典型的工業(yè)控制環(huán)境中，標(biāo)志可用于引用單個數(shù)據(jù)區(qū)域。標(biāo)志通常包括名稱或符號、指定成員名稱和數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)類型、以及引用一數(shù)據(jù)集的特定物理位置的數(shù)據(jù)對象。用于常規(guī)標(biāo)志的數(shù)據(jù)對象表示整個數(shù)據(jù)集，并且通常只有一個標(biāo)志引用一特定的數(shù)據(jù)對象。
投射標(biāo)志125與常規(guī)標(biāo)志的不同之處在于其數(shù)據(jù)對象僅引用數(shù)據(jù)集的一個子集，且其數(shù)據(jù)類型疊加在數(shù)據(jù)集中它所引用的那部分上。多個投射標(biāo)志125可引用數(shù)據(jù)集的用于不同I/O模塊30的不同子集，并將它們自己的獨立數(shù)據(jù)類型強加在該數(shù)據(jù)上。從編程角度看，標(biāo)志表現(xiàn)為是獨立的。因此，各投射標(biāo)志125引用I/O模塊30之一的I/O數(shù)據(jù)，并且由投射標(biāo)志125定義的成員引用存儲在I/O模塊30的緩沖器中的各個數(shù)據(jù)元素。
以上表格1中表示的結(jié)構(gòu)表示在投射標(biāo)志125中使用的數(shù)據(jù)類型，用于指定速度控制數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)元素的成員和數(shù)據(jù)格式。因此，在投射標(biāo)志125的模塊1.AtSpeed中，模塊1是符號，而AtSpeed被定義為該數(shù)據(jù)類型的具有布爾格式的成員之一。數(shù)據(jù)對象引用最優(yōu)化連接分組100的位7。
以下表格3和4中提供的偽碼示例示出使用投射標(biāo)志125的編程引用如何不同于先前的硬引用命令。該偽碼并非旨在反映所使用的實際代碼，而是在概念上示出由投射標(biāo)志125提供的優(yōu)于硬引用的優(yōu)點。

表格3-使用投射標(biāo)志的偽碼

表格4-無投射標(biāo)志的偽碼從表格3中的示例顯而易見，投射標(biāo)志125允許在不需要知道掃描器50用來串聯(lián)數(shù)據(jù)的順序的情況下引用相關(guān)聯(lián)模塊30的參數(shù)。此外，數(shù)據(jù)格式在投射標(biāo)志125中指定，并且不需要包括在編程引用中。
再參看圖1，投射標(biāo)志125由編程終端20實例化和維護，并且可用于編程環(huán)境以生成工業(yè)控制器15的控制程序。在該編程環(huán)境中，用于各模塊30的數(shù)據(jù)表現(xiàn)為不相關(guān)，并且各成員可通過名稱在邏輯中引用。投射標(biāo)志125也存儲在工業(yè)控制器15上。
在一些情形中，控制程序可在將其載入工業(yè)控制器15之前編譯，并且在編譯代碼中引用轉(zhuǎn)換成物理引用。然而，如果掃描器50所使用的最優(yōu)化連接分組100的構(gòu)成改變(例如由于模塊30的添加或刪除)，則僅需更新投射標(biāo)志125?？刂瞥绦蛉缓罂芍匦戮幾g，并且由投射標(biāo)志125指定的新引用將被結(jié)合到編譯代碼中。因此，在控制程序中不需要改變。在其它情形中，當(dāng)翻譯控制程序時，可在控制程序中直接引用投射標(biāo)志125。
因為工業(yè)控制器15存儲了投射標(biāo)志125，所以工業(yè)控制系統(tǒng)10中的其它實體還可使用由投射標(biāo)志125創(chuàng)建的邏輯引用，以引用由工業(yè)控制器15所存儲的模塊數(shù)據(jù)。例如，HMI 25可向工業(yè)控制器15查詢，以使用模塊1.AtSpeed引用來確定關(guān)聯(lián)于模塊1的電機是否按速。此外，HMI 25可包括它自己的代碼，用于在其顯示上連續(xù)顯示關(guān)聯(lián)于模塊1和2的電機的狀態(tài)。HMI代碼僅需使用模塊1.AtSpeed和模塊2.AtSpeed引用來訪問狀態(tài)信息。如果最優(yōu)化連接分組100的構(gòu)成改變，則不需要更改HMI 25代碼。
投射標(biāo)志125還可用于重建控制程序。例如，如果不同于圖1所示的編程終端20的編程終端(例如在筆記本計算機上實現(xiàn)的現(xiàn)場編程終端)通過接口與工業(yè)控制器15相連，則它可使用投射標(biāo)志125來確定最優(yōu)化數(shù)據(jù)分組100的結(jié)構(gòu)，并分析控制程序代碼。
使用投射標(biāo)志125大大地簡化了用于工業(yè)控制系統(tǒng)10的代碼的開發(fā)與維護。對最優(yōu)化連接分組100的構(gòu)成的改變不需要代碼更改，而僅需要對投射標(biāo)志125的更新。此外，一旦定義了投射標(biāo)志125，用戶就能更簡便地通過接口相連于工業(yè)控制系統(tǒng)10交互，因為他們不需要訪問描述最優(yōu)化連接分組100的映射的外部文檔，也能訪問工業(yè)控制系統(tǒng)10中的模塊數(shù)據(jù)。
以上公開的特定實施例僅是說明性的，因為本發(fā)明可用對獲益于本文示教的本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的不同但等效的方式來更改和實踐。此外，除了所附權(quán)利要求中所描述的以外，對本文示出的結(jié)構(gòu)或設(shè)計的細(xì)節(jié)并不試圖作出限制。因此，顯然可改變或更改以上公開的特定實施例，并且所有這些變體被視為在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。因此，在此所尋求的保護如所附權(quán)利要求中所闡述。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)控制系統(tǒng)(10)，包括多個I/O模塊(30)，用于通過接口與過程相連以與所述過程交換I/O數(shù)據(jù)；掃描器(50、55)，用于與I/O模塊(30)交換I/O數(shù)據(jù)，并使用最優(yōu)化連接分組(100)進行通信，所述最優(yōu)化連接分組(100)包括排列成未結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)塊(115、120)的用于各模塊的I/O數(shù)據(jù)；以及工業(yè)控制器(15)，用于與掃描器(50、55)交換所述最優(yōu)化連接分組(100)，并使用最優(yōu)化連接分組(100)中所包括的I/O數(shù)據(jù)控制所述過程，所述工業(yè)控制器(15)還用于存儲多個投射標(biāo)志(125)，各投射標(biāo)志(125)關(guān)聯(lián)于所述I/O模塊(30)之一，并提供對所述未格式化數(shù)據(jù)塊(115、120)的子集的邏輯引用，所述未格式化數(shù)據(jù)塊(115、120)包括用于所述相關(guān)聯(lián)I/O模塊(30)的I/O數(shù)據(jù)的至少一部分。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述投射標(biāo)志(125)包括用于特定I/O模塊(30)的引用所述I/O數(shù)據(jù)的輸入部分的第一投射標(biāo)志以及引用所述I/O數(shù)據(jù)的輸出部分的第二投射標(biāo)志。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述I/O數(shù)據(jù)包括輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的至少之一。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括編程終端(20)，用于基于所述I/O數(shù)據(jù)的預(yù)定排列生成所述投射標(biāo)志(125)。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括接口單元，用于與工業(yè)控制器(15)相連、并采用所述投射標(biāo)志(125)來引用關(guān)聯(lián)于所述I/O模塊(30)之一的數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，各投射標(biāo)志(125)包括用于關(guān)聯(lián)于所述I/O模塊(30)的I/O數(shù)據(jù)的符號名稱、數(shù)據(jù)類型、以及對所述子集的引用。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述掃描器(50、55)置于所述工業(yè)控制器(15)和所述I/O模塊(30)之間。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述掃描器(50、55)可用來輪詢所述I/O模塊(30)以收集所述I/O數(shù)據(jù)的至少一部分。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述I/O模塊(30)可用來向所述掃描器(50、55)發(fā)送至少一部分的所述I/O數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述最優(yōu)化連接分組(100)包括按預(yù)定順序串聯(lián)的關(guān)聯(lián)于各模塊(30)的I/O數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種工業(yè)控制器(15)，包括處理單元(16)和存儲器(17)。該工業(yè)控制器(15)可用來使用最優(yōu)化連接分組(100)進行通信，該最優(yōu)化連接分組(100)包括排列成未結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)塊(115、120)的來自多個I/O模塊(30)的I/O數(shù)據(jù)。該處理單元(16)可用來對最優(yōu)化連接分組(100)內(nèi)的I/O數(shù)據(jù)作處理以控制一過程。該存儲器(17)可用來存儲多個投射標(biāo)志(125)。各投射標(biāo)志(125)關(guān)聯(lián)于I/O模塊(30)之一，并提供對未結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)塊(115、120)的子集的邏輯引用，該未結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)塊包括用于相關(guān)聯(lián)I/O模塊(30)的至少一部分I/O數(shù)據(jù)。
文檔編號G05B15/02GK1940787SQ20061013175
公開日2007年4月4日 申請日期2006年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者S·A·皮爾斯, A·J·迪布拉西歐 申請人:洛克威爾自動控制技術(shù)股份有限公司