本技術(shù)涉及工業(yè)控制，尤其涉及一種用于工業(yè)控制系統(tǒng)的非斷電式io模塊控制方法。

背景技術(shù)：

1、在工業(yè)控制系統(tǒng)，通常需要采用適配器，對現(xiàn)場的多個(gè)io模塊進(jìn)行統(tǒng)一管理，通過適配器匯總各io模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行上報(bào)，或者根據(jù)上級指令控制對應(yīng)的io模塊進(jìn)行對應(yīng)的操作；

2、當(dāng)系統(tǒng)中的某個(gè)io模塊出現(xiàn)損壞或異常時(shí)，需要采用新的io模塊更換，目前通常的操作都是先將適配器和io模塊斷電，拆除舊的io模塊并更換之后，適配器再與io模塊重新連接通訊；

3、但是這樣的方式存在以下缺點(diǎn)：一是斷電操作會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)暫時(shí)性癱瘓，這對于需要連續(xù)運(yùn)行的工業(yè)生產(chǎn)線來說是極大的不便，可能會(huì)造成生產(chǎn)延誤或中斷；二是頻繁的斷電和重啟也會(huì)影響設(shè)備的使用壽命，增加出現(xiàn)故障的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決在工業(yè)控制系統(tǒng)中，當(dāng)io模塊故障更換時(shí)需要斷電操作的問題，本技術(shù)提供一種用于工業(yè)控制系統(tǒng)的非斷電式io模塊控制方法。

2、第一方面，本技術(shù)提供了一種用于工業(yè)控制系統(tǒng)的非斷電式io模塊控制方法，采用如下的技術(shù)方案：

3、所述工業(yè)控制系統(tǒng)包括適配器和多個(gè)io模塊；所述適配器與各io模塊均連接在第一通信總線上；所述io模塊之間通過第二通信接口順次連接，且位于首部的io模塊通過第二通信接口與所述適配器的第二通信接口連接；所述控制方法包括：

4、所述適配器，向所述io模塊發(fā)送現(xiàn)場控制指令和第一通信指令，并基于所述io模塊回復(fù)的響應(yīng)信號(hào)，判斷所述io模塊是否掉線；

5、若是，則所述適配器將掉線的io模塊標(biāo)記，并發(fā)出警報(bào)；

6、所述適配器，基于模塊更換完成信號(hào)，控制各io模塊依次進(jìn)行站號(hào)分配，并基于各io模塊的站號(hào)分配結(jié)果，判斷各io模塊的站號(hào)是否分配成功；

7、若是，則所述適配器取消對掉線io模塊的標(biāo)記，并解除警報(bào)。

8、通過采用上述技術(shù)方案，適配器通過第一通信總線與各io模塊發(fā)送現(xiàn)場控制指令，即正常進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)交互的過程中，還向各io模塊發(fā)送第一通信指令，以保持規(guī)律的通訊，當(dāng)io模塊掉線時(shí)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并警報(bào)，且在io模塊長時(shí)間空閑時(shí)仍然可以準(zhǔn)確識(shí)別掉線，便于工作人員及時(shí)處理，在此過程中也不會(huì)影響適配器與在線的io模塊正常數(shù)據(jù)交互；當(dāng)?shù)艟€的io模塊更換或處理完成后，適配器接收模塊更換完成信號(hào)，重新控制各io模塊進(jìn)行站號(hào)分配，當(dāng)分配成功時(shí)，適配器就解除警報(bào)，表示新的io模塊已經(jīng)更換完成；在io模塊由于異常或者損壞導(dǎo)致掉線、以及io模塊更換的整個(gè)過程中，適配器和運(yùn)行正常的io模塊都無需斷電操作，解決了在工業(yè)控制系統(tǒng)中，當(dāng)io模塊故障更換時(shí)需要斷電操作的問題，極大地提高了系統(tǒng)的工作效率。

9、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述適配器，向所述io模塊發(fā)送現(xiàn)場控制指令和第一通信指令，并基于所述io模塊回復(fù)的響應(yīng)信號(hào)，判斷所述io模塊是否掉線，具體包括：

10、所述適配器，通過所述第一通信總線向所述io模塊發(fā)送現(xiàn)場控制指令，并基于預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔t1，采用輪詢方式通過所述第一通信總線依次向各io模塊發(fā)送第一通信指令；

11、所述適配器等待所述io模塊基于所述現(xiàn)場控制指令或所述第一通信指令回復(fù)的響應(yīng)信號(hào)；

12、若所述適配器在預(yù)設(shè)的等待時(shí)間t2內(nèi)接收到所述io模塊回復(fù)的響應(yīng)信號(hào)，且所述響應(yīng)信號(hào)的數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)內(nèi)容均正確，則所述適配器確定所述io模塊在線；

13、若所述適配器未在等待時(shí)間t2內(nèi)接收到所述io模塊回復(fù)的響應(yīng)信號(hào)，或所述適配器在預(yù)設(shè)的等待時(shí)間t2內(nèi)接收到了所述io模塊回復(fù)的響應(yīng)信號(hào)、且所述響應(yīng)信號(hào)的數(shù)據(jù)格式或數(shù)據(jù)內(nèi)容錯(cuò)誤，則所述適配器確定所述io模塊掉線。

14、通過采用上述技術(shù)方案，采用適配器為主，io模塊為從的方式，通過適配器輪詢向各io模塊發(fā)送第一通信指令；結(jié)合各io模塊回復(fù)的響應(yīng)信號(hào)的數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)內(nèi)容，準(zhǔn)確判斷io模塊為在線還是掉線。

15、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述適配器，基于模塊更換完成信號(hào)，控制各io模塊依次進(jìn)行站號(hào)分配，并基于各io模塊的站號(hào)分配結(jié)果，判斷各io模塊的站號(hào)是否分配成功，具體包括：

16、所述適配器，基于模塊更換完成信號(hào)，將自身的第二通信接口電平拉高，并向所述第一通信總線廣播站號(hào)分配指令；

17、所述io模塊，基于所述適配器第二通信接口電平狀態(tài)的變化和所述站號(hào)分配指令，以位于首部的io模塊為起始，按照連接順序依次進(jìn)行站號(hào)分配，并在完成站號(hào)分配后向所述適配器回復(fù)站號(hào)分配完成信號(hào)；

18、所述適配器，基于各io模塊回復(fù)的站號(hào)分配完成信號(hào)，確定各io模塊的站號(hào)均分配成功。

19、通過采用上述技術(shù)方案，io模塊按照連接順序依次進(jìn)行站號(hào)分配，且在完成站號(hào)分配后及時(shí)通知適配器，通過這樣的方式不僅可以大大縮短站號(hào)分配的時(shí)間，而且不會(huì)造成第一通信總線上數(shù)據(jù)的擁擠。

20、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述io模塊，基于所述適配器第二通信接口電平狀態(tài)的變化和所述站號(hào)分配指令，以位于首部的io模塊為起始，按照連接順序依次進(jìn)行站號(hào)分配，并在完成站號(hào)分配后向所述適配器回復(fù)站號(hào)分配完成信號(hào)，具體包括：

21、位于首部的io模塊，通過感知所述適配器第二通信接口電平狀態(tài)的變化，執(zhí)行模塊站號(hào)分配操作；其中，所述模塊站號(hào)分配操作包括：開啟站號(hào)分配功能、從所述第一通信總線獲取站號(hào)分配指令、按照所述站號(hào)分配指令所指示的站號(hào)進(jìn)行站號(hào)分配、記錄自身站號(hào)、通過所述第一通信總線向所述適配器回復(fù)站號(hào)分配完成信號(hào)、將自身與后級io模塊相連接的第二通信接口電平拉高；

22、遍歷所有io模塊，后級io模塊均通過感知前級io模塊第二通信接口電平狀態(tài)的變化，依次執(zhí)行所述模塊站號(hào)分配操作，直至位于尾部的io模塊完成站號(hào)分配。

23、通過采用上述技術(shù)方案，前級io模塊完成站號(hào)分配之后，及時(shí)向適配器回復(fù)站號(hào)分配完成信號(hào)，并將自身第二通信接口的電平拉高以通知后級io模塊，使得站號(hào)分配效率更高。

24、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述適配器，基于模塊更換完成信號(hào)，將自身的第二通信接口電平拉高，并向所述第一通信總線廣播站號(hào)分配指令之后，還包括：

25、各io模塊基于所述廣播站號(hào)分配指令，執(zhí)行初始化進(jìn)程；

26、其中，所述初始化進(jìn)程包括：

27、mcu系統(tǒng)時(shí)鐘初始化；

28、系統(tǒng)初始化；

29、外設(shè)初始化；

30、檢測自身硬件是否正常。

31、通過采用上述技術(shù)方案，通過適配器發(fā)送的站號(hào)分配指令，將位于第一通信總線上的各io模塊均初始化，在io模塊分配站號(hào)之前，預(yù)先將io模塊第二通信接口和第一通信總線進(jìn)行配置，可以確保適配器與io模塊后續(xù)進(jìn)行正常的通信和數(shù)據(jù)收發(fā)。

32、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述適配器向所述io模塊發(fā)送現(xiàn)場控制指令、與所述適配器向所述io模塊發(fā)送第一通信指令，在不同線程中進(jìn)行。

33、通過采用上述技術(shù)方案，有效避免數(shù)據(jù)的紊亂，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

34、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述第一通信總線為uart總線；所述第二通信接口為gpio接口。

35、第二方面，本技術(shù)提供一種工業(yè)控制系統(tǒng)，采用以下技術(shù)方案：所述工業(yè)控制系統(tǒng)包括適配器和多個(gè)io模塊；所述工業(yè)控制系統(tǒng)用于執(zhí)行上述第一方面或第一方面任一項(xiàng)可實(shí)施方案中的用于工業(yè)控制系統(tǒng)的非斷電式io模塊控制方法。

36、本技術(shù)實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

37、1、適配器通過第一通信總線與各io模塊發(fā)送現(xiàn)場控制指令，即正常進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)交互的過程中，還向各io模塊發(fā)送第一通信指令，以保持規(guī)律的通訊，當(dāng)io模塊掉線時(shí)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并警報(bào)，且在io模塊長時(shí)間空閑時(shí)仍然可以準(zhǔn)確識(shí)別掉線，便于工作人員及時(shí)處理，在此過程中也不會(huì)影響適配器與在線的io模塊正常數(shù)據(jù)交互；

38、2、當(dāng)?shù)艟€的io模塊更換或處理完成后，適配器接收模塊更換完成信號(hào)，重新控制各io模塊進(jìn)行站號(hào)分配，當(dāng)分配成功時(shí)，適配器就解除警報(bào)，表示新的io模塊已經(jīng)更換完成；在io模塊由于異?；蛘邠p壞導(dǎo)致掉線、以及io模塊更換的整個(gè)過程中，適配器和運(yùn)行正常的io模塊都無需斷電操作，解決了在工業(yè)控制系統(tǒng)中，當(dāng)io模塊故障更換時(shí)需要斷電操作的問題，極大地提高了系統(tǒng)的工作效率。