專利名稱：控制資源管理系統及方法
技術領域：
本發明涉及控制技術，尤其涉及一種陶瓷機械整線設備中的控制資源管 理系統及控制資源管理方法。
背景技術：
隨著產品定制化的發展，大型機電設備在線、便捷的維護需求日益增加， 控制系統從傳統的純粹控制向基于統一平臺的管理控制一體化方向發展，控 制應用的方式從過程式應用設計向面向對象的應用設計發展，出現了新 一代 面向對象的網絡化控制系統。
可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,簡稱PLC)是 在傳統的控制器的基礎上引入了微電子技術、計算機技術、自動控制技術和 通訊技術而形成的一代新型工業控制裝置，用于取代繼電器、執行邏輯、定 時、計數等控制功能，建立柔性的控制系統，采用可編程序的存儲器，用來 在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指 令，并通過數字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。 PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程 簡單等優點。用戶可按照生產過程的工藝要求編制相應的控制程序，控制程 序事先存入PLC的用戶程序存儲器中。
現有的PLC控制系統，控制邏輯與控制系統的物理硬件緊密耦合，修改、 調試工作必須現場實施，不方便進行按需控制，并且過程化應用設計在控制 設備的應用中只有專業技術人員才能設計控制系統，不利于現場維護。
發明內容
本發明的目的在于提供一種控制資源管理系統及方法，通過去除陶乾機 械整線設備中控制邏輯與控制器的物理硬件之間的耦合關系，使陶資機械整 線設備的控制應用更為簡單、易操作。
為實現上述目的，本發明提供了一種控制資源管理系統，包括
輸入對象^t塊，用于接收輸入對象；映射模塊，與所述輸入對象模塊相 連，用于將所述輸入對象映射為設備資源對象；控制邏輯模塊，與所述映射 模塊相連，用于根據所述設備資源對象和控制邏輯，生成設備資源對象邏輯 組合；控制算法模塊，與所述控制邏輯模塊相連，用于根據陶覺深加工設備 控制算法和所述設備資源對象邏輯組合，生成控制邏輯表達序列。
還包括資源維護模塊，與所述輸入對象模塊、映射模塊、控制邏輯模塊 相連，用于對所述輸入對象進行初始化，以及對所述輸入對象和所述設備資 源對象之間的映射值進行更新。
還包括校驗模塊，與所述控制算法模塊相連，用于對所述控制邏輯表達 序列進行數據4交驗。
還包括遠程訪問控制模塊，與所述控制邏輯模塊相連，用于對所述設備 資源對象進行遠程訪問控制。
所述輸入對象包括物理對象和控制對象；所述物理對象具體為物理開 關量、模擬量輸入、模擬量輸出或上迷對象的任一組合；所述控制對象具體 為定時器、計數器、模擬采樣值、數字采樣值、模擬輸出值、數字輸出值或 上述對象的任一組合。
所述控制對象還可以為用于陶瓷機械整線設備中的陶資機械控制算法。
所述控制邏輯模塊包括與所述設備資源對象綁定的一個以上控制邏輯子 模塊。
所述控制算法模塊包括與控制邏輯相關的 一個以上控制算法子模塊。 為實現上述目的，本發明還提供了一種控制資源管理方法，包括
步驟l、將接收到的輸入對象映射為設備資源對象；
步驟2、根據所述設備資源對象和控制邏輯，生成設備資源對象邏輯組
合；
步驟3、根據陶瓷深加工設備控制算法和所述設備資源對象邏輯組合， 生成控制邏輯表達序列。 在步驟3之后還包括
步驟4、對所述控制邏輯表達序列進行數據校驗； 步驟5、下載所述控制邏輯表達序列，并除去校^^數據； 步驟6、將所述控制邏輯表達序列裝載到指定位置，啟動控制流程。 本發明提供的控制資源管理系統及方法，通過將陶瓷機械整線設備中的 輸入對象映射成為設備資源對象，并對設備資源對象進行操作，去除了陶瓷 機械整線設備中控制邏輯與控制器的物理硬件之間的耦合關系，使陶乾機械 整線設備的控制應用更為簡單、易操作。
圖1為本發明控制資源管理系統實施例一的結構示意圖； 圖2為本發明控制資源管理系統實施例二的結構示意圖； 圖3為本發明控制資源管理系統實施例三的結構示意圖； 圖4為本發明控制資源管理系統實施例四的結構示意圖； 圖5為本發明控制資源管理方法實施例一的流程圖； 圖6為本發明控制資源管理方法實施例二的流程圖； 圖7為本發明控制資源管理方法實施例的示意圖。
具體實施例方式
下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。 圖1為本發明控制資源管理系統實施例一的結構示意圖。如圖1所示，
本發明提供的控制資源管理系統包括輸入對象模塊101、映射模塊102、控制 邏輯模塊103、控制算法模塊104。
輸入對象模塊IOI,用于接收輸入對象；映射模塊102,與輸入對象模塊 101相連，用于將輸入對象映射為設備資源對象；控制邏輯模塊103,與映射 模塊102相連，用于根據設備資源對象和控制邏輯，生成設備資源對象邏輯 組合；控制算法模塊104，與控制邏輯模塊103相連，用于根據陶t;深加工 設備控制算法和所述設備資源對象邏輯組合，生成控制邏輯表達序列。
輸入對象模塊101的輸入對象包括物理對象和控制對象，其中物理對 象包括物理開關量、模擬量輸入、模擬量輸出或上述對象的任一組合；控 制對象包括定時器、計數器、模擬采樣值、數字采樣值、模擬輸出值、數 字輸出值或上述對象的任一組合，進一步的，控制對象還可以為用于陶資機 械整線設備中的陶瓷機械控制算法。
映射模塊102將輸入對象映射為設備資源對象，設備資源對象主要對應 二進制輸入(Binary Input,簡稱BI) 、 二進制輸出(Binary Output,簡稱: BO) 、 二進制值(Binary Value,簡稱BV ),模擬量輸入(Analog Input, 簡稱AI)、模擬量輸出(Analog Output,簡稱AO)、模擬值(Analog Value, 簡稱AV);定時器(Timer Unit,簡稱TU)、變量值(Variable Value,簡 稱VV)、常量(Constant Value,簡稱CV)、計數器(Count Unit,簡稱CU); 配置表(Configure Table,簡稱CT)、陶瓷深加工設備的控制算法(Control Algorithm,簡稱CA )。其中，BI和B0對應于物理的開關量；AI和AO分別 對應于模擬量輸入和模擬量輸出；BV、 AV、 TU、 VV、 CV、 CU對應于控制設備 軟資源，如定時器等；CT指的是控制參數列表；CA指的是陶乾深加工設備的 控制算法二進制流，封裝的是控制對象的應用控制流程。在控制器中各種對 象的屬性及存儲位置是預先設計并初始化的，不同的硬件平臺具備不同的輸 入輸出對象的操作方法，根據控制器的硬件設計所能提供的各類對象的數目 也是不同的。
控制邏輯模塊103為對設備資源對象的操作，可看作一系列與設備資源
對象進行邏輯組合后所形成的控制邏輯表達序列。具體地，控制邏輯可包括 如下操作大于、小于、等于、與、和、或、非，以及基本算術、數學運算
(包括賦值)、定時、用戶自定義關系等。這些邏輯組合使控制資源對象相 互作用、相互聯系，構成一個聯系緊密的整體。
控制邏輯模塊103還可包括至少一個控制邏輯子模塊，控制邏輯子模塊 與映射模塊102所生成的設備資源對象——綁定，從而實現對不同的設備資 源對象做不同的邏輯操作，生成不同的設備資源對象邏輯組合。
控制算法模塊104根據陶覺深加工設備控制算法和設備資源對象邏輯組 合生成控制邏輯表達序列，其中陶瓷深加工設備控制算法是指從相關陶瓷深 加工設備的設計數據中獲取合適的對象屬性參數，陶瓷深加工設備控制算法 為用于陶瓷機械整線設備中的控制算法，具體地，陶瓷深加工設備控制算法 可以為陶瓷制品在刮平磨削、粗磨、中磨、細磨、拋光、磨邊和倒邊角等工 序過程中的控制算法。控制算法模塊104根據從相關控制設備的設計數據中 獲取合適的對象屬性參數，結合設備資源對象的組合關系生成控制邏輯表達 序列。
控制算法模塊104還可包括至少一個控制算法子模塊，控制算法子模塊 可以分別被下載到控制器的不同位置，并且控制算法子模塊的生成需要從相 關控制器設計獲取合適的對象屬性參數，并將控制邏輯模塊103中生成的設 備資源對象邏輯組合生成控制邏輯表達序列，控制器需要支持對陶瓷深加工 設備控制算法邏輯之間的連接關系，并正確地進行調用和返回。
控制算法模塊104具體實現如下所述將陶瓷深加工設備控制算法分解為 多個控制算法子模塊，通過以可擴展標識語言文本或圖形方式描述邏輯關系與 對象屬性之間的聯系，建立多個設備資源對象控制邏輯組合。具體地，當對象 i的當前值與對象j的當前值作為"與"邏輯的輸入，那么"與"邏輯的輸出 與對象k的當前值相關聯。上述多個設備資源對象控制邏輯組合可通過句法解
析并轉換為標準C語言代碼。
實施例一中的控制算法模塊將設備資源對象邏輯組合生成控制邏輯表達 序列后，能夠將控制資源管理系統的輸入對象以設備資源對象的形式與控制 邏輯分離，實現既能夠根據控制資源管理系統的算法邏輯與輸入輸出控制實 例產生邏輯關聯，又不直接控制控制器的物理對象，從而去除了陶乾機械整 線設備中控制邏輯與控制器的物理硬件之間的耦合關系，使陶資機械整線設 備的控制應用更為簡單、易操作。
圖2為本發明控制資源管理系統實施例二的結構示意圖。如圖2所示， 在實施例一的基礎上，將資源維護模塊105與輸入對象模塊101、映射模塊 102、控制邏輯模塊103相連；資源維護模塊105可以對輸入對象模塊101的 輸入對象中的控制對象進行正常初始化與操作，具體為將定時器、計數器、 模擬采樣值、數字采樣值、模擬輸出值、數字輸出值或上述對象的任一組合 進行更新或者按照系統需求設定初始化值；還可以對映射模塊102中的輸入 對象和設備資源對象之間的映射值進行循環更新；還可以實現對控制邏輯模 塊103裝載調用。
對控制邏輯模塊103的裝載調用具體為控制器的控制過程首先被定義 在固定的Flash空間，可通過寫算法服務(WriteAlgorithm)將陶f:深加工 設備控制算法下載到控制器指定地址；陶瓷深加工設備控制算法的嵌入采用 固定調用、柔性返回，以獲取程序執行的PC寄存器值。由于C語言在調用函 數時會將PC寄存器值壓入堆棧，因此在調用陶瓷深加工設備控制算法之前需 調用Get-Next-PC函數從堆棧中獲得程序執行的入口地址，并將入口地址放 入固定的Flash位置的PC寄存器值處。
實施例二通過寫算法服務接收到下載陶瓷深加工設備控制算法流后，取 得控制器的最高優先控制權，然后寫入控制器指定的Flash位置，并將控制 器的控制權交還給資源維護模塊105,資源維護模塊105接著對新的輸入對 象進行初始化，并對輸入對象和設備資源對象之間的映射值進行更新。在控制算法;f莫塊104執行末端將PC寄存器值壓入堆棧，陶乾深加工設備 控制算法返回采用函數調用的方式，從而將該PC寄存器值重新取出。因此， 控制算法模塊104執行的下一指令是算法調用點之后的系統程序，完成陶究 深加工設備控制算法的柔性嵌入。
圖3為本發明控制資源管理系統實施例三的結構示意圖。如圖3所示， 在實施例二的基礎上，將校驗模塊106與控制算法模塊104相連，用于對控 制算法模塊104生成的控制邏輯表達序列進行數據校驗。加入校驗模塊106, 可實現陶瓷深加工設備控制算法的安全性。
圖4為本發明控制資源管理系統實施例四的結構示意圖。如圖4所示， 在實施例三的基礎上，將遠程訪問控制模塊107與控制邏輯模塊103相連， 用以對設備資源對象進行遠程訪問控制。
實施例四實現了在網絡化的控制系統中，能夠遠程維護、控制部分需要 管理的陶瓷機械整線的設備資源對象，采用網絡訪問的方式進行資源管理， 即控制資源管理系統的設備資源對象在控制網絡外部可見。通過開放的方式 對存在于控制資源管理系統中的設備資源對象進行訪問，并具體定義了如下 有證實服務讀屬性(ReadProperty )服務；讀多個屬性 (ReadPropertyMultiple)服務；寫屬性(WriteProperty )服務；寫多個屬 性(WritePropertyMultiple)服務；讀控制算法UeadAlgorithm )服務； 寫控制算法(WriteAlgorithm)服務。上述前四個服務用于訪問控制資源管 理系統內部的控制對象所生成的設備資源對象，并實施控制設備遠程狀態監 視和控制；寫控制算法服務用于算法的遠程更新，并且在算法更新服務過程 中需要對算法的格式、有效性進行驗證。
圖5為本發明控制資源管理方法實施例一的流程圖。如圖5所示，控制資 源管理方法實施例包括如下步驟
步驟501、將輸入對象映射為設備資源對象；
步驟5Q2、根據所述設備資源對象和控制邏輯，生成設備資源對fJi:輯組合；
步驟503、根據陶瓷深加工設備控制算法和所述設備資源對象邏輯組合， 生成控制邏輯表達序列。
在步驟501中，輸入對象主要包括物理對象和控制對象，其中物理對象 包括物理開關量、模擬量輸入、模擬量輸出或上述對象的任一組合；控制 對象包括定時器、計數器、模擬釆樣值、數字采樣值、模擬輸出值、數字 輸出值或上述對象的任一組合，控制對象還可以為用于陶瓷機械整線設備中 的陶瓷深加工設備控制算法。
在步驟502中，控制邏輯主要包括大于、小于、等于、與操作、或操 作、非操作，以及基本算術、數學運算，定時、用戶自定義關系等。這些邏 輯操作使得陶瓷機械整線的設備資源對象相互作用、相互聯系，從而構成一 個聯系緊密的整體。
在步驟503中，陶瓷深加工設備控制算法的生成需要從相關控制器的設 計參數中獲取合適的屬性參數，結合設備資源對象邏輯組合關系生成控制邏 輯表達序列。
本實施例實現了陶瓷機械整線設備中的物理對象與控制器的分離操作， 去除了控制邏輯與控制器的物理硬件之間的耦合關系，使控制應用更為簡單、 易操作。
圖6為本發明控制資源管理方法實施例二的流程圖。如圖6所示，在
實施例一中，步驟503之后還包括以下步驟
步驟504、對所述控制邏輯表達序列進行數據校驗；
步驟505、下載所述控制邏輯表達序列，并除去校驗數據；
步驟506、將所述控制邏輯表達序列裝載到指定位置，啟動控制流程。
在步驟504中，對控制邏輯表達序列進行數據校驗，在步驟505中除去
數據校驗，主要目的是實現陶瓷深加工設備控制算法的安全性。
具體地，圖7為本發明控制資源管理方法實施例的示意圖。如圖7所
示，進一步說明了上述方法實施例的實現過程。根據控制需求700，將設備
資源對象701和設備資源對象關系組合702經過通用C編譯器703編譯后， 進行校驗704，實現陶瓷深加工設備控制算法生成705，然后是陶瓷深加工設 備控制算法下載服務706。通過上述過程，可實現陶瓷機械整線設備中的物 理對象與控制器的分離操作。
本發明提供的控制資源管理系統及方法，通過將陶瓷機械整線設備中的 輸入對象映射成設備資源對象，并對設備資源對象進行操作實現了控制邏輯 與控制器的物理硬件分離操作，去除了陶資機械整線設備中控制邏輯與控制 器的物理硬件之間的耦合關系，使控制應用更為簡單、易操作。
最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其 限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術 人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或 者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技
術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。
權利要求
1、一種控制資源管理系統，其特征在于，包括輸入對象模塊，用于接收輸入對象；映射模塊，與所述輸入對象模塊相連，用于將所述輸入對象映射為設備資源對象；控制邏輯模塊，與所述映射模塊相連，用于根據所述設備資源對象和控制邏輯，生成設備資源對象邏輯組合；控制算法模塊，與所述控制邏輯模塊相連，用于根據陶瓷深加工設備控制算法和所述設備資源對象邏輯組合，生成控制邏輯表達序列。
2、 根據權利要求1所述的控制資源管理系統，其特征在于，還包括資源 維護模塊，與所述輸入對象模塊、映射模塊、控制邏輯模塊相連，用于對所 述輸入對象進行初始化，以及對所述輸入對象和所述設備資源對象之間的映 射值進行更新。
3、 根據權利要求1所述的控制資源管理系統，其特征在于，還包括校驗 模塊，與所述控制算法模塊相連，用于對所述控制邏輯表達序列進行數據校 驗。
4、 根據權利要求1-3任一所述的控制資源管理系統，其特征在于，還 包括遠程訪問控制模塊，與所述控制邏輯模塊相連，用于對所述設備資源對 象進行遠程訪問控制。
5、 沖艮據權利要求4所述的控制資源管理系統，其特征在于，所述輸入對 象包括物理對象和控制對象；所述物理對象具體為物理開關量、模擬量輸 入、模擬量輸出或上述對象的任一組合；所述控制對象具體為定時器、計數 器、模擬釆樣值、數字采樣值、模擬輸出值、數字輸出值或上述對象的任一 組合。
6、 根據權利要求5所述的控制資源管理系統，其特征在于，所述控制對 象還可以為用于陶瓷機械整線設備中的陶資機械控制算法。
7、 根據權利要求4所述的控制資源管理系統，其特征在于，所述控制邏輯模塊包括與所述設備資源對象綁定的一個以上控制邏輯子模塊。
8、 根據權利要求4所述的控制資源管理系統，其特征在于，所述控制算 法模塊包括與控制邏輯相關的 一 個以上控制算法子模塊。
9、 一種控制資源管理方法，其特征在于，包括 步驟l、將接收到的輸入對象映射為設備資源對象；步驟2、根據所述設備資源對象和控制邏輯，生成設備資源對象邏輯組合；步驟3、根據陶覺深加工設備控制算法和所述設備資源對象邏輯組合， 生成控制邏輯表達序列。
10、 根據權利要求9所述的控制資源管理方法，其特征在于，所述步驟 3之后還包括步驟4、對所述控制邏輯表達序列進行數據校驗；步驟5、下載所述控制邏輯表達序列，并除去校—瞼數據；步驟6、將所述控制邏輯表達序列裝載到指定位置，啟動控制流程。
全文摘要
本發明公開了一種控制資源管理系統及方法，系統包括輸入對象模塊，接收輸入對象；映射模塊，與輸入對象模塊相連，將輸入對象映射為設備資源對象；控制邏輯模塊，與映射模塊相連，根據資源對象和控制邏輯，生成設備資源對象邏輯組合；控制算法模塊，與控制邏輯模塊相連，根據控制算法和設備資源對象邏輯組合，生成控制算法表達序列。方法包括步驟1.將輸入對象映射為設備資源對象；步驟2.根據設備資源對象和控制邏輯，生成設備資源對象邏輯組合；步驟3.根據控制算法和設備資源對象邏輯組合，生成控制邏輯表達序列。本發明提供的控制資源管理系統及方法，去除控制邏輯與控制器的物理硬件之間的耦合關系，使控制應用更簡單、易操作。
文檔編號G05B19/04GK101393440SQ200810225979
公開日2009年3月25日 申請日期2008年11月7日 優先權日2008年11月7日
發明者寧 周, 鵬 周, 周祖德, 釩 朱 申請人:廣東科達機電股份有限公司;武漢理工大學