一種監(jiān)控可編程邏輯控制器的通信數(shù)據(jù)打包方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提出了一種監(jiān)控可編程邏輯控制器的通信數(shù)據(jù)打包方法，其特征在于，步驟為：步驟1、形成連續(xù)的有效數(shù)據(jù)包及有效數(shù)據(jù)包的排列關(guān)系；步驟2、有效數(shù)據(jù)包若符合拆分條件，則進(jìn)入步驟3；有效數(shù)據(jù)包若符合合并條件，則進(jìn)入步驟4；有效數(shù)據(jù)包若既不符合合并條件也不符合拆分條件，則進(jìn)入步驟5，步驟3、拆分有效數(shù)據(jù)包；步驟4、合并有效數(shù)據(jù)包；步驟5、當(dāng)前的有效數(shù)據(jù)包打包完成后，判斷是否所有有效數(shù)據(jù)包全部打包完成，如果還有未被打包的有效數(shù)據(jù)包，則返回步驟2繼續(xù)打下一個(gè)包，否則打包結(jié)束。本發(fā)明能夠避免由于數(shù)據(jù)打包的不合理，導(dǎo)致通信效率降低，無(wú)法達(dá)到監(jiān)控可編程邏輯控制器的最佳效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種監(jiān)控可編程邏輯控制器的通信數(shù)據(jù)打包方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可編程控制邏輯控制器的通信數(shù)據(jù)打包方法。
【背景技術(shù)】
[0002]可編程邏輯控制器在當(dāng)今的各行各業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用，如汽車(chē)、化工、紡織等等。它采用可編程的存儲(chǔ)區(qū)，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算數(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。
[0003]用戶可以使用設(shè)備供應(yīng)商提供的可編程邏輯控制器編程軟件對(duì)可編程邏輯控制器進(jìn)行調(diào)試，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控可編程邏輯控制器存儲(chǔ)區(qū)當(dāng)前值的效果。
[0004]可是，在可編程邏輯控制器程序量大的情況下監(jiān)控，周期性通信的數(shù)據(jù)量較多，通信交互的實(shí)時(shí)性無(wú)法得到應(yīng)有的保障，不能給用戶一個(gè)高效響應(yīng)的友好可視化界面，甚至影響現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行過(guò)程的跟蹤與調(diào)試。如何快速、穩(wěn)定的將可編程邏輯控制器存儲(chǔ)區(qū)的值在可編程邏輯控制器編程軟件的界面中實(shí)時(shí)的顯示是其中一個(gè)很重要的問(wèn)題。
[0005]在考慮如何解決此問(wèn)題前，必須先了解目前監(jiān)控可編程邏輯控制器通信的整個(gè)過(guò)程，如圖2所示，其分為收集存儲(chǔ)區(qū)地址、打包存儲(chǔ)區(qū)地址、將打包的存儲(chǔ)區(qū)地址信息轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)幀并發(fā)送給可編程邏輯控制器、等待可編程控制器回復(fù)數(shù)據(jù)。
[0006]從目前主流的可編程邏輯控制器編程軟件訪問(wèn)可編程邏輯控制器存儲(chǔ)區(qū)當(dāng)前值的通信報(bào)文格式來(lái)看，發(fā)送數(shù)據(jù)幀的請(qǐng)求過(guò)程中，數(shù)據(jù)幀的報(bào)文格式中一定會(huì)包含的信息有，起始位、設(shè)備地址、功能代碼、存儲(chǔ)區(qū)類(lèi)型、首地址、數(shù)量、效驗(yàn)位、結(jié)束符，如圖3A及圖3B所示。由此可得，訪問(wèn)存儲(chǔ)區(qū)時(shí)，若數(shù)據(jù)為同一存儲(chǔ)區(qū)類(lèi)型，并且是連續(xù)的，則可以通過(guò)一次的數(shù)據(jù)交互過(guò)程完成?；貜?fù)過(guò)程中，可編程控制器將訪問(wèn)的存儲(chǔ)區(qū)當(dāng)前值的數(shù)據(jù)回復(fù)給可編程控制器編程軟件。
[0007]在符合主流通信報(bào)文格式的前提下，傳統(tǒng)的存儲(chǔ)區(qū)地址打包方式為:同一存儲(chǔ)區(qū)類(lèi)型的連續(xù)數(shù)據(jù)打包在一起，否則分開(kāi)打包。此方案并非最優(yōu)的打包方案，其原因在于:
[0008]第一、若同一存儲(chǔ)區(qū)類(lèi)型的連續(xù)數(shù)據(jù)量非常大，將其打成一個(gè)包，此包在一次通信交互過(guò)程中完成，回復(fù)的數(shù)據(jù)量會(huì)超出通信的最大負(fù)荷，導(dǎo)致誤碼率提高，影響通信效率。故此情況下，需要考慮將其再分包和怎么分包的問(wèn)題。
[0009]第二、在同一存儲(chǔ)區(qū)類(lèi)型的連續(xù)數(shù)據(jù)量非常小的情況下，若連續(xù)同一存儲(chǔ)區(qū)類(lèi)型地址的中間有一處斷開(kāi)地址個(gè)數(shù)很少，將其分開(kāi)打包，打成2個(gè)包，原本一次就可完成的交互過(guò)程現(xiàn)在需要進(jìn)行2次數(shù)據(jù)交互才能完成對(duì)這些存儲(chǔ)區(qū)地址的訪問(wèn)，而且2次交互的數(shù)據(jù)有部分為重復(fù)數(shù)據(jù)，例如，起始位、效驗(yàn)位、結(jié)束符等等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的要解決的技術(shù)問(wèn)題是避免由于數(shù)據(jù)打包的不合理，導(dǎo)致通信效率降低，無(wú)法達(dá)到監(jiān)控可編程邏輯控制器的最佳效果。[0011 ] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種監(jiān)控可編程邏輯控制器的通信數(shù)據(jù)打包方法，其特征在于，步驟為:
[0012]步驟1、生成需監(jiān)控可編程邏輯控制器存儲(chǔ)區(qū)地址的描述數(shù)據(jù)，記為有效數(shù)據(jù)，將所有有效數(shù)據(jù)根據(jù)存儲(chǔ)區(qū)地址以連續(xù)性的特點(diǎn)分組，連續(xù)的有效數(shù)據(jù)分為一組，形成連續(xù)的有效數(shù)據(jù)包，將連續(xù)的有效數(shù)據(jù)包以存儲(chǔ)區(qū)地址從小到大的順序排列，形成有效數(shù)據(jù)包的排列關(guān)系；[0013]步驟2、有效數(shù)據(jù)包若符合拆分條件，則進(jìn)入步驟3 ;有效數(shù)據(jù)包若符合合并條件，則進(jìn)入步驟4 ;有效數(shù)據(jù)包若既不符合合并條件也不符合拆分條件，則進(jìn)入步驟5，其中:
[0014]拆分條件為:有效數(shù)據(jù)包的大小大于能夠確保通信誤碼率保持平穩(wěn)的最大字節(jié)數(shù)；
[0015]合并條件為:相鄰兩個(gè)有效數(shù)據(jù)包合并后的大小不大于能夠確保通信誤碼率保持平穩(wěn)的最大字節(jié)數(shù)，且相鄰兩個(gè)有效數(shù)據(jù)包合并后的估算通信時(shí)間小于多個(gè)有效數(shù)據(jù)包合并前的估算通信時(shí)間；
[0016]步驟3、拆分有效數(shù)據(jù)包:
[0017]記Dbase為當(dāng)前有效數(shù)據(jù)包的字節(jié)數(shù)，記L為能夠確保通信誤碼率保持平穩(wěn)的最大字節(jié)數(shù)，將有效數(shù)據(jù)包一分為二，其一是能夠確保通信誤碼率保持平穩(wěn)的最大字節(jié)數(shù)部分，記為L(zhǎng)部分，其二是有效數(shù)據(jù)包去除能夠確保通信誤碼率保持平穩(wěn)的最大字節(jié)數(shù)后剩余的部分，記為(Dbase-L)部分，將L部分與(Dbase-L)部分分別打成一個(gè)包，進(jìn)入步驟5 ;
[0018]步驟4、合并有效數(shù)據(jù)包:
[0019]記Dafter為與當(dāng)前的有效數(shù)據(jù)包相鄰的有效數(shù)據(jù)包的字節(jié)數(shù),記Dmid為相鄰兩個(gè)有效數(shù)據(jù)包之間的無(wú)效連續(xù)數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)，將相鄰的兩個(gè)有效數(shù)據(jù)包合并成一個(gè)，則新的打包的基本數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)的值為Dbase+Dmid+Dafter，以新的打包的基本數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)將相鄰兩個(gè)有效數(shù)據(jù)包打成一個(gè)包，進(jìn)入步驟5 ；
[0020]步驟5、當(dāng)前的有效數(shù)據(jù)包打包完成后，判斷是否所有有效數(shù)據(jù)包全部打包完成，如果還有未被打包的有效數(shù)據(jù)包，則返回步驟2繼續(xù)打下一個(gè)包，否則打包結(jié)束。
[0021 ] 優(yōu)選地,所述步驟2包括:
[0022]步驟2.1、開(kāi)始監(jiān)控可編程邏輯控制器之前，先發(fā)送一些固定長(zhǎng)度的通信幀，測(cè)量4個(gè)參數(shù)，包括11、1'8，1?，其中^為通信平均速率，1'8為監(jiān)控可編程邏輯控制器的設(shè)備收發(fā)數(shù)據(jù)的間隔時(shí)間，Tp為可編程邏輯控制器的收發(fā)數(shù)據(jù)的間隔時(shí)間；
[0023]步驟2.2、若Dbase > L時(shí)，則滿足拆分有效數(shù)據(jù)包的條件，進(jìn)入所述步驟3，否則不滿足拆分有效數(shù)據(jù)包的條件，進(jìn)入步驟2.3 ；
[0024]步驟2.3、若Dbase+Dmid+Dafter > L,則不滿足合并有效數(shù)據(jù)包的條件,進(jìn)入所述步驟5，否則判斷相鄰兩個(gè)有效數(shù)據(jù)包合并后的估算通信時(shí)間是否小于多個(gè)有效數(shù)據(jù)包合并前的估算通信時(shí)間，若是，則進(jìn)入所述步驟4，否則進(jìn)入所述步驟5。
[0025]優(yōu)選地，所述步驟2.3中判斷相鄰兩個(gè)有效數(shù)據(jù)包合并后的估算通信時(shí)間是否小于多個(gè)有效數(shù)據(jù)包合并前的估算通信時(shí)間的步驟為:
[0026]步驟2.3.1、估算合并前需要的通信時(shí)間Tuc:
[0027]
【權(quán)利要求】
1.一種監(jiān)控可編程邏輯控制器的通信數(shù)據(jù)打包方法，其特征在于，步驟為: 步驟1、生成需監(jiān)控可編程邏輯控制器存儲(chǔ)區(qū)地址的描述數(shù)據(jù)，記為有效數(shù)據(jù)，將所有有效數(shù)據(jù)根據(jù)存儲(chǔ)區(qū)地址以連續(xù)性的特點(diǎn)分組，連續(xù)的有效數(shù)據(jù)分為一組，形成連續(xù)的有效數(shù)據(jù)包，將連續(xù)的有效數(shù)據(jù)包以存儲(chǔ)區(qū)地址從小到大的順序排列，形成有效數(shù)據(jù)包的排列關(guān)系； 步驟2、有效數(shù)據(jù)包若符合拆分條件，則進(jìn)入步驟3 ;有效數(shù)據(jù)包若符合合并條件，則進(jìn)入步驟4 ;有效數(shù)據(jù)包若既不符合合并條件也不符合拆分條件，則進(jìn)入步驟5，其中: 拆分條件為:有效數(shù)據(jù)包的大小大于能夠確保通信誤碼率保持平穩(wěn)的最大字節(jié)數(shù)； 合并條件為:相鄰兩個(gè)有效數(shù)據(jù)包合并后的大小不大于能夠確保通信誤碼率保持平穩(wěn)的最大字節(jié)數(shù)，且相鄰兩個(gè)有效數(shù)據(jù)包合并后的估算通信時(shí)間小于多個(gè)有效數(shù)據(jù)包合并前的估算通信時(shí)間； 步驟3、拆分有效數(shù)據(jù)包: 記Dbase為當(dāng)前有效數(shù)據(jù)包的字節(jié)數(shù)，記L為能夠確保通信誤碼率保持平穩(wěn)的最大字節(jié)數(shù)，將有效數(shù)據(jù)包一分為二，其一是能夠確保通信誤碼率保持平穩(wěn)的最大字節(jié)數(shù)部分，記為L(zhǎng)部分，其二是有效數(shù)據(jù)包去除能夠確保通信誤碼率保持平穩(wěn)的最大字節(jié)數(shù)后剩余的部分，記為(Dbase-L)部分，將L部分與(Dbase-L)部分分別打成一個(gè)包，進(jìn)入步驟5 ; 步驟4、合并有效數(shù)據(jù)包: 記Dafter為與當(dāng)前的有效數(shù)據(jù)包相鄰的有效數(shù)據(jù)包的字節(jié)數(shù),記Dmid為相鄰兩個(gè)有效數(shù)據(jù)包之間的無(wú)效連續(xù)數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)，將相鄰的兩個(gè)有效數(shù)據(jù)包合并成一個(gè)，則新的打包的基本數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)的值為Dbase+Dmid+Dafter，以新的打包的基本數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)將相鄰兩個(gè)有效數(shù)據(jù)包打成一個(gè)包，進(jìn)入步驟5 ； 步驟5、當(dāng)前的有效數(shù)據(jù)包打包完成后，判斷是否所有有效數(shù)據(jù)包全部打包完成，如果還有未被打包的有效數(shù)據(jù)包，則返回步驟2繼續(xù)打下一個(gè)包，否則打包結(jié)束。
2.如權(quán)利要求1所述的一種監(jiān)控可編程邏輯控制器的通信數(shù)據(jù)打包方法，其特征在于，所述步驟2包括: 步驟2.1、開(kāi)始監(jiān)控可編程邏輯控制器之前，先發(fā)送一些固定長(zhǎng)度的通信幀，測(cè)量4個(gè)參數(shù)，包括v、L、Ts，Tp，其中，V為通信平均速率，Ts為監(jiān)控可編程邏輯控制器的設(shè)備收發(fā)數(shù)據(jù)的間隔時(shí)間，Tp為可編程邏輯控制器的收發(fā)數(shù)據(jù)的間隔時(shí)間； 步驟2.2、若Dbase > L時(shí)，則滿足拆分有效數(shù)據(jù)包的條件，進(jìn)入所述步驟3，否則不滿足拆分有效數(shù)據(jù)包的條件，進(jìn)入步驟2.3 ； 步驟2.3、若Dbase+Dmid+Dafter > L,則不滿足合并有效數(shù)據(jù)包的條件,進(jìn)入所述步驟5，否則判斷相鄰兩個(gè)有效數(shù)據(jù)包合并后的估算通信時(shí)間是否小于多個(gè)有效數(shù)據(jù)包合并前的估算通信時(shí)間，若是，則進(jìn)入所述步驟4，否則進(jìn)入所述步驟5。
3.如權(quán)利要求2所述的一種監(jiān)控可編程邏輯控制器的通信數(shù)據(jù)打包方法，其特征在于，所述步驟2.3中判斷相鄰兩個(gè)有效數(shù)據(jù)包合并后的估算通信時(shí)間是否小于多個(gè)有效數(shù)據(jù)包合并前的估算通信時(shí)間的步驟為: 步驟2.3.1、估算合并前需要的通信時(shí)間Tuc:
【文檔編號(hào)】H04L1/00GK103634076SQ201310613206
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】琚長(zhǎng)江, 明勤, 程睿遠(yuǎn), 薛吉, 張志深 申請(qǐng)人:上海電器科學(xué)研究院, 上海電器科學(xué)研究所（集團(tuán)）有限公司