用于在控制系统中将顺序功能图作为功能块执行的方法
【专利说明】
[0001] 本申请是于2010年4月14日提交的发明专利申请（中国国家申请号为 201010165304. 5,发明名称为"用于在控制系统中将顺序功能图作为功能块执行的方法"） 的分案申请。
技术领域
[0002] 本文公开的主题涉及控制系统，并且更具体地说涉及在可编程控制器上设计和执 行逻辑。
【背景技术】
[0003] 用于过程、装置和设备的控制系统可包括各种逻辑，以配置控制系统如何监测和 控制过程、装置和设备。控制系统可包括一个或多个可编程控制器。为了实现用于控制器的 逻辑的设计和提供更容易的配置，控制系统逻辑可以各种形式呈现于图形用户界面（GUI) 上。
[0004] 图形用户界面（GUI)对于用户是可访问的，并且用户可由GUI设计逻辑和配置控 制器。GUI可通过以标准格式和/或程序设计语言来表现逻辑而呈现控制逻辑的设计。顺 序功能图（SFC)是根据国际电工委员会（IE061131-3标准而定义的一种编程语言。这种 SFC控制逻辑可能不能被控制器的某些可编程控制系统所执行或理解。
【发明内容】
[0005] 与最初要求保护的本发明的范围相称的某些实施例可概括如下。这些实施例并不 意图限制要求保护的本发明的范围，相反这些实施例仅仅意图提供本发明的可能形式的简 要概括。实际上，本发明可包含各种可与下述实施例相似或不同的形式。
[0006] 在第一实施例中，方法包括在物理计算装置上接收SFC逻辑，其中SFC逻辑包括步 骤和过渡（transition，或称变换），并在物理计算装置上将步骤和过渡转换成功能块。该 方法还包括将功能块逻辑从物理计算装置上载到控制器上。
[0007] 在第二实施例中，物理计算装置包括有形的机器可读介质，其包括适合于为用户 提供SFC编辑器的代码，接收包括SFC模型的第一程序代码，将第一程序代码转换成包括块 件（blockware)的第二程序代码，并输出第二程序代码。
[0008] 在第三实施例中，系统包括可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器包括可执行的 功能块以执行一个或多个控制功能，其中功能块是通过块库由顺序功能图模型转换而来。
【附图说明】
[0009] 当参照附图阅读以下详细说明时，将更好地理解本发明的这些以及其它特征、方 面和优势，其中在所有附图中相同的标号表示相同的部件，其中： 图1是根据本发明的一个实施例的控制系统的一种实现的示意图； 图2是根据本发明一个实施例的用于为控制器的设计和配置控制逻辑的系统的示意 图； 图3描绘了根据本发明一个实施例的包括块件编译器的设计程序的一个实施例； 图4是根据本发明一个实施例的SFC逻辑图表和由编译器所产生的相对应的块件的示 意图；和 图5是根据本发明一个实施例的从SFC逻辑产生块件的过程的流程图。
[0010] 标号列表： 10系统；12控制系统；14过程；16涡轮；18发电部件；20传感器；22促动器/马 达；24接口；26控制器；30系统；32用户；34计算机；36设计程序；31存储器；33输 入装置；35显示器；37处理器；38网络；39固件；40图表编辑器；42编译器；44功能 块；46块库；47SFC数据模型；48箭头；49箭头；50块件（blockware) ;52SFC逻辑图 表；54相对应的块件；56开始块；58输入；60产生输出；62逻辑部件；63箭头；64功 能块；66输入；68输出；70逻辑部件；69箭头；72功能块；74输入；76输出；78逻辑 部件；80过程；82块；84任务程序代码；86传统块件程序代码；88传统块件图表编辑 器。
【具体实施方式】
[0011] 以下将描述本发明的一个或多个特定实施例。为了提供这些实施例的简明描述， 在说明书中可能没有完全描述实际实施的所有特征。应该懂得，在任何这种实际实施的研 究中，如同在任何工程或设计项目中一样，必须做出许多实施特有的决策，以实现研究者的 特定目的，例如符合与系统及商业相关的约束，其可能根据实施而变化。此外，应该懂得这 种研究工作可能是复杂且耗时的，但对于受益于本发明公开的普通技术人员仍然是其承担 设计、构造和制造的日常事务。
[0012] 当介绍本发明的各种实施例的元件时，冠词"一"、"一个"、"这个"和"所述"都意 图表示有一个或多个元件。词语"包括"、"包含"和"具有"都是包括性的并意味着除了列 出的元件之外，还可以有其它元件。
[0013]本发明的实施例包括用于在可编程控制器中将顺序功能图（SFC)作为块件（例如 功能块）而执行的技术。实施例包括接收包含步骤和过渡的顺序功能图（SFC)逻辑，将顺 序功能图（SFC)逻辑的步骤和过渡转换成功能块逻辑，并且将功能块逻辑从物理计算装置 上载到控制器。这些步骤和过渡可根据SFC规范（IEC61131-3)进行设计。功能块逻辑的 功能块通常包括输入（例如输入变量）、输出（例如输出变量）和逻辑运算符（例如布尔运 算符、数字运算符等等）。在一些实施例中，可提供块库，其包括专门的功能块，它们提供了 对SFC逻辑的步骤和过渡进行转换的机制。
[0014]图1描绘了根据本发明的一个实施例的系统10,系统10联接到控制系统12。系统 10可包括例如过程14、涡轮16、发电部件18或任何其它部件或其组合。过程14可包括各 种操作部件，例如电动马达、阀门、促动器、传感器或各种制造、处理、材料搬运以及其它应 用。此外，过程14可包括用于通过自动化和/或观测而调整过程变量的控制和监测设备。 涡轮16可包括蒸汽涡轮、燃气涡轮、风力涡轮、水力涡轮或其任意组合。例如，涡轮16可包 括具有燃气涡轮、蒸汽涡轮和热回收蒸汽发生（HRSG)系统的联合循环。此外，涡轮16可驱 动发电部件18,其可包括发电机。作为备选，在一些实施例中，涡轮16和/或发电部件可 以是太阳能驱动的。涡轮16和发电部件18可包括任意数量的操作部件，例如马达、旋转部 件、功率电子装置、传感器、促动器等等。
[0015] 所示的过程14、涡轮16和发电部件18可包括任意数量的传感器20和促动器/马 达22。传感器20可包括任意数量的适合于提供关于过程条件的信息的装置。例如，传感 器20可监测温度、压力、速度、流体流速、振动、噪声、废气排放、功率输出、间隙或任何其它 合适的参数。促动器22可类似地包括任意数量的适合于响应输入信号而执行机械动作的 装置。例如，促动器22可控制燃料喷射速率、稀释剂或水的喷射速率、冷却剂速率、功率输 出水平、速度、流速、间隙等等。
[0016] 如图所示，这些传感器20和促动器22例如通过接口 24而与控制系统12通信。 控制系统12可包括一个、两个、三个或更多个控制器26 (例如可编程逻辑控制器），其可以 任何适合于监测和控制系统10的方式进行操作。例如，这种系统可被称为单工（一个控制 器）、双工（两个控制器）、三模冗余（三个控制器并被称为"TMR"），并可提供任何合适的 冗余模型。传感器20和促动器22可与任何或所有控制器26直接通信。这些装置可被用 来操作过程设备。事实上，可在由控制系统12和控制器26监测并控制的过程循环中利用 它们。在某些实施例中，控制器26可以是单独的和/或与过程14、涡轮16、和/或发电部 件18 -体的。
[0017] 图2是根据本发明一个实施例的用于为控制器26设计控制逻辑的系统30的示意 图。用户32可与计算机34交互，计算机34执行用于控制逻辑的设计程序36。计算机34 可包括用于储存设计程序36和/或任何其它数据或程序的存储器31 (例如有形的机器可 读介质）。用户32可通过联接在计算机34上的输入装置33而与计算机34交互。输入装 置33可以是鼠标、跟踪球、键盘、触摸屏、语音识别系统、任何合适的输入装置或其任意组 合。
[0018] 计算机34可以是任何合适的计算机，例如笔记本、台式机、服务器等等。在其它实 施例中，计算机34可以是任何能够执行设计程序36的便携式电子装置。计算机34可包括 显示器35,从而将设计程序36的各个部分或屏幕显示给用户32。显示器35可包括CRT显 示器、IXD显示器、0LED显示器、LED显示器或任何合适的显示器或其组合。此外，计算机34 可包括一个或多个处理器37,其可与存储器31通信，并执行计算机34上的设计程序36和 任何其它程序。
[0019] 计算机34可通过网络38联接在控制器26上。网络38可包括任何有线网络、无 线网络或其组合，例如以太网、无线以太网等等。控制器26可包括固件39,其通常负责解 释、编译和/或执行从计算机34通过网络38下载到控制器26中的任何控制逻辑。
[0020] 为了创建用于控制器26的控制逻辑，用户32可在设计程序36中起动新的逻辑 设计或加载现存的逻辑设计。在一个实施例中，设计程序36可为用户32提供顺序功能图 (SFC)图表编辑器40,其利用IEC61131-3标准（被称为"SFC"）来设计逻辑。如以下进一 步所述，由用户32创建的SFC逻辑（其可被称为SFC"数据模型"）可包括各种"步骤"和 "过渡"以限定监测和控制系统10的逻辑。
[0021] 在这样一个实施例中，控制器26的固件39可能不能解释、编译和/或执行由设计 程序36的SFC设计编辑器40所产生的SFC逻辑程序代码。例如，控制器26可能只能够解 释、编译和/或执行"块件"程序代码，例如根据功能块限定的逻辑，而非由用户32利用SFC 设计程序40所创建的SFC逻辑（SF