專利名稱：一種plc設備的基于網絡異步回調的分布式上位機控制方法及控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于自動化設備控制領域，具體涉及一種PLC設備的基于網絡異步回調的分布式上位機控制方法及控制裝置。
背景技術：
PLC設備指的是由PLC (可編程邏輯控制器，Programmable Logic Controller)控制的設備，較為常見的PLC設備包括自動化立體倉庫中的堆垛機和輸送機等各種機電一體化的自動化設備。目前，普遍使用的PLC設備的上位機控制系統是由一臺計算機(以下簡稱上位機)、PLC通信卡、上位機控制軟件組成。通過PLC通信卡將PLC設備與上位機相連接，通過上位機控制軟件來進行對PLC設備的控制。但是，這種控制方式僅限于使用一臺上位機進行PLC設備控制，當用戶需要使用多臺上位機進行分布式控制時，這種傳統的控制方式就不適用。
發明內容
為了克服現有PLC設備控制上位機程序不能滿足分布式應用的缺點，本發明提出一種PLC設備的基于網絡異步回調的分布式上位機控制方法及控制裝置，不僅能實現對 PLC設備的控制，而且通過采用網絡異步回調技術，能實現由多臺上位機組成的分布式控制方式。采用了將網絡異步回調方式引入主站和從站的通信方式之中，通過網絡異步回調功能，使主站在處理從站發來的請求后能夠將執行結果通過異步模式反饋給從站，達到了從站無需進行輪詢操作即可獲得操作結果反饋的技術效果。在應用過程中，具有可以進行分布式上位機控制、CPU利用率低、程序運行效率高、二次開發簡單等優勢，和首次將分布式上位機控制方式引入PLC設備等機電一體化的自動化設備控制系統的意義。本發明提出的一種PLC設備的基于網絡異步回調的分布式上位機控制方法，具體包括以下步驟步驟1 將一臺主站計算機通過PLC通信卡，并使用現場總線協議與一臺或多臺 PLC設備相連，主站程序運行在主站計算機上；步驟2 將一臺或多臺從站計算機通過以太網，使用TCP/IP協議與主站計算機相連，從站程序分別運行在從站計算機上；步驟3 用戶或外部輸入條件通過任意一臺從站計算機的從站程序的用戶界面模塊發出設備操作命令；步驟4 從站計算機的從站程序將設備操作命令通過異步調用方法傳遞給主站計算機的主站程序；步驟5 主站計算機的主站程序接收設備操作命令后直接控制所有與主站計算機相連接的PLC設備；
步驟6 =PLC設備執行設備操作命令，主站計算機的主站程序接收PLC設備執行反饋信息；步驟7 主站計算機的主站程序將PLC設備執行反饋信息通過調用回調接口方法發送給所有從站計算機或發來設備操作命令的從站計算機的從站程序；步驟8 從站計算機的從站程序通過更新用戶界面模塊將PLC設備執行反饋信息顯示給用戶或反饋給外部輸入。本發明提出的一種PLC設備的基于網絡異步回調的分布式上位機控制裝置包括主站計算機、PLC通信卡、從站計算機和PLC設備；所述的PLC設備的個數為一臺或多臺，從站計算機的個數為一臺或多臺；主站計算機安裝有PLC通信卡，主站計算機使用現場總線協議與各臺PLC設備相連接，主站計算機還通過以太網，使用TCP/IP協議與每臺從站計算機相連接。所述的主站計算機上設置有通信主站模塊、PLC數據處理轉換模塊和PLC數據讀寫模塊，通過通信主站模塊、PLC數據處理轉換模塊和PLC數據讀寫模塊形成主站程序。所述的從站計算機上設置有通信從站模塊、控制命令處理模塊和用戶界面模塊，通過通信從站模塊、控制命令處理模塊和用戶界面模塊形成從站程序。本發明具有的優點在于(1)本發明提出的一種PLC設備的基于網絡異步回調的分布式上位機控制方法及控制裝置，從站計算機的從站程序通過網絡異步回調方法將設備操作命令發送給主站計算機，由于使用異步調用方法，因此從站程序可以立即返回，以便進行其他操作，而不必像同步調用方式那樣因為等待設備的執行結果而無法繼續執行其他操作。通過這種方式，從站計算機的從站程序可以極大的提高運行效率，并且有效的降低CPU使用率。(2)本發明提出的一種PLC設備的基于網絡異步回調的分布式上位機控制方法及控制裝置，主站計算機的主站程序獲得設備執行狀態反饋后，通過調用回調接口方法可以直接將執行狀態反饋給從站程序。由于使用了回調接口，使得從站計算機無需像傳統的方法調用那樣輪詢執行情況，而是當主站計算機獲得設備執行狀態反饋后，通過調用回調接口方法，從站計算機的接口實現方法直接獲得激發，擁有傳統輪詢調用方式下所無法達到的CPU占用率低、程序運行性能高等優點。
圖1 本發明提出的一種PLC設備的基于網絡異步回調的分布式上位機控制裝置的結構示意圖；圖2 本發明提出的一種PLC設備的基于網絡異步回調的分布式上位機控制裝置的中主站計算機和從站計算機得結構示意圖。 圖中1-主站計算機；2-從站計算機； 3-PLC設備； 4-PLC通信卡；5-以太網；6-現場總線協議； 7-回調接口方法；8-異步調用方法；101-通信主站模塊；102-PLC數據處理轉換模塊；103-PLC數據讀寫模塊；201-通信從站模塊；202-控制命令處理模塊； 203-用戶界面模塊。
具體實施例方式下面將結合附圖對本發明進行詳細說明。本發明提出的一種PLC設備的基于網絡異步回調的分布式上位機控制方法，包括以下步驟步驟1 將一臺主站計算機1通過PLC通信卡4，并使用現場總線協議6(如 Profibus總線或CAN總線)與一臺或多臺PLC設備3相連，主站程序運行在主站計算機1 上。可以根據現場需要確定相連的PLC設備3的個數，即用戶需要多少個操作終端進行配置，如1 5臺。所述的PLC設備3為西門子PLC設備時，PLC通信卡4使用西門子配套的 PLC通信卡，如5613卡，如果使用其他品牌PLC，相應選擇其他配套PLC通信卡4即可。步驟2 將一臺或多臺從站計算機2通過以太網5，使用TCP/IP協議與主站計算機 1相連，從站程序分別運行在從站計算機2上。步驟3 用戶或外部輸入條件通過從站計算機2(任意一臺即可)的從站程序的用戶界面模塊發出設備操作命令，具體命令包括設備出庫命令、設備入庫命令、設備待機命令和故障解除命令等。步驟4 從站計算機2的從站程序將設備操作命令通過異步調用方法8傳遞給主站計算機1的主站程序。該傳遞過程采用網絡(以太網)傳輸方式。步驟5 主站計算機1的主站程序接收設備操作命令后直接控制所有與主站計算機1相連接的PLC設備3。步驟6 =PLC設備3執行設備操作命令，主站計算機1的主站程序接收PLC設備3 執行反饋信息。步驟7 主站計算機1的主站程序將PLC設備3執行反饋信息通過調用回調接口方法7 (Callback，具體為調用方法后不通過返回值方式來返回執行結果，而是通過實現具體的回調接口，通過事件處理方法的方式來返回執行結果)發送給從站計算機2的從站程序，可以只發送給發來設備操作命令的一臺從站計算機2，也可以發給所有從站計算機2。步驟8 從站計算機2的從站程序通過更新用戶界面模塊將PLC設備3執行反饋信息顯示給用戶或反饋給外部輸入。本發明還提出的一種PLC設備的基于網絡異步回調的分布式上位機控制裝置，包括主站計算機1、PLC通信卡4、從站計算機2和PLC設備3。所述的PLC設備3的個數為一臺或多臺，具體沒有數量限制，如1 5臺；從站計算機2的個數為一臺或多臺，沒有數量限制，一般根據需求確定。主站計算機1安裝有PLC通信卡4，主站計算機1使用現場總線協議6與各臺PLC設備3相連接，主站計算機1還通過以太網5，使用TCP/IP協議與每臺從站計算機2相連接，且從站計算機2的從站程序將設備操作命令通過異步調用方法8傳遞給主站計算機1的主站程序。主站計算機1的主站程序將PLC設備3執行反饋信息通過調用回調接口方法7發送給從站計算機2的從站程序。所述的主站計算機1上設置有通信主站模塊101、PLC數據處理轉換模塊102和 PLC數據讀寫模塊103，通過上述三個模塊形成主站程序，從站計算機2上設置有通信從站模塊201、控制命令處理模塊202和用戶界面模塊203，通過上述三個模塊形成從站程序。所述的主站計算機1的硬件滿足CPU主頻大于等于1. 6GHz,內存容量大于等于 1GB，硬盤容量大于等于20GB，具有自適應以太網卡。
所述的主站計算機1操作系統為Windows XP (sp2/sp3)或Windows 7，為僅支持 32位版本的操作系統。所述的主站計算機1軟件系統具有安裝.Net Framework 4. 0運行環境。所述的從站計算機2硬件滿足CPU主頻大于等于1. 6GHz,內存容量大于等于1GB， 硬盤容量大于等于20GB，具有自適以太應網卡。從站計算機2操作系統為Windows XP (sp2/sp3)或Windows 7，為支持32位和64 位版本系統。從站計算機2軟件系統具有安裝.Net Framework 4. 0運行環境。
權利要求
1.一種PLC設備的基于網絡異步回調的分布式上位機控制方法，其特征在于包括以下步驟步驟1 將一臺主站計算機通過PLC通信卡，并使用現場總線協議PLC設備相連，主站程序運行在主站計算機上；步驟2 將從站計算機通過以太網，使用TCP/IP協議與主站計算機相連，從站程序分別運行在從站計算機上；步驟3 用戶或外部輸入條件通過任意一臺從站計算機的從站程序的用戶界面模塊發出設備操作命令；步驟4 從站計算機的從站程序將設備操作命令通過異步調用方法傳遞給主站計算機的主站程序；步驟5 主站計算機的主站程序接收設備操作命令后直接控制所有與主站計算機相連接的PLC設備；步驟6 =PLC設備執行設備操作命令，主站計算機的主站程序接收PLC設備執行反饋信息；步驟7 主站計算機的主站程序將PLC設備執行反饋信息通過調用回調接口方法發送給所有從站計算機或發來設備操作命令的從站計算機的從站程序；步驟8 從站計算機的從站程序通過更新用戶界面模塊將PLC設備執行反饋信息顯示給用戶或反饋給外部輸入。
2.根據權利要求1所述的一種PLC設備的基于網絡異步回調的分布式上位機控制方法，其特征在于所述的步驟3中的設備操作命令包括設備出庫命令、設備入庫命令、設備待機命令和故障解除命令。
3.—種PLC設備的基于網絡異步回調的分布式上位機控制裝置，其特征在于包括主站計算機、PLC通信卡、從站計算機和PLC設備；主站計算機安裝有PLC通信卡，主站計算機使用現場總線協議與各臺PLC設備相連接，主站計算機還通過以太網，使用TCP/IP協議與每臺從站計算機相連接，且從站計算機的從站程序將設備操作命令通過異步調用方法傳遞給主站計算機，主站計算機PLC設備執行反饋信息通過調用回調接口方法發送給從站計算機。
4.根據權利要求3所述的一種PLC設備的基于網絡異步回調的分布式上位機控制裝置，其特征在于所述的主站計算機上設置有通信主站模塊、PLC數據處理轉換模塊和PLC 數據讀寫模塊，通過通信主站模塊、PLC數據處理轉換模塊和PLC數據讀寫模塊形成主站程序。
5.根據權利要求3或4所述的一種PLC設備的基于網絡異步回調的分布式上位機控制裝置，其特征在于所述的主站計算機的硬件滿足CPU主頻大于等于1. 6GHz,內存容量大于等于1GB，硬盤容量大于等于20GB，具有自適應以太網卡。
6.根據權利要求3或4所述的一種PLC設備的基于網絡異步回調的分布式上位機控制裝置，其特征在于所述的主站計算機操作系統為Windows XP或Windows 7，為僅支持32 位版本的操作系統，具有安裝.Net Framework 4. 0運行環境。
7.根據權利要求3所述的一種PLC設備的基于網絡異步回調的分布式上位機控制裝置，其特征在于所述的從站計算機上設置有通信從站模塊、控制命令處理模塊和用戶界面模塊，通過通信從站模塊、控制命令處理模塊和用戶界面模塊形成從站程序。
8.根據權利要求3或7所述的一種PLC設備的基于網絡異步回調的分布式上位機控制裝置，其特征在于所述的從站計算機硬件滿足CPU主頻大于等于1. 6GHz,內存容量大于等于1GB，硬盤容量大于等于20GB，具有自適以太應網卡。
9.根據權利要求3或7所述的一種PLC設備的基于網絡異步回調的分布式上位機控制裝置，其特征在于所述的從站計算機操作系統為Windows XP或Windows 7，為支持32位和64位版本系統，具有安裝.Net Framework 4. 0運行環境。
全文摘要
本發明提出一種PLC設備的基于網絡異步回調的分布式上位機控制方法及控制裝置，該控制方法包括主站計算機與PLC設備和從站計算機相連、從站計算機發出設備操作命令、通過異步調用方法傳遞給主站計算機、主站計算機控制PLC設備和PLC設備執行設備操作命令等步驟；所述的控制裝置包括主站計算機、PLC通信卡、從站計算機和PLC設備。本發明使用異步調用方法，從站程序立即返回，從站計算機的從站程序可以極大的提高運行效率，并降低CPU使用率；本發明還使用了回調接口，當主站計算機獲得設備執行狀態反饋后，通過調用回調接口方法，從站計算機的接口實現方法直接獲得激發，具有CPU占用率低、程序運行性能高等優點。
文檔編號G05B19/05GK102339027SQ20111016876
公開日2012年2月1日 申請日期2011年6月22日 優先權日2011年6月22日
發明者張作艷, 張憲, 李強, 楊浪, 王鑫, 陳曦 申請人:北京康拓紅外技術股份有限公司