專利名稱：實時控制器及計算機系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種實時控制器，特別是涉及一種能夠從計算機系統(tǒng)實時獲取控制程 序的實時控制器。
背景技術：
分布式控制系統(tǒng)(distributed control systems，簡稱DCS)，又稱為分散控制系 統(tǒng)或集散控制系統(tǒng)，是由多臺計算機分別控制生產過程中多個控制回路，同時又可集中獲 取數據、集中管理和集中控制的自動控制系統(tǒng)。分布式控制系統(tǒng)采用微處理機分別控制各 個回路，而用中小型工業(yè)控制計算機或高性能的微處理機實施上一級的控制。處于底層的 過程控制級一般由分散的現(xiàn)場控制站、數據采集站等就地實現(xiàn)數據采集和控制，并通過數 據通信網絡傳送到生產監(jiān)控級計算機。監(jiān)控級對來自過程控制級的數據進行集中操作管 理，如各種優(yōu)化計算、統(tǒng)計報表、故障診斷、顯示報警等。隨著計算機技術的發(fā)展，DCS可以按照需要與更高性能的計算機設備通過網絡連 接來實現(xiàn)更高級的集中管理功能，如計劃調度、倉儲管理、能源管理等。監(jiān)控級處理過程中 所有的任務并產生部分信息用于集中管理，因此集中管理的功能的增多必然會加重生產監(jiān) 控級的處理負擔，影響控制器的處理速度。另外，多個控制系統(tǒng)并存于同一內部網也被廣日益需要，例如車輛管理系統(tǒng)與門 禁考勤系統(tǒng)，以及文件管理系統(tǒng)等常常被同時使用。但目前這些系統(tǒng)需要分別提供，各系統(tǒng) 建立時，都要考慮與現(xiàn)有系統(tǒng)的兼容問題，并且一旦控制需求出現(xiàn)變化，就往往需要設計人 員與用戶面對面的交流，進行需求分析，耗費較多的時間和金錢成本。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種兼容性好，并且能夠實時改變控制系統(tǒng)的控制邏輯和 控制參數的解決方案，所述控制邏輯包含因為控制系統(tǒng)的物理設備發(fā)生改變而對控制方法 帶來的改變。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于控制電子設備的實時控制器，包含接口 統(tǒng)一模塊，與電子設備的元件的驅動程序連接，用于將同類但不同廠家和型號的元件進行 接口統(tǒng)一處理；業(yè)務對象模塊，與所述接口統(tǒng)一模塊連接，用于對接口統(tǒng)一程序所處理后的 底層的元件進行功能組合，從而實現(xiàn)業(yè)務邏輯的各種功能形成整個業(yè)務流程的一種設備而 能夠用業(yè)務語言描述和調用其特定功能，以及任務模塊，與所述業(yè)務對象模塊連接，用于控 制業(yè)務對象模塊的執(zhí)行順序以完成業(yè)務流程中的任務。在本發(fā)明中，所述任務模塊可以僅 用于控制業(yè)務對象模塊對電子設備的需要實時處理和控制的任務的執(zhí)行順序。所述實時控 制器可以是手持設備、各種設備聯(lián)接的結點，或高端RFID讀寫器的控制器。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明同時提供一種計算機系統(tǒng)，其包含信息采集與控制系 統(tǒng)和設計構建系統(tǒng)，所述信息采集與控制系統(tǒng)包含實時控制器，該實時控制器聯(lián)接多個元 件，所述設計構建系統(tǒng)為所述實時控制器提供實時控制程序和參數，該實時控制程序包含接口統(tǒng)一程序、業(yè)務對象程序和任務程序。所述接口統(tǒng)一程序用以將同類但不同廠家和型 號的元件進行接口統(tǒng)一處理。所述業(yè)務對象程序用于對接口統(tǒng)一程序處理后的底層的元件 進行功能組合和信息處理，從而實現(xiàn)業(yè)務邏輯的各種具體功能，換言之，根據整個業(yè)務流程 形成一種設備，該設備的具體功能能夠用業(yè)務語言描述和調用。所述任務程序用于控制業(yè) 務對象程序的執(zhí)行順序，以完成業(yè)務流程中的任務，該任務是系統(tǒng)流程中的一個或幾個環(huán) 節(jié)，用于和業(yè)務服務器一起實現(xiàn)系統(tǒng)的業(yè)務流程與業(yè)務邏輯。所述多個元件包含傳感器元 件、RFID元件、機械和電子控制元件中的至少一種。本發(fā)明在控制器中采用接口統(tǒng)一程序模塊，能使同類但不同廠家和型號的元件的接口統(tǒng)一。本發(fā)明在控制系統(tǒng)中提供控制器構建裝置，能使需要建立控制系統(tǒng)的用戶僅憑一 臺瀏覽器就可以在線獲得控制系統(tǒng)的建立方式和控制程序。本發(fā)明在控制系統(tǒng)中提供控制器構建裝置，能使用戶實現(xiàn)實時改變控制系統(tǒng)的控 制邏輯，即使控制對象出現(xiàn)變化。本發(fā)明的控制器構建裝置通過使用戶采用業(yè)務語言和數據庫所提供的圖形描述 業(yè)務關系設計業(yè)務系統(tǒng)，能夠使用戶在開發(fā)自己專業(yè)的集成系統(tǒng)時，不需要考慮具體的電 子信號等低層的東西。本發(fā)明的目的、優(yōu)點和特點，將通過下面優(yōu)選實施例的非限制性說明進行圖示和 解釋，這些實施例參照附圖僅作為例子給出。
圖1是依據本發(fā)明的一種信息采集與控制方法的流程示意圖；圖2是依據本發(fā)明的一種控制系統(tǒng)；圖3是依據本發(fā)明的一種控制電子設備的方法；圖4顯示依據本發(fā)明的一種計算機系統(tǒng)；圖5顯示本發(fā)明的控制器構建裝置、中心系統(tǒng)組建模塊及實時控制器組建模塊；圖6顯示本發(fā)明的系統(tǒng)架構。
具體實施例方式參考圖1，依據本發(fā)明的一種信息采集與控制方法，包括步驟S102，采集現(xiàn)場信 息并將其輸入至實時控制器，該些現(xiàn)場信息包含實時信息和非實時信息；步驟S104，利用 實時控制器處理實時信息；步驟S106，利用實時控制器將非實時信息傳送至業(yè)務服務器， 該業(yè)務服務器通過網絡聯(lián)接所述實時控制器；以及步驟S108，利用業(yè)務服務器處理所述非 實時信息。所述現(xiàn)場信息包含傳感信息和RFID信息。參考圖2，本發(fā)明提供的一種信息采集與控制系統(tǒng)10，包含實時控制器22和業(yè)務 服務器42，所述實時控制器22用于處理信息采集與控制系統(tǒng)10的需要實時處理和控制的 任務，所述業(yè)務服務器42用于處理控制系統(tǒng)12的不需要實時處理和控制的任務。這樣可 以使實時控制器22專注于處理實時任務，加快實時處理速度。每個業(yè)務服務器42可以聯(lián) 接至少一個實時控制器22，聯(lián)接多個實時控制器22時，該些實時控制器22可以屬于同一個 用戶，也可以屬于不同的用戶。所述實時控制器22與所述業(yè)務服務器42通過網絡聯(lián)接，可以是互聯(lián)網，也可以是內部網，可以是有線，也可以是無線。所述信息采集與控制系統(tǒng)包含 傳感系統(tǒng)和識別系統(tǒng)。參考圖3，依據本發(fā)明的一種控制電子設備的方法，包含步驟步驟S302，通過業(yè) 務語言和圖形描述業(yè)務流程和關系形成業(yè)務邏輯；步驟S304，將所述業(yè)務邏輯分解成需要 實時處理的實時任務和能夠集中處理的中心任務；步驟S306，將所述中心任務轉變成中心 業(yè)務系統(tǒng)可執(zhí)行的程序和參數，并將所述程序和參數下載到業(yè)務服務器，所述程序包含信 息的傳輸流程和邏輯、信息的處理流程和邏輯，以及信息的存儲流程和邏輯；步驟S308，將 所述中心業(yè)務系統(tǒng)可執(zhí)行的程序與參數下載到中心業(yè)務服務器，根據該程序和參數執(zhí)行中 心業(yè)務處理；步驟S310，將所述實時任務轉變成電子設備的信息收集和行為控制邏輯及控 制參數；步驟S312，將所述信息收集和行為控制邏輯及控制參數編譯成實時控制器可執(zhí)行 的實時控制程序和參數；以及步驟S314，下載所述實時控制程序和參數，并根據該實時控 制程序和參數通過與實時控制器聯(lián)接的元件進行信息收集和行為控制。為便于客戶使用， 所述業(yè)務語言是用戶所在的技術領域的人員通用的技術語言，這樣可以使業(yè)務人員很專注 地設計起業(yè)務系統(tǒng)而不需要估計具體的電子信號等底層的東西，而容易地組成一個控制系 統(tǒng)。所述實時控制程序包含元件接口統(tǒng)一程序、業(yè)務對象程序和任務程序，該實時控制程序 被下載至電子設備時，元件接口統(tǒng)一程序，業(yè)務對象程序和任務程序先后被下載到實時控 制器，之后這些程序自動在實時控制器上運行。所述參數可以是元件的參數，其一般通過元 件接口統(tǒng)一程序下載。換句話說，所述元件接口統(tǒng)一程序先于參數下載到實時控制器。參 數也可以是實時控制器運行業(yè)務對象程序和任務程序所需要的數據。所述電子設備可以包 含傳感器元件，RFID元件，機械和電子控制元件中的至少一種。圖4顯示本發(fā)明提供的一種計算機系統(tǒng)，如圖所示，圖2所示的信息采集與控制系 統(tǒng)10可以通過以太網聯(lián)接設計構建系統(tǒng)60，設計構建系統(tǒng)60為所述信息采集與控制系統(tǒng) 10實時地提供控制程序，所述信息采集與控制系統(tǒng)10包括嵌入式實時系統(tǒng)20和中心業(yè)務 系統(tǒng)40，中心業(yè)務系統(tǒng)40包含至少一個所述業(yè)務服務器42，嵌入式實時系統(tǒng)20包含一個 或多個所述實時控制器22，每個實時控制器22聯(lián)接有一個或多個元件M，一個業(yè)務服務器 42聯(lián)接至少一個實時控制器22。所述元件M可以包含各種傳感器元件，RFID元件，機械 和電子控制元件。所述實時控制器22包含實時控制器組建模塊沈，其主要用于實時控制器 22初始化文件及程序的下載、啟動和運行監(jiān)測及終止，監(jiān)測實時控制器22運行過程中的異 常情況并向設計構建系統(tǒng)60報告，以及下載更新文件和程序。參考圖5，所述設計構建系統(tǒng)60能夠接收并根據業(yè)務邏輯構建中心業(yè)務控制程序 和實時控制程序，通過系統(tǒng)組建模塊將所述業(yè)務控制程序和實時控制程序分別下載至信息 采集與控制系統(tǒng)10的業(yè)務服務器42和實時控制器22、并接收業(yè)務服務器42和實時控制器 22所反饋回的運行過程中所出現(xiàn)的異常情況。所述業(yè)務服務器42包含中心系統(tǒng)組建模塊 46，其主要負責業(yè)務服務器42的初始化文件及程序的下載、啟動和運行監(jiān)測和終止，監(jiān)測 業(yè)務服務器運行過程中的異常情況并向設計構建系統(tǒng)60報告，以及下載更新文件和程序。 所述實時控制器22通過實時控制器組建模塊沈構建，該實時控制器組建模塊沈主要用于 實時控制器22初始化文件及程序的下載、運行和啟動，監(jiān)測實時控制器22運行過程中的異 常情況并向設計構建系統(tǒng)60報告，以及下載更新文件和程序。所述實時控制程序包含元件 接口統(tǒng)一程序、業(yè)務對象程序和任務程序所述元件接口統(tǒng)一程序用以將同類但不同廠家5和型號的元件進行接口統(tǒng)一處理；所述業(yè)務對象程序用于對元件接口統(tǒng)一程序所處理后的 底層的元件進行功能組合，從而實現(xiàn)業(yè)務邏輯的各種功能形成業(yè)務對象；所述任務程序用 于控制業(yè)務對象程序的執(zhí)行順序形成實時任務。參考圖6。設計構建系統(tǒng)60包含用于通過業(yè)務語言和數據庫所提供的圖形描述業(yè) 務關系形成業(yè)務邏輯、并將所述業(yè)務邏輯分解成需要實時處理的實時任務和能夠集中處理 的中心任務的業(yè)務邏輯和流程分析模塊62 ；用以將所述中心任務轉變成中心業(yè)務系統(tǒng)可 執(zhí)行的程序和參數的中心業(yè)務參數與程序形成模塊642，所述程序包含信息的傳輸流程和 邏輯、信息的處理流程和邏輯，以及信息的存儲流程和邏輯；用以將所述實時任務轉變成電 子設備的信息收集和行為控制邏輯及控制參數，并將所述信息收集和行為控制邏輯及控制 參數編譯成實時控制器可執(zhí)行的實時控制程序的控制邏輯及控制參數形成模塊644，以及 將所述業(yè)務控制程序和實時控制程序分別通過中心系統(tǒng)組建模塊46和實時控制器組建模 塊沈下載至信息采集與控制系統(tǒng)10的業(yè)務服務器42和實時控制器22、并接收業(yè)務服務 器42和實時控制器22所反饋回的運行過程中所出現(xiàn)的異常情況的系統(tǒng)組建模塊66。所述 控制程序包含元件接口統(tǒng)一程序、業(yè)務對象程序和任務程序。所述系統(tǒng)組建模塊66先下載 所述元件接口統(tǒng)一程序，再下載所述業(yè)務對象程序和任務程序。所述系統(tǒng)組建模塊66還用 于下載電子設備的驅動程序。所述元件接口統(tǒng)一程序用以將同類但不同廠家和型號的元件 進行接口統(tǒng)一處理。所述業(yè)務對象程序用于對元件接口統(tǒng)一程序處理后的底層的元件進行 功能組合，從而實現(xiàn)業(yè)務邏輯的各種功能，換言之，根據整個業(yè)務流程形成一種設備，該設 備的具體功能能夠用業(yè)務語言描述和調用。所述任務程序用于控制業(yè)務對象程序的執(zhí)行順 序，以完成業(yè)務流程中的任務，該任務是系統(tǒng)流程中的一個或幾個環(huán)節(jié)，用于和業(yè)務服務器 一起實現(xiàn)系統(tǒng)的業(yè)務流程與業(yè)務邏輯。所述以太網聯(lián)接為TCP接口。繼續(xù)參考圖6。設計構建系統(tǒng)60中還設置有用戶界面630、管理員界面632和數 據庫68。用戶界面630除了負責新用戶注冊、對用戶信息進行修改、對用戶進行授權、刪除 用戶，以及最高權限的項目修改等這些功能外，還具有業(yè)務邏輯構建功能，其通過硬件系統(tǒng) 設計模塊和業(yè)務系統(tǒng)設計模塊實現(xiàn)。硬件系統(tǒng)設計模塊包含設備拓撲圖形界面單元，用于 把所需要的業(yè)務系統(tǒng)的設備從數據庫里拉入項目中；設備參數配置及邏輯設計單元，用于 對進入系統(tǒng)的設備逐一進行參數配置和邏輯設計，并形成該項目特有的業(yè)務接口，如文件 管理中文件柜的取閱、歸還、搜索等功能接口 ；設備仿真分析單元，對設計的設備邏輯和參 數進行分析和仿真，顯示錯誤；設備調試單元，用于在硬件聯(lián)接到系統(tǒng)后，對設備進行部分 或全部調試完成其應該完成的任務。業(yè)務系統(tǒng)設計模塊包含使用者角色定義單元，用于系 統(tǒng)使用者及其所有系統(tǒng)界面(展示層)的設計；業(yè)務流程設計單元，用于通過對使用角色與 系統(tǒng)的互動方式描述系統(tǒng)業(yè)務流程中的流程、邏輯和數據流。管理員界面632包括設備登 記審批、設備設計分類關聯(lián)、業(yè)務模板設計登記審批、業(yè)務設計模版分類關聯(lián)，以及數據庫 維護等單元。設備登記審批單元負責對進入系統(tǒng)的元件進行審批，檢查要進入系統(tǒng)的元件 的相關測試等驗證過程是否完成，商務協(xié)議是否簽訂，供貨記錄是否良好等。設備設計分類 關聯(lián)單元對設備進行行業(yè)關聯(lián)，使數據庫中具有各行業(yè)的設備，以方便管理和維護，并實現(xiàn) 接入的低耦合。業(yè)務模板設計登記審批單元對進入系統(tǒng)的任務、業(yè)務流程、數據處理流程、 第三方接口等登記入冊，并檢查相關測試等驗證過程是否完成。業(yè)務設計模板分類關聯(lián)單 元對任務、業(yè)務流程、數據處理流程和第三方接口進行關聯(lián)，以便各行業(yè)在數據庫中都有其業(yè)務模板。再次參考圖6，與上述設計構建系統(tǒng)60配合的，所述實時控制器22包含接口統(tǒng) 一模塊222，其與電子設備的元件聯(lián)接，用于將同類但不同廠家和型號的元件進行接口統(tǒng)一 處理；業(yè)務對象模塊224，與所述接口統(tǒng)一模塊222聯(lián)接，用于對元件接口統(tǒng)一程序所處理 后的底層的元件進行功能組合，從而實現(xiàn)業(yè)務邏輯的各種功能；以及任務模塊226，與所述 業(yè)務對象模塊2M聯(lián)接，用于控制業(yè)務對象模塊的執(zhí)行順序以完成業(yè)務流程中的任務。在 本發(fā)明的一實施例中，所述任務模塊2 可以被設置為僅用于控制業(yè)務對象模塊對電子設 備的需要實時處理和控制的任務的執(zhí)行順序。所述設備控制器可以是手持設備、可以是各 種設備聯(lián)接的結點，也可以是高端RFID讀寫器的控制器。本發(fā)明基本思路在于雖然應用非常廣泛的信息采集和控制系統(tǒng)的各種硬件及 業(yè)務邏輯不盡相同，但所有信息收集和控制系統(tǒng)均由信息采集和控制子系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)組 成。通過對信息采集和控制子系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)的不同組合及業(yè)務邏輯的設置，可以在同一 平臺的基礎上實現(xiàn)不同應用的操作，本發(fā)明即為在同一核心平臺下對信息采集和控制子系 統(tǒng)(包括輔助系統(tǒng))根據業(yè)務需求進行構建和實施運行的系統(tǒng)。本發(fā)明通過執(zhí)行相應的業(yè) 務邏輯完成業(yè)務需求對應的ID識別，信息采集、業(yè)務事件形成和傳遞任務，在不同的業(yè)務 需求指導下，系統(tǒng)平臺對上傳的信息做不同處理及存貯。同樣是通過業(yè)務邏輯的定義，來確 定各人機界面的內容及信息交互方式。當然，以上僅是本發(fā)明的具體應用范例，對本發(fā)明的保護范圍不構成任何限制。除 上述實施例外，本發(fā)明還可以有其它實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方 案，均落在本發(fā)明所要求保護的范圍之內。
權利要求
1.一種用于控制電子設備的實時控制器，包含接口統(tǒng)一模塊，與電子設備的元件的驅動程序連接，用于將同類但不同廠家和型號的 元件進行接口統(tǒng)一處理；業(yè)務對象模塊，與所述接口統(tǒng)一模塊連接，用于對接口統(tǒng)一模塊所處理后的底層的元 件進行功能組合，從而實現(xiàn)業(yè)務邏輯的各種功能；以及任務模塊，與所述業(yè)務對象模塊連接，用于控制業(yè)務對象模塊的執(zhí)行順序以完成業(yè)務 流程中的任務。
2.根據權利要求1所述的實時控制器，其特征在于，所述任務模塊僅用于控制業(yè)務對 象模塊對電子設備的需要實時處理和控制的任務的執(zhí)行順序。
3.根據權利要求1所述的實時控制器，其特征在于，所述實時控制器是手持設備、各種 設備聯(lián)接的結點，以及高端RFID讀寫器的控制器所組成的集合中的一種或幾種。
4.一種計算機系統(tǒng)，包含信息采集與控制系統(tǒng)和設計構建系統(tǒng)，所述信息采集與控制 系統(tǒng)包含實時控制器，該實時控制器聯(lián)接多個元件，所述設計構建系統(tǒng)為所述實時控制器 提供實時控制程序與參數，該實時控制程序包含接口統(tǒng)一程序、業(yè)務對象程序和任務程序。
5.根據權利要求4所述的計算機系統(tǒng)，其特征在于，所述接口統(tǒng)一程序用于將同類但 不同廠家和型號的元件進行接口統(tǒng)一處理。
6.根據權利要求4所述的計算機系統(tǒng)，其特征在于，所述業(yè)務對象程序用于對接口統(tǒng) 一程序處理后的底層的元件進行功能組合和信息處理，從而實現(xiàn)業(yè)務邏輯的各種具體功 能。
7.根據權利要求4所述的計算機系統(tǒng)，其特征在于，所述業(yè)務對象程序用于根據整個 業(yè)務流程形成一種設備，該設備的具體功能能夠用業(yè)務語言描述和調用。
8.根據權利要求4所述的計算機系統(tǒng)，其特征在于，所述任務程序用于控制業(yè)務對象 程序的執(zhí)行順序，以完成業(yè)務流程中的任務。
9.根據權利要求4所述的計算機系統(tǒng)，其特征在于，所述任務程序用于完成整個業(yè)務 流程的任務，該任務是系統(tǒng)流程中的一個或幾個環(huán)節(jié)，以和業(yè)務服務器一起實現(xiàn)系統(tǒng)的業(yè) 務流程與業(yè)務邏輯。
10.根據權利要求4所述的計算機系統(tǒng)，其特征在于，所述多個元件包含傳感器元件、 RFID元件、機械和電子控制元件中的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種實時控制器及計算機系統(tǒng)，所述實時控制器包含接口統(tǒng)一模塊，與電子設備的元件的驅動程序連接，用于將同類但不同廠家和型號的元件進行接口統(tǒng)一處理；業(yè)務對象模塊，與所述接口統(tǒng)一模塊連接，用于對接口統(tǒng)一程序所處理后的底層的元件進行功能組合，從而實現(xiàn)業(yè)務邏輯的各種功能；以及任務模塊，與所述業(yè)務對象模塊連接，用于控制業(yè)務對象模塊的執(zhí)行順序以完成業(yè)務流程中的任務。本發(fā)明能夠使用戶采用自己熟悉的業(yè)務語言開發(fā)控制系統(tǒng)時，不需要考慮具體的電子信號等低層的東西。
文檔編號G05B19/418GK102053579SQ20091019852
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月10日 優(yōu)先權日2009年11月10日
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