具有多個cpu模塊的plc系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及具有多個CPU模塊的PLC系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，通過被稱為底板(backplane)的并聯(lián)電路實現(xiàn)用于FA (工廠自動化(Factory Automat1n))中的PLC(可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller))內(nèi)每個模塊的通信。也就是說，底板被用于從一個模塊向另一個模塊通信，其中請求通信的模塊必須獲得底板的控制權(quán)限。當多個模塊嘗試在沒有控制權(quán)限的情況下訪問底板時，會產(chǎn)生信號沖突而禁止正常的訪問。
[0003]通常，在請求通信的主模塊與響應(yīng)主模塊請求的從模塊之間的通信中，對共有資源的控制權(quán)限根據(jù)預(yù)定規(guī)則來發(fā)布權(quán)標(token)，并且盡管當預(yù)定的主模塊擁有權(quán)標(即，具有控制權(quán)限)時訪問方法是相同的，但在實時控制方面難以實現(xiàn)令人滿意的性能，因為根據(jù)用于確定權(quán)標的所有權(quán)的預(yù)定的規(guī)則，需要用于交換權(quán)標的時間和用于處理權(quán)標的時間。
[0004]圖1是示出了根據(jù)常規(guī)的多主模塊系統(tǒng)的用于獲得基于權(quán)標的控制權(quán)限的示例性方法的示意圖。
[0005]參照圖1，在循環(huán)方法中，多個主模塊100-400可以擁有稱為權(quán)標的控制權(quán)限。擁有權(quán)標的主模塊具有訪問底板的權(quán)力，并且能夠通過底板來訪問從模塊。也就是說，當存在主模塊控制從模塊的需求時，主模塊檢查其是否具有權(quán)標，并且如果其具有權(quán)標則通過底板訪問從模塊，而當主模塊未能具有權(quán)標時，則主模塊不能訪問從模塊，而不得不等待。一旦主模塊具有權(quán)標，則主模塊能夠訪問從模塊，并且可以根據(jù)預(yù)定的算法將權(quán)標傳送至其它主模塊。
[0006]盡管圖1已經(jīng)示出了循環(huán)方法，但由執(zhí)行者能夠根據(jù)預(yù)定的規(guī)則以其它各種方法來接收和傳送權(quán)標。然而，由于其需要權(quán)標控制算法和權(quán)標接收/發(fā)送處理時間，因此該方法受限于實時性能。
[0007]圖2是示出了用于根據(jù)常規(guī)多主模塊系統(tǒng)中的時隙來獲得控制權(quán)限的示例性方法的示意圖，其中系統(tǒng)有η個主模塊可用。
[0008]參照圖2，連續(xù)的時間被使用主模塊的數(shù)量或大于主模塊的數(shù)量的時隙來劃分，其中主模塊僅能夠在分配給其的時間內(nèi)訪問底板。
[0009]當存在控制從模塊的需求時，主模塊按以下方式運行，使得主模塊首先檢查時隙是否是分配給其自身的時隙，且開始訪問底板，并且主模塊在不是分配給其自身的時隙期間等待，或者在預(yù)定的時間段之后再次嘗試。
[0010]這種方法的有益效果在于，因為不存在權(quán)標的直接交換，因此能夠?qū)⑻幚頃r間縮短，但是因為可以通過每個主模塊的時間測量誤差來同時嘗試訪問，因此存在沖突的可能性。也就是說，多個主模塊系統(tǒng)被各自的時鐘驅(qū)動，并且當在時鐘上存在產(chǎn)生的時間誤差時，由于在相同的時間上的時鐘誤差而導(dǎo)致存在沖突的可能性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011][技術(shù)問題]
[0012]本發(fā)明的提出是用來解決現(xiàn)有技術(shù)前述的缺陷/問題，并且因此本發(fā)明的一些實施例的目的是提供具有多個CPU的PLC系統(tǒng)以及該PLC系統(tǒng)的控制方法，該系統(tǒng)被配置為獲取用于實時訪問從模塊的底板控制權(quán)限。
[0013][技術(shù)方案]
[0014]在本公開的一個總的方案中，提供一種PLC系統(tǒng)，其包括:
[0015]第一 CPU模塊，其被配置為確定被分配以用于指示能訪問底板的計數(shù)的時隙，并且在分配的時隙訪問所述底板；和
[0016]多個第二CPU模塊，其在由所述第一 CPU模塊分配的時隙分別訪問所述底板，其中
[0017]當訪問所述底板時，所述第一CPU模塊和所述多個第二 CPU模塊產(chǎn)生時鐘信號，并且所述第一 CPU模塊和所述多個第二 CPU模塊當中的每一個均包括檢測器，所述檢測器被配置為檢測由訪問所述底板的所述第一 CPU模塊和所述多個第二 CPU模塊產(chǎn)生的時鐘信號。
[0018]優(yōu)選地，但不是必須地，當時鐘信號被檢測器檢測到時，試圖訪問所述底板的所述第一 CPU模塊和所述多個第二 CPU模塊不訪問所述底板。
[0019]優(yōu)選地，但不是必須地，當訪問所述底板的所述第一 CPU模塊和所述多個第二 CPU模塊停止產(chǎn)生時鐘信號時，所述第一 CPU模塊將時隙的計數(shù)與起始計數(shù)進行同步。
[0020]優(yōu)選地，但不是必須地，所述第一 CPU模塊考慮所述第一 CPU模塊和所述多個第二CPU模塊的數(shù)量和屬性來確定時隙。
[0021]優(yōu)選地，但不是必須地，所述第一 CPU模塊將時隙最大計數(shù)、時隙當前計數(shù)、時隙起始計數(shù)和時隙結(jié)束計數(shù)發(fā)送至所述多個第二 CPU模塊。
[0022]在本公開的另一個總的方案中，提供一種具有多個CPU模塊的PLC系統(tǒng)的控制方法，該方法包括:
[0023]確定被分配以用于指示能訪問底板的計數(shù)的時隙；
[0024]當計數(shù)是對應(yīng)于分配的時隙的計數(shù)時，查明時鐘信號；
[0025]訪問所述底板；和
[0026]在訪問所述底板結(jié)束時的時間點同步計數(shù)。
[0027]優(yōu)選地，但不是必須地，該方法可以進一步包括:當在對應(yīng)于分配的時隙的計數(shù)檢測到時鐘信號時，不訪問所述底板。
[0028]優(yōu)選地，但不是必須地，該方法可以進一步包括:等待在下一個計數(shù)的時隙訪問所述底板。
[0029]優(yōu)選地，但不是必須地，該方法可以進一步包括在訪問所述底板的時間點產(chǎn)生時鐘信號。
[0030]優(yōu)選地，但不是必須地，該方法可以進一步包括在訪問所述底板結(jié)束時的時間點結(jié)束時鐘信號的產(chǎn)生。
[0031]優(yōu)選地，但不是必須地，可以考慮連接至所述底板的所述多個CPU模塊的數(shù)量和屬性來確定時隙。
[0032]在本公開的又一個總的方案中，提供一種具有多個CPU的PLC系統(tǒng)的控制方法，該方法包括:
[0033]當計數(shù)是對應(yīng)于由多個CPU模塊的主CPU模塊分配的時隙的計數(shù)時，查明時鐘信號;
[0034]訪問所述底板，并且由所述多個CPU模塊來產(chǎn)生時鐘信號；以及
[0035]在訪問底板結(jié)束時的時間點，通過多個CPU模塊結(jié)束時鐘信號的產(chǎn)生。
[0036]優(yōu)選地，但不是必須地，該方法可以進一步包括:當在對應(yīng)于分配的時隙的計數(shù)檢測到時鐘信號時，不訪問所述底板。
[0037]優(yōu)選地，但不是必須地，該方法可以進一步包括:等待在下一個計數(shù)的時隙訪問所述底板。
[0038]優(yōu)選地，但不是必須地，該方法可以進一步包括:通過主CPU模塊在時鐘信號產(chǎn)生結(jié)束的時間點同步計數(shù)。
[0039][有益效果]
[0040]本公開的示例性實施例的有益效果在于，即使對應(yīng)于CPU模塊自身的時隙，也能夠通過查明(檢查或確認)其它CPU模塊是否連接來避免沖突，并且主CPU模塊通過特定CPU模塊，在結(jié)束訪問從模塊的時間點同步計數(shù)，由此縮短用于訪問的等待時間。
【附圖說明】
[0041]圖1是示出了根據(jù)常規(guī)的多主模塊系統(tǒng)的用于獲得基于權(quán)標的控制權(quán)限的示例性方法的示意圖。
[0042]圖2是示出了用于根據(jù)常規(guī)多主模塊系統(tǒng)內(nèi)的時隙來獲得控制權(quán)限的示例性方法的示意圖。
[0043]圖3是示出了根據(jù)本公開的PLC系統(tǒng)的示意圖。
[0044]圖4是示出了圖3中的連接的示意框圖。
[0045]圖5是示出了根據(jù)本公開的示例性實施例的由圖3的CPUO產(chǎn)生的發(fā)送至CPU1、CPU2和CPU3的參數(shù)的示意框圖。
[0046]圖6是示出了根據(jù)本公開的示例性實施例的由CPUO產(chǎn)生的時隙的示意圖。
[0047]圖7是示出了根據(jù)本公開的用于控制PLC系統(tǒng)的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0048]在后文中，將參照示出了一些示例性的實施例的附圖更加完整地描述各種示例性實施例。然而，本發(fā)明的概念可以以很多不同的形式實施，并且不應(yīng)當理解為限制于本文所述的實例實施例。相反地，描述的方案意在囊括所有這類落入本公開的范圍和新穎構(gòu)思內(nèi)的替換、修改和變化。
[0049]在后文中，將給出根據(jù)常規(guī)多主模塊系統(tǒng)的控制權(quán)限的獲得的說明，并且然后將參照附圖給出本公開的示例性實施例的說明。
[0050]圖3是示出了根據(jù)本公開的PLC系統(tǒng)的示意圖，并且圖4是示出了圖3中連接關(guān)系的示意框圖。
[0051 ] 參照圖3，根據(jù)本公開的示例性實施例的PLC系統(tǒng)可以包括多個插槽A，其中多個CPU(中央處理單元)模塊10，20，30，40可以被分配至預(yù)定的插槽，并且由多個CPU模塊10，20，30，40控制的多個從模塊可以被分配至靠近多個CPU模塊10，20，30，40中的每一個的插槽。
[0052]此時，從模塊可以包括各種模塊，各種模塊包含，例如，通信模塊、輸入/輸出模塊和計數(shù)器模塊，并且顯而易見的是，本公開并不限于這些類型的從模塊。
[0053]也就是說，相關(guān)的CPUO模塊10的從模塊11，12可以被分配至靠近CPUO模塊10的插槽，并且各自的從模塊還可以被分配至其它CPU模塊20，30，40。盡管本公開的示例性實施例已經(jīng)示出了對應(yīng)于一個CPU模塊的兩個從模塊作為例證的情況，但本公開并不限于此，并且對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，可以根據(jù)需求來確定從模塊的類型和數(shù)量。
[0054]在后文中，為方便起見，“CPU0模塊10”將如圖中所示被標明為“CPUO”，CPUO 10的從模塊將被標明為S0_1 11和S0_2 12。同樣地，CPUl 20的從模塊將被標明為Sl_l 21和Sl_2 22，CPU2 30的從模塊將被標明為S2_l 31和S2_2 32，并且CPU3 40的從模塊將被標明為S3_l 41和S3_2 42。此外，CPUO 10將被標明為被配置為控制整個PLC系統(tǒng)的主CHJ模塊，并且其它CPUl 20，CPU2 30和CPU3 40將被標明為總線主CPU模塊。然而，顯而易見的是，本公開并不限于上述的標示。
[0055]如前所述，分配至一個PLC系統(tǒng)的多個插槽A內(nèi)的模塊被連接至底板，其配置在依次模擬地示出了圖3的示例的圖4中示出。
[0056]也就是說，能夠知道CPUO 10，S0_1 11，S0_2 12，CPUl 20，S1_1 21，S1_2 22，CPU230，S2_l 31，S2_2 32，CPU3 40，S3_l 41 和 S3_2 42 中的每一個均通過底板 B 連接。
[0057]在上面的PLC系統(tǒng)中，主CPU模塊CPUO 10響應(yīng)預(yù)定的時間而分配時隙，從而控制多個CPU模塊，其中即使對應(yīng)其時隙，每個CPU模塊也不會通過底板B無條件地訪問從模塊，通過使用查明其它CPU模塊在時隙期間是否進行訪問的方法來避免沖突，CPU模塊通過底板B來訪問從模塊，并且通過主CPU模塊來同步基于每個CPU模塊訪問結(jié)束的時間的時隙的計數(shù)來避免基本的沖突，詳細的描述將在后文中提供。
[0058]在本公開的描述中，應(yīng)當注意到，“通過底板B訪問從模塊”的含義與“通過底板A訪問從模塊”的含義是一致的。
[0059]當電力施加至圖3和圖4中示出的PLC系統(tǒng)時，CPUO 10可以查明(檢測或確認)存在于PLC系統(tǒng)內(nèi)的CPU模塊的數(shù)量，確定時隙，并將確定結(jié)果發(fā)送至CPUl 20，CPU2 30和CPU3 40。此時，考慮CPU模塊的數(shù)量和相關(guān)CPU模塊的屬性來確定時隙，由此，分配至每個C