用于安全控制系统的数据通信方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及安全控制领域，尤其是用于控制继电器工作以使大型设备在安全状况下运行的安全控制系统的数据通信方法。
【背景技术】
[0002]在机床、包装机械、塑料机械、汽车制造等行业中，产线上的设备一般都为大型重型设备，需要人员操作，若设备出现异常可能导致人员伤亡或灾难发生，例如滚筒的回转运动(可能将手卷入)、机器人在其正常工作区域以外的运动，极有可能产生危险，而继电器在这些设备中的应用可以在设备出现异常时及时受控停止设备运行，有效减小了灾难发生的可能。继电器属于受控执行的安全开关，需安全控制系统作为控制器根据情况对其控制，由于继电器工作正常与否对现场安全有着至关重要的影响，对安全控制系统的可靠性要求极高，在安全控制系统的通信过程中，传输的数据必须正确，一旦传输错误下位机将执行错误的程序，导致控制继电器触点启闭出错，引发设备未能及时控停的严重后果。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种用于安全控制系统的数据通信方法，使系统内传输数据可靠性高。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:一种用于安全控制系统的数据通信方法，所述安全控制系统包括:上位机，其具备用于生成组件数据报文的配置单元、传输所述组件数据报文的发送单元和响应控制单元；主处理器，其具备用于寻址并转发所述组件数据报文的转发单元；以及至少两个从处理器，其具备报文响应单元、组件数据单元及输出控制单元；
[0005]所述主处理器和从处理器首先处于工作模式中，该方法包括:
[0006]步骤S1:所述上位机的配置单元生成初始化数据报文，发送单元发送初始化数据报文至所述主处理器，主处理器根据初始化数据报文头部和尾部校验之后切换至USB下载模式并进行初始化，主处理器的转发单元根据初始化数据报文头部寻址并将所述初始化数据报文转发至寻址的从处理器；
[0007]步骤S2:所述从处理器接收主处理器转发的初始化数据报文、根据初始化数据报文头部确定初始化数据长度、校验报文头部和尾部之后切换至USB下载模式并进行初始化，从处理器的报文响应单元根据初始化数据长度确定需接收的初始化数据报文总数并在传输结束后生成确认报文通过主处理器应答给上位机；
[0008]步骤S3:所述上位机的响应控制单元响应所述确认报文，并通知发送单元将配置单元中的组件数据报文发送至主处理器，主处理器在USB下载模式中下载所述组件数据报文并将其转发至所述从处理器；
[0009]步骤S4:所述从处理器在USB下载模式中下载所述组件数据报文，所述组件数据单元解析所述组件数据报文形成模块组件，所述输出控制单元根据所述模块组件控制所述安全控制系统的输出。
[0010]根据本发明的一个实施例，步骤S3中，上位机的发送单元相继发送两次组件数据报文至主处理器，每次组件数据报文分多个包发送，主处理器依次转发至从处理器，步骤S4中，从处理器在USB下载模式中依次下载所述组件数据报文，对两次组件数据报文进行校对，若一致则确定为待解析报文，所述组件数据单元解析所述待解析报文形成模块组件，所述输出控制单元根据所述模块组件控制所述安全控制系统的输出，若不一致则通知上位机重发组件数据报文。
[0011]根据本发明的一个实施例，所述从处理器还包括划分多个存储区段的存储单元，其至少包括区段一、区段二和区段三，将所述两次组件数据报文分别存放在区段二和区段三中，将所述待解析报文存放于区段一中，若上位机重发组件数据报文，则将重发的组件数据报文替换区段二或区段三中的组件数据报文。
[0012]根据本发明的一个实施例，步骤S4中，从处理器将已存储于区段一中的待解析报文装入内存中，并清空所述区段二和区段三，所述组件数据单元从内存中获取并解析所述待解析报文形成所述模块组件。
[0013]根据本发明的一个实施例，
[0014]所述模块组件包括:
[0015]输入组件，具备多个输入端，用于输入信号的输入；
[0016]开关组件，具备多个开关，其连接所述输入组件并根据所述输入信号控制其相应开关的导通并传输所述输入信号；
[0017]逻辑组件，连接所述开关组件，其根据输入信号、开关组件、以及自身逻辑组成的配合得到输出信号；
[0018]输出组件，连接所述逻辑组件，用于所述输出信号的输出；
[0019]所述输出信号用于所述从处理器的输出控制单元对继电器的控制。
[0020]根据本发明的一个实施例，所述组件数据报文在主机端分成多个包发送，在从处理器端重组成一个组件数据报文，在从处理器端分析组件数据报文的头部确定组件数据长度，从处理器根据长度接收包总数后，报文响应单元发送结束报文给上位机。
[0021]采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有如下突出优点:上位机与从处理器之间的通信通过主处理器协调控制，主处理器可以统一控制多个从处理器的工作以及寻址上位机需通信的相应处理器，多处理器的控制使得安全控制系统更可靠，上位机与从处理器间通过初始化数据报文建立用于报文交互的通信链路，主处理器和从处理器切换至USB (Universal Serial Bus，通用串行总线)下载模式并在建立的通信链路中下载传输组件数据报文，USB下载模式为处理器处于调试状态(非工作状态)，在该状态中传输数据出错率低，即使出错也可重新上电传输，且采用报文交互方式，使得上位机分包发送的报文在传送结束后均得到从处理器的响应，确保数据传输的完整性、可靠性。
【附图说明】
[0022]图1为本发明实施例的安全控制系统的结构示意图；
[0023]图2为本发明实施例的用于图1系统的一种数据通信方法的流程示意图；
[0024]图3为本发明实施例的用于图1系统的另一种数据通信方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0025]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0026]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施以及具体附图的限制。
[0027]图1示出了本发明的一种安全控制系统，例如是用于通过控制图中的继电器4以控制设备安全运行的控制系统，当然也可以用于其他的一些安全开关的控制，继电器4可以指单个继电器、或者多个继电器的组合、或者单个继电器及其旁路的组合、或者多个继电器及其旁路的组合，图中该系统还包括:上位机1，主处理器2，从处理器3和3’。
[0028]具体的，上位机I包括配置单元11、发送单元12和响应控制单元13，主处理器2包括转发单元21，从处理器3和3’包括报文响应单元31和31’、组件数据单元32和32’及输出控制单元33和33’。以标记3的从处理器为例，其中，上位机I的配