工业控制系统及其设置方法、模块及其设置方法、执行器的制造方法

工业控制系统及其设置方法、模块及其设置方法、执行器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种工业控制系统及其设置方法、模块及其设置方法、执行器。模块化工业控制系统包括控制器，所述控制器中设有控制代码，所述模块化工业控制系统中的模块设置方法包括设置所述模块的名称，所述名称与所述模块化工业控制系统中的控制器的控制代码所使用的名称相对应，以控制所述模块，以使该模块很容易地集成到模块化系统中。
【专利说明】工业控制系统及其设置方法、模块及其设置方法、执行器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种模块化工业控制系统中的模块设置方法、一种工业控制系统的设置方法、一种执行该工业控制系统的设置方法的执行器、一种用于组成部分或全部模块化工业控制系统的模块、以及一种模块化工业控制系统。
【背景技术】
[0002]模块化电子、电气和机电系统通常应用于众多行业中。在这些系统中，控制器用来控制系统中的多个模块以提供一个或多个期望的功能。
[0003]如图1所示为现有技术中该系统的其中一个实施例，即驱动铣床的系统100。特别地，系统100包括3个驱动模块，第一驱动模块101用于驱动铣床X轴，第二驱动模块102用于驱动铣床I轴，第三驱动模块103用于驱动铣床z轴。这三个模块中的每个模块由控制器110按照存储在控制器内存中的控制代码111进行控制。在本实施例中，所有模块101、102和103都是相同的，不同之处在于它们连接的装置不同，因此它们驱动的装置也不同。
[0004]该模块化系统因多种原因而具有优势。例如，采用模块化系统意味着可以采用标准控制器来控制不同的系统，且正在考虑对该控制器做简单编程以实现该系统所要求的功能。另外，可尽可能采用标准模块化部件，这样当某个模块发生故障时可被更换而不是尝试着维修或甚至更换整个系统。因此，该系统由于价格相对低廉且容易制造和维护而具有优势。
[0005]控制器所采用的、用于实施控制功能的代码111包括以下程序:
[0006]ABSMove(Axis:= ‘X_Axis，，Position:=10);
[0007]AxisVelocity(Axis:= ‘Y_Axis，，Velocity:=20);
[0008]RELMove(Axis:= ‘Z_Axis，，RelPosition:=30);
[0009]当实施代码111时，控制器首先执行第一行代码:ABSMove (Axis: = ‘X_Axis’，Position:=10)。这首先涉及到确定哪个模块驱动X_Axis。控制器110通过使用存储在与控制器110关联的存储器中的查询表112来实现此功能。例如，控制器会询问查询表哪个模块对应于X_Axis，然后查询表会返回一个信息指明具有序列号123的模块对应于X-Axis。因此，控制器110会指示具有序列号123的模块移动到位置10.[0010]图2和图3给出了模块故障且必须被更换的情况。特别地，模块102故障并因此被模块104所替代。然而，如图2所示，查询表112指定Y_Axis由具有序列号为456的模块驱动。而由于模块已经被改变，如图3所示，必须更新查询表以指定具有序列号为246的模块对SY_Axis。然而，更新控制器110的查询表112需要维护工程师来主动更新查询表。这可能涉及到需要在PC开发套件上打开控制软件，以识别其中哪个表或软件模块(甚至在适度的系统中都有很多这样的表或软件模块)需要更改。制定需要做的更改，并更改查询表，若有需要可再次编译，然后把更新的内容下载到控制器中。所有这些都有风险:比如，可能更改了不应该更改的查询表、可能做了不应该做的更改、编译器版本可能不同以及代码的运行与最初期望的不同。因此，该过程会花费维护工程师额外的时间，这随后会反应到成本上，即维护工程师需要重新配置系统使其和新模块配合工作，该新模块和之前的模块完全相同，只是新模块的新序列号需要设置在查询表中。

【发明内容】

[0011]本发明中的实施例旨在解决至少上述问题中的一部分。
[0012]根据本发明的一方面，提供了一种模块化工业控制系统中的模块设置方法，所述工业控制系统包括控制器，所述控制器中设有控制代码，该方法包括设置所述模块的名称，所述名称与所述模块化工业控制系统中的控制器的控制代码所使用的名称相对应。所述模块设置方法用于设置模块化工业控制系统中的模块，以使所述模块易被集成到模块化系统中
[0013]上述模块的名称和所述控制代码所使用的名称完全相同。
[0014]上述模块设有存储器，所述名称被设置寄存在所述存储器中。
[0015]根据本发明的第二方面，提供了一种工业控制系统的设置方法，该工业控制系统可以被设置为模块化，以使新的模块到所述工业控制系统。所述工业控制系统包括一个或多个模块以及设有控制代码的控制器，所述控制代码中包括可引用的一个或多个模块名称，所述设置方法包括:询问所述工业控制系统的一个或多个模块的名称及将所述工业控制系统的一个或多个模块的名称和所述控制代码中所引用的一个或多个模块名称进行对比。
[0016]上述方法包括询问所有模块的名称。
[0017]上述方法还包括在进行所述对比前，获取所述控制代码中的所述可引用的一个或多个模块名称。
[0018]上述方法还包括:若具有与所述控制代码中的所述可引用的一个或多个模块名称相对应的名称的模块被识别，则执行所述控制代码。
[0019]上述方法还包括:若具有与所述控制代码中的所述可引用的一个或多个模块名称相对应的名称的模块未被识别，则产生信号以指示需要维护工程师处理。
[0020]根据本发明的第三方面，还提供了一种执行器，执行如上一所述的工业控制系统的设置方法。
[0021]根据本发明的第四方面，提供了一种模块，用于组成部分或全部模块化工业控制系统，所述模块化工业控制系统包括多个模块以及控制所述多个模块的控制器，该模块包括:存储有名称的存储器，所述名称和所述模块化工业控制系统中控制器的控制代码所使用的名称相对应，以控制所述模块，且所述模块用于所述系统内。
[0022]更进一步地，根据本发明的第五方面，提供了一种模块化工业控制系统，包括:一个或多个模块，以及控制所述一个或多个模块的控制器，其中每个所述模块在其内存中设置有名称，每个所述名称和所述控制器所使用的名称对应，以指示相应的模块。
[0023]上述控制器包括:存储代码的存储器和执行所述代码的处理器，其中所述代码提供了用于指示所述模块的流程。
[0024]上述多个模块中的一个模块是上述任一所述的、用于组成部分模块化工业控制系统的模块。
[0025]本发明实施例提供了 一个设置在系统内的识别模块，该模块内存储有名称。[0026]本发明实施例提供的系统用于在系统内一个或多个模块故障时协助维护。该系统由一个或多个通过公共通信网络连接的模块组成。
[0027]在本发明实施例中，控制器在上电时会检查给定的用户名称。如果在替代模块安装前，已经将所述名称设置在该替代模块中，则控制器将识别安装在系统内的新模块的功能并知道哪个指令适用于该模块。
[0028]本发明实施例的一个优点是在系统位置上所要求的唯一技能是具有物理安装替代模块的能力，只要在新模块出厂前(如在系统制造商的供货基地)，模块名称已经设置在新模块中，则该位置无需任何软件技能。
[0029]优选地，本发明实施例还提供一种系统，该系统在运行时使用较少的处理能力和内存，因为查询表无需存储在内存中并且该过程无需执行额外的处理过程来执行查询操作。
【专利附图】

【附图说明】
[0030]通过以下对附图的描述，本发明实施方式的特征和优点将变得更加容易理解，其中:
[0031]图1给出了现有技术中用于控制三个驱动模块的模块化系统；
[0032]图2给出了正在更换模块化系统中的一个模块时的、如图1所示的现有技术中的模块化系统；
[0033]图3给出了更换模块后的、如图2所示的现有技术中的模块化系统；
[0034]图4给出了本发明实例之一提供的控制三个驱动模块的模块化驱动系统。
[0035]图5给出了正在更换模块化系统中的一个模块时的、如图4所示的模块化驱动系统；
[0036]图6给出了更换模块后的、如图5所示的模块化驱动系统；以及
[0037]图7给出了模块化系统中控制器所采用的识别新安装模块的过程。
[0038]在说明书和附图中，相同的附图标记指相同的部件。
【具体实施方式】
[0039]图4给出了模块化系统200。当需要更换一个或多个模块时，模块化系统200可采用简单的维护流程。
[0040]模块化系统200包括由控制器210通过通信接口 220控制的模块201、202、203。控制器210包括处理器(未示出)和存储器(未示出)。存储器用于存储代码211，以实施控制相关模块201、202、203运行的过程，而处理器用于执行实施该过程的代码。
[0041]第一模块201、第二模块202和第三模块203分别是铣床x轴、y轴和z轴的驱动模块。从图4可知，每个模块都具有相同的类型，例如IA类型驱动模块。每个模块都一个相应的序列号。进一步地，每个模块都一个相应的名称，例如X_Axis、Y_Axis、Z_Axis，这些名称被预先设置在各自模块的存储器中。该预先设置是在制造商的制造基地或供货基地完成的。设置的名称和控制器210用于控制模块所使用的名称相对应。因此，通过把模块名称设置到模块的非易失性存储器中，一旦每个模块被安装到包含控制器210的系统中，控制器210将会自动识别每个模块并能够给每个模块201、202、203直接发送指令。[0042]图5给出了模块202的其中一个故障并必须被更换的实施例。因此，模块202被相同的替代模块204所更换。虽然模块202和204有不同的序列号，但该序列号都被设置成指定它们的名称为‘Y_Axis’。因此，如图6所示，一旦模块204被安装，模块204可在系统内运行，因为控制器210可识别这个新的模块。在安装新模块时，无需任何系统设置。所有系统设置在制造厂内完成。从而可知，由于维护工程师只需要具备拆除旧模块和连接新模块的技能，而无需计算机编程技能，因此维护成本大大降低。另外，工程师更换模块的时间也大大减少，因此整体上降低了维护工程师的人工成本。
[0043]图7给出了控制器所采用的识别新模块的安装的过程。当工程师更换模块时，他首先要断开系统200的电源。然后，工程师用新模块204更换旧模块202。随后再重新接通电源，如步骤SI所示。控制器210然后询问网络以确定系统200中的哪些模块及其模块名称被连接到通信链路220上。在系统200中，控制器210获取名称X_Axis、Y_Axis和Z_Axis，如步骤S2所示。然后，控制器210将获取的名称和代码所要求的名称进行对比，如步骤S3所示。系统200中使用的代码如下:
[0044]ABSMove(Axis:= ‘X_Axis，，Position:=10);
[0045]AxisVelocity(Axis:= ‘Y_Axis，，Velocity:=20);
[0046]RELMove(Axis:= ‘Z_Axis，，RelPosition:=30);
[0047]控制器210识别出代码所引用的所有模块，即X_AXis、Y_AXis和Z_Axis都存在于系统200中。因此，控制器210可执行如步骤S4所示的控制过程。
[0048]若控制器210确定代码211所引用的模块中存在未连接到系统200的模块，则执行步骤S5。在步骤S5中， 为引用正确的模块名称需要修改代码，需要为模块设置正确的名称，或者需要安装正确的模块。
[0049]本领域技术人员应该明白，本发明中的实施例可应用于任何包含多个待更换模块的系统中。系统中模块的具体功能和本发明实施例无关。虽然上述实施例中给出的所有模块具有相同的功能，可以理解的是，该系统也可能包含多个具有不同功能的模块。
[0050]当由处理器执行任何类型计算机上的计算机程序时，将提供一个计算机，该计算机具有存储计算机程序的存储器和执行计算机程序的处理器。处理器将执行算法程序。该计算机程序可能包括用来指示计算机执行上述一个或多个不同方法功能的计算机代码。可能在某个装置上提供执行这些方法的计算机程序和/或代码，比如一台计算机，在计算机可读媒介上。该计算机可读媒介可以是，诸如电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统等，或用于数据传输的传输媒介，例如从互联网下载代码。物理的计算机可读媒介的非限制性实例包括半导体或固态存储器、磁带、可移动计算机磁盘、随机存取存储器(RAM )、只读存储器(ROM)、刚性磁盘和光学磁盘，如只读光盘驱动器(⑶-R0M)，可记录光盘驱动器/可写式光盘(⑶-R/W)或数字化视屏光盘(DVD)。
[0051 ] 需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0052]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种模块化工业控制系统中的模块设置方法，其特征在于，所述模块化工业控制系统包括控制器，所述控制器中设有控制代码，该模块设置方法包括设置模块的名称，所述名称与所述模块化工业控制系统中的控制器的控制代码所使用的名称相对应。
2.根据权利要求1所述的模块设置方法，其特征在于，所述模块的名称和所述控制代码所使用的名称完全相同。
3.根据权利要求1或2所述的模块设置方法，其特征在于，所述模块设有存储器，所述名称被设置寄存在所述存储器中。
4.一种工业控制系统的设置方法，其特征在于，所述工业控制系统包括一个或多个模块以及设有控制代码的控制器，所述控制代码中包括可引用的一个或多个模块名称，所述设置方法包括:询问所述工业控制系统的一个或多个模块的名称；及将所述工业控制系统的一个或多个模块的名称和所述控制代码中所引用的一个或多个模块名称进行对比。
5.根据权利要求4所述的设置方法，其特征在于，所述设置方法包括询问所有模块的名称。
6.根据权利要求4或5所述的设置方法，其特征在于，所述设置方法还包括在进行所述对比前，获取所述控制代码中的所述可引用的一个或多个模块名称。
7.根据权利要求6所述的设置方法，其特征在于，所述设置方法还包括:若具有与所述控制代码中的所述可引用的一个或多个模块名称相对应的名称的模块被识别，则执行所述控制代码。
8.根据权利要求6所述的设置方法，其特征在于，所述设置方法还包括:若具有与所述控制代码中的所述可引用的一个或多个模块名称相对应的名称的模块未被识别，则产生信号以指示需要维护工程师处理。
9.一种执行器，执行如权利要求4至8中任一项所述的工业控制系统的设置方法。
10.一种模块，用于组成部分或全部模块化工业控制系统，所述模块化工业控制系统包括多个模块以及控制所述多个模块的控制器，其特征在于，该模块包括:存储有名称的存储器，所述名称和所述模块化工业控制系统中的控制器的控制代码所使用的名称相对应。
11.一种模块化工业控制系统，其特征在于，包括:一个或多个模块，以及控制所述一个或多个模块的控制器，其中每个所述模块在其内存中设置有名称，每个所述名称和所述控制器所使用的名称对应。
12.根据权利要求11所述的模块化工业控制系统，其特征在于，所述控制器包括:存储代码的存储器，和执行所述代码的处理器，其中所述代码提供了用于指示所述模块的流程。
13.根据权利要求11或12所述的模块化工业控制系统，其特征在于，所述多个模块中一个模块为如权利要求10所述的模块。
【文档编号】G05B19/418GK103885395SQ201310706325
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2012年12月19日
【发明者】理查德·马克·维恩 申请人:控制技术有限公司