專利名稱：安全擴(kuò)展基板及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 安全擴(kuò)展基板的控制，并且更特別地，涉及安全擴(kuò)展基板及其控制方法，其中，在可編程邏輯控制器(PLC)系統(tǒng)中，與主基板的控制相分離地，獨(dú)立地將安全擴(kuò)展基板維持和控制在安全狀態(tài)中。
背景技術(shù)：
可編程邏輯控制器(PLC)是連接到各種設(shè)備以便系統(tǒng)地控制這些設(shè)備的電子設(shè)備。PLC系統(tǒng)使用可編程存儲(chǔ)器通過(guò)數(shù)字或模擬輸入/輸出模塊來(lái)執(zhí)行特殊功能，例如邏輯、排序、定時(shí)、計(jì)數(shù)或計(jì)算，以及控制各種類型的機(jī)器或處理器。通常，連同工業(yè)自動(dòng)化，PLC系統(tǒng)是最基本和重要的控制系統(tǒng)之一，并且經(jīng)常用于工廠、建筑物等的設(shè)備自動(dòng)化。目前，PLC系統(tǒng)不僅通過(guò)執(zhí)行來(lái)自初始基本計(jì)算的復(fù)雜的應(yīng)用計(jì)算，還通過(guò)形成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)滿足各種現(xiàn)場(chǎng)需求。隨著將最新的設(shè)備引入PLC，近來(lái)已經(jīng)引入了擴(kuò)展PLC系統(tǒng)，其中額外地將多個(gè)擴(kuò)展基板連接到主基板以控制更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。在生產(chǎn)力的增長(zhǎng)已經(jīng)成為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的重要因素的同時(shí)，近來(lái)用于減少?gòu)?fù)雜PLC系統(tǒng)的操作中的人力和材料損失的安全方面的興趣已經(jīng)增長(zhǎng)。特別地，趨勢(shì)是進(jìn)一步深化用于安全的規(guī)則和需求。根據(jù)這樣的需求，比任何其它的更重要的是通過(guò)控制PLC系統(tǒng)操作連接到主基板的多個(gè)擴(kuò)展基板中的每一個(gè)，減少由于故障引起的材料損失和根據(jù)材料損失的人力損失。圖I是傳統(tǒng)的單一 PLC系統(tǒng)的配置圖。參見圖1，在傳統(tǒng)的單一 PLC系統(tǒng)中，通過(guò)通信電纜12將多個(gè)擴(kuò)展基板11連接到主基板10。每個(gè)擴(kuò)展基板11由主基板10控制并且取決于主基板10的狀態(tài)而操作。因而，擴(kuò)展基板11具有其中擴(kuò)展基板11被動(dòng)地由主基板10操作的結(jié)構(gòu)。圖2是傳統(tǒng)的冗余PLC系統(tǒng)的配置圖。參見圖2，傳統(tǒng)的冗余PLC系統(tǒng)具有這樣的結(jié)構(gòu)其中將主基板20分成主用主基板21和備用主基板22。通過(guò)通信電纜24將每個(gè)擴(kuò)展基板23連接到主用主基板21和備用主基板22中的任意一個(gè)。類似于圖1，每個(gè)擴(kuò)展基板23由主基板20控制并且被動(dòng)地由主基板20操作。在主用主基板21中發(fā)生錯(cuò)誤的情形下，備用主基板22從主基板21接替控制權(quán)以便控制每個(gè)擴(kuò)展基板23。但是，在傳統(tǒng)PLC系統(tǒng)中發(fā)生缺陷的情形下，主基板識(shí)別缺陷的發(fā)生并提供系統(tǒng)的狀態(tài)給擴(kuò)展基板。這是因?yàn)橄到y(tǒng)具有從屬結(jié)構(gòu)其中，根據(jù)與主基板的缺陷和可識(shí)別的性能相關(guān)的主基板的識(shí)別的存在來(lái)控制擴(kuò)展基板。所以，在傳統(tǒng)PLC系統(tǒng)中發(fā)生缺陷的情形下，主基板不識(shí)別或緩慢地識(shí)別缺陷的發(fā)生，并且由此沒有將系統(tǒng)的狀態(tài)適當(dāng)?shù)靥峁┙o擴(kuò)展基板。相應(yīng)地，在安裝到擴(kuò)展基板的設(shè)備中可能發(fā)生故障，并且可能引起根據(jù)故障的人力和材料損失。由于擴(kuò)展基板的控制模塊具有主基板的從屬結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展基板的控制模塊不為其自身識(shí)別系統(tǒng)的狀態(tài)。所以，擴(kuò)展基板不獨(dú)立地工作，并且相應(yīng)地，系統(tǒng)暴露于由故障引起的風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題構(gòu)思本發(fā)明用于解決前述問題。相應(yīng)地，本發(fā)明的目的是提供安全擴(kuò)展基板及其控制方法，其能夠維持和控制連接到主基板的安全擴(kuò)展基板，使得與主基板分離地，將安全擴(kuò)展基板的狀態(tài)獨(dú)立地轉(zhuǎn)換成預(yù)定的安全狀態(tài)，從而保護(hù)可編程邏輯控制器(PLC)系統(tǒng)。技術(shù)方案按照本發(fā)明的一個(gè)方案，提供了一種在可編程邏輯控制器(PLC)系統(tǒng)中連接到主基板的安全擴(kuò)展基板，包括通信單元，配置成執(zhí)行與主基板的數(shù)據(jù)通信；系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控單元，配置成使用通信單元和主基板之間通信的數(shù)據(jù)來(lái)監(jiān)控PLC系統(tǒng)的狀態(tài)；模塊控制單元，配置成控制安全擴(kuò)展基板的一般操作和根據(jù)PLC系統(tǒng)的狀態(tài)是否為正常狀態(tài)來(lái)輸出不同情形的控制信號(hào)；存儲(chǔ)單元，配置成存儲(chǔ)由主基板發(fā)送的數(shù)據(jù)以及控制安全擴(kuò)展基板的安全狀態(tài)所需的程序以及信息；狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元，配置成根據(jù)模塊控制單元的控制信號(hào)輸出來(lái)將安全擴(kuò)展基板的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成正常狀態(tài)或安全狀態(tài)；以及安全處理單元，配置成在狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元將安全擴(kuò)展基板的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成正常狀態(tài)的情形下，使用從主基板發(fā)送的信息來(lái)執(zhí)行安全擴(kuò)展基板的控制，以及在狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元將安全擴(kuò)展基板的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)的情形下，根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的用戶定義的程序來(lái)執(zhí)行安全擴(kuò)展基板的控制。通信單元可以從主基板接收包括初始參數(shù)和設(shè)置信息的初始操作信息以及由用戶預(yù)定義的包括參數(shù)和程序的操作信息，使得在PLC系統(tǒng)中發(fā)生缺陷的情形下通過(guò)將安全擴(kuò)展基板的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)來(lái)執(zhí)行安全狀態(tài)控制。通過(guò)檢查初始操作信息是否正常，系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控單元可以決定安全擴(kuò)展基板是否要執(zhí)行正常狀態(tài)控制。
在將安全擴(kuò)展基板的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)的情形下，與主基板發(fā)送的數(shù)據(jù)分離地，安全處理單元可以獨(dú)立地執(zhí)行安全擴(kuò)展基板的控制。根據(jù)本發(fā)明的另一方案，提供了一種在PLC系統(tǒng)中連接到主基板的安全擴(kuò)展基板的控制方法，該方法包括接收從主基板發(fā)送的數(shù)據(jù)；使用發(fā)送的數(shù)據(jù)來(lái)監(jiān)控PLC系統(tǒng)的狀態(tài)；在作為監(jiān)控的結(jié)果、PLC系統(tǒng)是正常的情形下，使用從主基板發(fā)送的數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行安全擴(kuò)展基板的正常狀態(tài)控制，以及在PLC系統(tǒng)不正常的情形下，將安全擴(kuò)展基板的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)；以及在將安全擴(kuò)展基板的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)的情形下，與主基板分離地，使用預(yù)定的用戶定義的程序來(lái)獨(dú)立地執(zhí)行安全狀態(tài)控制。從主基板發(fā)送的數(shù)據(jù)的接收可以包括從主基板接收預(yù)定的用戶定義的程序。有益效果根據(jù)本發(fā)明，在PLC (可編程邏輯控制器)系統(tǒng)中，連接到主基板的擴(kuò)展基板能夠獨(dú)立于主基板而將系統(tǒng)維持和控制在安全狀態(tài)中。進(jìn)一步，在系統(tǒng)處于由于主基板的失誤或缺陷引起的錯(cuò)誤狀態(tài)的情形下，可以保護(hù)安裝到擴(kuò)展基板的設(shè)備并且防止由設(shè)備故障引起的人力和材料損失。


圖I是傳統(tǒng)的單一可編程邏輯控制器(PLC)系統(tǒng)的配置圖。
圖2是傳統(tǒng)的冗余PLC系統(tǒng)的配置圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的描述其中將安全擴(kuò)展基板連接到單一PLC系統(tǒng)的配置的圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的描述其中在冗余PLC系統(tǒng)中連接安全擴(kuò)展基板的配置的圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的安全擴(kuò)展基板的示意配置圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的安全擴(kuò)展基板訪問PLC控制程序工具的配置圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示意性地描述安全擴(kuò)展基板的配置的方框圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的描述安全擴(kuò)展基板的控制方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖更全面地描述本發(fā)明，其中示出了本發(fā)明的實(shí)施例。但是，該本發(fā)明可以具體化為眾多不同形式并且不應(yīng)將其理解為限制到這里闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例使得本公開是徹底的，并且將向那些本領(lǐng)域技術(shù)人員全面地表達(dá)本發(fā)明的范圍。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的描述其中將安全擴(kuò)展基板連接到單一 PLC (可編程邏輯控制器)系統(tǒng)中的配置的圖。參見圖3，連同多個(gè)一般擴(kuò)展基板120，將根據(jù)本實(shí)施例的安全擴(kuò)展基板110連接到主基板100。安全擴(kuò)展基板110和多個(gè)一般擴(kuò)展基板120通過(guò)一系列的通信電纜130與主基板100通信數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可以成為擴(kuò)展基板110和120中的每個(gè)的輸入/輸出值。數(shù)據(jù)還可以成為安裝到擴(kuò)展基板110和120中的每個(gè)的模塊的狀態(tài)值或參數(shù)值。這里，每個(gè)一般擴(kuò)展基板120接收從主基板100提供的初始參數(shù)和相關(guān)的設(shè)置信息，并且每個(gè)一般擴(kuò)展基板120的操作由主基板100連續(xù)地控制。另一方面，根據(jù)本實(shí)施例的安全擴(kuò)展基板110不僅接收從主基板100提供的初始參數(shù)和相關(guān)的設(shè)置信息，還接收由用戶定義的參數(shù)、程序等，使得在主基板110中發(fā)生失誤、錯(cuò)誤、缺陷等情形下將安全擴(kuò)展基板110的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)。因而，安全擴(kuò)展基板Iio通過(guò)連續(xù)監(jiān)控PLC系統(tǒng)來(lái)決定是否必須將安全擴(kuò)展基板100的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)。在將安全擴(kuò)展基板110的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)的情形下，與主基板100分離地，安全擴(kuò)展基板110通過(guò)獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)由用戶定義的安全程序來(lái)控制一般擴(kuò)展基板120。圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的描述其中在冗余PLC系統(tǒng)中連接安全擴(kuò)展基板的配置的圖。參見圖4，根據(jù)本實(shí)施例的冗余PLC系統(tǒng)具有如下結(jié)構(gòu)其中將主基板200分成主用主基板201和備用主基板202。連同多個(gè)一般擴(kuò)展基板220，將安全擴(kuò)展基板210連接到主基板200。將安全擴(kuò)展基板210和一般擴(kuò)展基板220中的每個(gè)連接到主用主基板201和備用主基板202中的至少一個(gè)。通過(guò)一系列通信電纜230，安全擴(kuò)展基板210和一般擴(kuò)展基板220與主用主基板201和備用主基板202中的至少一個(gè)通信數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可以成為安全擴(kuò)展基板210和一般擴(kuò)展基板220中的每個(gè)的輸入/輸出值。數(shù)據(jù)還可以成為安裝到擴(kuò)展基板210和220中的每個(gè)的模塊的狀態(tài)值或參數(shù)值。這里，與圖3類似，每個(gè)一般擴(kuò)展基板220接收從主基板200提供的初始參數(shù)和相關(guān)的設(shè)置信息，并且每個(gè)一般擴(kuò)展基板220的操作由主基板200連續(xù)地控制。另一方面，安全擴(kuò)展基板210不僅接收從主基板200提供的初始參數(shù)和相關(guān)的設(shè)置信息，還接收由用戶定義的參數(shù)、程序等，使得在主基板200中發(fā)生失誤、錯(cuò)誤、缺陷等情形下將安全擴(kuò)展基板210的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)。因而，安全擴(kuò)展基板210通過(guò)連續(xù)地監(jiān)控PLC系統(tǒng)來(lái)決定是否必須將安全擴(kuò)展基板210的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)。在將安全擴(kuò)展基板210的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)的情形下，與主基板200分離地，安全擴(kuò)展基板210通過(guò)獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)由用戶定義的安全程序來(lái)控制一般擴(kuò)展基板220。圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的安全擴(kuò)展基板的示意配置圖。圖5 Ca)描述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的安全擴(kuò)展基板的配置，以及圖5 (b)是示意性地描述安全擴(kuò)展基板的配置的方框圖。參見圖5 (a)和5 (b)，根據(jù)本實(shí)施例的安全擴(kuò)展基板300配置成包括給安裝在基板301上的每個(gè)模塊提供電力的電源模塊302、控制安全擴(kuò)展基板300的一般操作的控制模塊303、負(fù)責(zé)輸入的輸入模塊304、負(fù)責(zé)輸出的輸出模塊305、負(fù)責(zé)通信的通信模塊306、執(zhí)行特殊功能的特殊模塊307、以及執(zhí)行預(yù)定目的的其它模塊308。這里，將所述模塊安裝在基板301上。額外地，可以將另一預(yù)定的模塊安裝在基板301上。模塊302和304到308中的每個(gè)由控制模塊303控制，并且控制模塊303由如上所述的主基板控制。也就是說(shuō)，主基板將安裝在安全擴(kuò)展基板300中的模塊302和304到308中的每個(gè)的參數(shù)、自身狀態(tài)、輸出值等信息提供給安全擴(kuò)展基板300的控制模塊303，并且控制模塊303接收和處理所述信息。在主基板的缺陷發(fā)生的情形下，安全擴(kuò)展基板300的控制模塊303將安全擴(kuò)展基板300的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)以便與主基板分離地，獨(dú)立地將一般擴(kuò)展基板維持和控制在安全狀態(tài)中。圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的安全擴(kuò)展基板訪問PLC控制程序工具的配置圖。參見圖6，如上所述，通過(guò)通信電纜64，連同一般擴(kuò)展基板63，將根據(jù)本實(shí)施例的安全擴(kuò)展基板62連接到主基板61，從而建立PLC系統(tǒng)。在PLC系統(tǒng)中，使用中央PC 60中的PLC控制程序工具來(lái)設(shè)置PLC操作。可以將中央PC連接到主基板61、安全擴(kuò)展基板62和一般擴(kuò)展基板63中的全部，并且可以使用通用串行總線(USB)、串行總線、以太網(wǎng)等來(lái)實(shí)現(xiàn)用于每個(gè)連接的媒介。主基板61通過(guò)主基板61到中央PC 60的連接65、安全擴(kuò)展基板62到中央PC 60的連接66、以及一般擴(kuò)展基板63到中央PC 60的連接67中的對(duì)應(yīng)的PC連接來(lái)接收PLC控制程序工具提供的PLC控制程序。主基板61通過(guò)通信電纜64來(lái)提供參數(shù)等給安全擴(kuò)展基板62和一般擴(kuò)展基板63。與一般擴(kuò)展基板63分離地，安全擴(kuò)展基板62額外地接收由用戶設(shè)置的用于安全狀態(tài)的設(shè)置程序、參數(shù)等。因而，在主基板61的缺陷發(fā)生的情形下，根據(jù)設(shè)置程序?qū)踩珨U(kuò)展基板62的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)，使得能夠安全地維持和控制PLC系統(tǒng)。圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示意性地描述安全擴(kuò)展基板的配置的方框圖。如圖7中所示，根據(jù)本實(shí)施例的安全擴(kuò)展基板700通常包括控制模塊710和安全模塊720?？刂颇K710通過(guò)其與主基板730的通信來(lái)監(jiān)控PLC系統(tǒng)的狀態(tài)，并且允許PLC系統(tǒng)通過(guò)在PLC系統(tǒng)的缺陷發(fā)生的情形下將安全擴(kuò)展基板700的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)、根據(jù)用戶設(shè)置的安全程序來(lái)在安全狀態(tài)中來(lái)執(zhí)行控制。安全模塊720允許在控制模塊710的控制下將PLC系統(tǒng)維持和管理在安全狀態(tài)中。控制模塊710配置成包括通信單元711、系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控單元712、存儲(chǔ)單元713、狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元714和模塊控制單元715，并且安全模塊720配置成包括安全處理單元721。、
通信單元711通過(guò)預(yù)定的電纜來(lái)執(zhí)行與主基板730和其它擴(kuò)展基板(未示出)的數(shù)據(jù)通信。特別地，通信單元711從主基板730接收包括初始參數(shù)和設(shè)置信息的初始操作信息。進(jìn)一步，通信單元711可以接收包括由用戶定義的參數(shù)的操作信息和預(yù)定的程序，使得在主基板730的失誤發(fā)生的情形下，能夠?qū)踩珨U(kuò)展基板700的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)。將在后面描述地，在需要的情形下將如上所述所接收的各種類型的信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元713中。系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控單元712使用從通信單元711接收的初始操作信息和操作信息來(lái)檢查PLC系統(tǒng)的狀態(tài)。也就是說(shuō)，系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控單元712檢查初始操作信息是否異常，并且檢查PLC系統(tǒng)的狀態(tài)，以便決定是否能夠在正常狀態(tài)下操作安全擴(kuò)展基板700。將通過(guò)檢查PLC系統(tǒng)的狀態(tài)所獲得的結(jié)果發(fā)送到模塊控制單元715。模塊控制單元715控制安全擴(kuò)展基板700的一般操作。特別地，模塊控制單元715從系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控單元712接收通過(guò)檢查PLC系統(tǒng)的狀態(tài)所獲得的結(jié)果，并且根據(jù)PLC系統(tǒng)的狀態(tài)是否在正常狀態(tài)來(lái)輸出不同情形的控制信號(hào)。也就是說(shuō)，模塊控制單元715在PLC 系統(tǒng)在正常狀態(tài)的情形下輸出正常狀態(tài)控制信號(hào)，并且在PLC系統(tǒng)不在正常狀態(tài)的情形下輸出安全狀態(tài)控制信號(hào)。狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元714根據(jù)模塊控制單元715輸出的控制信號(hào)來(lái)將PLC系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成正常狀態(tài)或安全狀態(tài)。在PLC系統(tǒng)的狀態(tài)在正常狀態(tài)的情形下，狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元714將PLC系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成正常狀態(tài)。在PLC系統(tǒng)的狀態(tài)不在正常狀態(tài)的情形下，狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元714將PLC系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)。存儲(chǔ)單元713存儲(chǔ)主基板730發(fā)送的各種類型的信息，并且同時(shí)將用于控制安全擴(kuò)展基板700的各種類型的程序存儲(chǔ)在模塊控制單元715中。特別地，存儲(chǔ)單元713存儲(chǔ)包括安全擴(kuò)展基板700的初始參數(shù)和設(shè)置信息的初始操作信息以及由用戶預(yù)先設(shè)置的用于安全狀態(tài)控制目的的參數(shù)和程序。存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元713中的信息不限于此，并且將顯而易見地，可以在需要的情形下額外地存儲(chǔ)用于實(shí)現(xiàn)PLC系統(tǒng)的各種類型的信息。安全處理單元721從狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元714接收正常狀態(tài)控制信號(hào)或安全狀態(tài)控制信號(hào)。在接收正常狀態(tài)控制信號(hào)的情形下，安全處理單元721使用從主基板730發(fā)送的信息來(lái)執(zhí)行正常狀態(tài)控制。在接收安全狀態(tài)控制信號(hào)的情形下，安全處理單元721使用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元713中的用戶定義的程序來(lái)執(zhí)行安全狀態(tài)控制。圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的描述安全擴(kuò)展基板的控制方法的流程圖。參見圖8，在根據(jù)本實(shí)施例的安全擴(kuò)展基板的控制方法中，安全擴(kuò)展基板700通過(guò)通信電纜從主基板730接收包括必要的初始參數(shù)和各種類型的設(shè)置信息的初始操作信息(SlOl)0在步驟S101，在將安全擴(kuò)展基板700的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成來(lái)自主基板730的安全狀態(tài)的情形下，安全擴(kuò)展基板可以接收包括由用戶預(yù)先定義的程序的初始操作信息。這僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例。在另一實(shí)施例中，用戶可以預(yù)先將相應(yīng)的程序存儲(chǔ)在安全擴(kuò)展基板700的存儲(chǔ)單元713中。然后，安全擴(kuò)展基板700使用從主基板730接收的初始操作信息來(lái)監(jiān)控PLC系統(tǒng)的狀態(tài)(S103)。這里，PLC系統(tǒng)的狀態(tài)的監(jiān)控可以使用以上描述的初始操作信息或者使用通過(guò)安全擴(kuò)展基板700和主基板730之間的通信發(fā)送/接收的數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行。安全擴(kuò)展基板700根據(jù)通過(guò)監(jiān)控PLC系統(tǒng)的狀態(tài)所獲得的結(jié)果來(lái)決定PLC系統(tǒng)是否在正常狀態(tài)中(S105)。在PLC系統(tǒng)在正常狀態(tài)的情形下，安全擴(kuò)展基板700執(zhí)行正常狀態(tài)控制(S107)。正常狀態(tài)控制的執(zhí)行使用主基板730提供的輸入和輸出值、安裝在安全擴(kuò)展基板700中的各種模塊的狀態(tài)值和參數(shù)值來(lái)維持和控制PLC系統(tǒng)。在步驟S105，在PLC系統(tǒng)不在正常狀態(tài)的情形下，即，在PLC系統(tǒng)中發(fā)生失誤或缺陷的情形下，將安全擴(kuò)展基板700的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)(S109)。然后，與主基板730分離地，安全擴(kuò)展基板700根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元713中的用戶定義的程序來(lái)獨(dú)立地執(zhí)行安全狀態(tài)控制(SI 11)。如上所述，在連接到主基板的擴(kuò)展基板需要的情形下，與主基板分離地，本發(fā)明提供獨(dú)立地將系統(tǒng)維持和控制在安全狀態(tài)中的擴(kuò)展基板控制模塊。為此，通過(guò)預(yù)定的通信電纜將安全擴(kuò)展基板連接到主基板，并且使用安全擴(kuò)展基板和主基板之間通信的數(shù)據(jù)來(lái)監(jiān)控系統(tǒng)。在系統(tǒng)中發(fā)生失誤或缺陷的情形下，通過(guò)將安全擴(kuò)展基板的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)來(lái)執(zhí)行安全狀態(tài)控制。因而，在系統(tǒng)中發(fā)生故障或缺陷的情形下，將安全擴(kuò)展基板的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)以便執(zhí)行安全狀態(tài)控制，從而穩(wěn)定地維持和控制系統(tǒng)。相應(yīng)地，可以提前防止由于系統(tǒng)缺陷的發(fā)生引起的人力和材料損失。
通常，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)廣泛地使用自動(dòng)化設(shè)備。通過(guò)設(shè)備間系統(tǒng)地操作有效地處理工作。近來(lái)，已經(jīng)將各種最新的設(shè)備添加到已有系統(tǒng)中。為此，將具有各種目的的擴(kuò)展基板連接到已有主基板以便達(dá)到高生產(chǎn)力。此外，根據(jù)復(fù)雜設(shè)備的使用的安全問題上的興趣逐漸增長(zhǎng)。相應(yīng)地，需要各種安全測(cè)量以減少由于系統(tǒng)的故障引起的人力和材料損失。由此看來(lái)，在系統(tǒng)的主基板中發(fā)生故障的情形下，本發(fā)明允許安全擴(kuò)展基板通過(guò)將安全擴(kuò)展基板的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)來(lái)獨(dú)立地將系統(tǒng)維持和控制在安全狀態(tài)中，使得可以提前防止由于系統(tǒng)的故障引起的人力和材料損失。相應(yīng)地，本發(fā)明能夠非常有用地應(yīng)用到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。盡管已經(jīng)通過(guò)以上描述的附圖中示出的實(shí)施例來(lái)解釋本發(fā)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解到，本發(fā)明不限于實(shí)施例，而是相反地，其中在不脫離本發(fā)明的精神的情況下的 各種變化和修正是可能的。相應(yīng)地，本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)僅由所附權(quán)利要求書和其等效物來(lái)確定。
權(quán)利要求
1.一種在PLC系統(tǒng)中連接到主基板的安全擴(kuò)展基板，包括 通信單元，配置成執(zhí)行與所述主基板的數(shù)據(jù)通信； 系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控單元，配置成使用所述通信單元和所述主基板之間通信的數(shù)據(jù)來(lái)監(jiān)控PLC系統(tǒng)的狀態(tài)； 模塊控制單元，配置成根據(jù)PLC系統(tǒng)的狀態(tài)是否為正常狀態(tài)來(lái)控制安全擴(kuò)展基板的一般操作并輸出不同情形的控制信號(hào)； 存儲(chǔ)單元，配置成存儲(chǔ)從所述主基板發(fā)送的數(shù)據(jù)和控制所述安全擴(kuò)展基板的安全狀態(tài)所需的程序和信息； 狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元，配置成根據(jù)從所述模塊控制單元輸出的控制信號(hào)來(lái)將安全擴(kuò)展基板的 狀態(tài)轉(zhuǎn)換成正常狀態(tài)或安全狀態(tài)；以及 安全處理單元，配置成在所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元將所述安全擴(kuò)展基板的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成正常狀態(tài)的情形下，使用從所述主基板發(fā)送的信息來(lái)執(zhí)行所述安全擴(kuò)展基板的控制，以及在所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元將所述安全擴(kuò)展基板的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)的情形下，根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元中的用戶定義的程序來(lái)執(zhí)行所述安全擴(kuò)展基板的控制。
2.如權(quán)利要求I所述的安全擴(kuò)展基板，其中，所述通信單元從主基板接收包括初始參數(shù)和設(shè)置信息的初始操作信息以及包括預(yù)先由用戶定義的參數(shù)和程序的操作信息，使得在PLC系統(tǒng)中發(fā)生缺陷的情形下，通過(guò)將所述安全擴(kuò)展基板的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)來(lái)執(zhí)行安全狀態(tài)控制。
3.如權(quán)利要求I所述的安全擴(kuò)展基板，其中所述系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控單元通過(guò)檢查初始操作信息是否正常來(lái)決定所述安全擴(kuò)展基板是否執(zhí)行正常狀態(tài)控制。
4.如權(quán)利要求I所述的安全擴(kuò)展基板，其中，在將所述安全擴(kuò)展基板的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)的情形下，與從所述主基板發(fā)送的數(shù)據(jù)分離地，所述安全處理單元獨(dú)立地執(zhí)行所述安全擴(kuò)展基板的控制。
5.一種在PLC系統(tǒng)中連接到主基板的安全擴(kuò)展基板的控制方法，該方法包括 接收從所述主基板發(fā)送的數(shù)據(jù)； 使用發(fā)送的數(shù)據(jù)來(lái)監(jiān)控所述PLC系統(tǒng)的狀態(tài)； 在作為監(jiān)控的結(jié)果、PLC系統(tǒng)是正常的情形下，使用從所述主基板發(fā)送的數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行所述安全擴(kuò)展基板的正常狀態(tài)控制，以及在所述PLC系統(tǒng)不正常的情形下，將所述安全擴(kuò)展基板的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)；以及 在將所述安全擴(kuò)展基板的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)的情形下，與所述主基板分離地，使用預(yù)定的用戶定義的程序來(lái)獨(dú)立地執(zhí)行安全狀態(tài)控制。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，接收從所述主基板發(fā)送的數(shù)據(jù)的步驟包括從所述主基板接收預(yù)定的用戶定義的程序。
全文摘要
公開了連接到主基板的安全擴(kuò)展基板及其控制方法。根據(jù)本發(fā)明的在PLC系統(tǒng)中連接到主基板的安全擴(kuò)展基板包括通信單元，其執(zhí)行與主基板的數(shù)據(jù)通信；系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控單元，其使用通信單元和主基板之間通信的數(shù)據(jù)來(lái)監(jiān)控PLC系統(tǒng)的狀態(tài)；模塊控制單元，其控制安全擴(kuò)展基板的一般操作并根據(jù)PLC系統(tǒng)的狀態(tài)是否是正常狀態(tài)來(lái)輸出不同的控制信號(hào)；存儲(chǔ)單元，其存儲(chǔ)從主基板發(fā)送的通信數(shù)據(jù)及控制安全擴(kuò)展基板的安全狀態(tài)所需的程序和信息；狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元，其根據(jù)從模塊控制單元輸出的控制信號(hào)來(lái)將安全擴(kuò)展基板的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成正常狀態(tài)或安全狀態(tài)，及安全處理單元，其在由狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元將安全擴(kuò)展基板的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成正常狀態(tài)的情形下,使用從主基板發(fā)送的信息來(lái)控制安全擴(kuò)展基板，且在由狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元將安全擴(kuò)展基板的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成安全狀態(tài)的情形下,根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元的用戶定義的程序來(lái)控制安全擴(kuò)展基板。
文檔編號(hào)G06F9/44GK102725701SQ201180006738
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2011年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月20日
發(fā)明者白承宰 申請(qǐng)人:Ls產(chǎn)電株式會(huì)社