一种可编程控制器的可视化管理系统及方法与流程

本发明涉及可编程控制器领域，特别涉及一种可编程控制器的可视化管理系统及方法。

背景技术：

现有技术中，plc(programmablelogiccontroller可编程逻辑控制器)通过串口(如rs-232/rs-485/rs-422等)与人机界面或pc端的组态软件连接，除了plc程序需要编辑之外，人机界面或组态软件需要独立编辑界面显示内容，并需要编辑显示内容同plc内部运行数据之间的关系，操作起来较为繁琐，并且对于程序升级版本管理比较麻烦，并且还需要另外设置服务器，通过服务器的中转来实现plc跟手机端、浏览器端的交互，运营成本较高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种可编程控制器的可视化管理系统及方法，解决现有技术中人机界面需要独立编辑界面显示内容造成的操作繁琐和运营成本高的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种可编程控制器的可视化管理系统，包括：plc本体、可视化模块和编程装置，所述plc本体包括处理器、供电电源单元、输入信号检测单元、输出控制信号单元和通信单元；其中，所述plc本体通过通信接口与所述可视化模块连接，所述可视化模块通过所述通信单元访问所述plc本体进行数据读取；所述输入信号检测单元用于检测数字量输入di和模拟量输入ai，所述输出控制信号单元用于控制数字量输出do、模拟量输出ao。

其中，所述可视化模块包括pc端、移动终端和专用显示设备中的一种。

其中，所述处理器包括一体式的单片机微处理器和分立结构的独立处理单元中的一种。

具体的，所述分立结构的独立处理单元包括微处理单元、用户程序存储器和运行数据存储器。

其中，还包括功能扩展接口，所述功能扩展接口用于连接额外的输入信号检测单元、输出控制信号单元和通信单元。

一种可编程控制器的可视化管理方法，包括：

预先编辑需要显示的内容，将上述内容数据化成为人机交互数据块，再将人机交互数据块装载入plc本体内；可视化模块通过标准通信格式读取plc中的人机交互数据块，并显示在可视化模块中。

其中，所述标准通信格式包括web格式、pc应用程序自定义格式、app应用程序自定义格式、自定义专用显示器的自定义格式中的一种。

其中，所述需要显示的内容包括需要显示的文字、图形、位置、尺寸和运行寄存器。

其中，所述人机交互数据块还包括可视化模块的操作通用规范，所述操作通用规范包括显示、压按、点击和输入文本。

其中，所述可视化模块读取人机交互数据块的载体包括pc上的web浏览器、应用程序、移动端的web浏览器、移动端app和专用显示设备中的一种。

采用上述技术方案，由于将可视化模块需要显示的内容直接装载在plc本体内，并且可视化模块仅需通过标准通信接口便能够直接读取显示界面等显示内容，操作简单，无需考虑可视化模块中版本对应等问题，同时降低了用户在可视化模块端的开发成本。

附图说明

图1为本发明可编程控制器的可视化管理系统的结构示意图；

图2为本发明可编程控制器的可视化管理方法中编程装置部分的流程图；

图3为本发明可编程控制器的可视化管理方法中编程装置部分的示例图；以及

图4为本发明可编程控制器的可视化管理方法中可编程控制器部分的流程图。

图中，1-plc本体，11-处理器，111-微处理器单元，112-用户程序存储器，113-运行数据存储器，12-供电电源单元，13-输入信号检测单元，14-输出控制信号单元，15-通信单元，16-功能扩展接口，2-可视化模块，3-编程装置，41-字符代码，42-显示数字。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

作为本发明的第一实施例，提出一种可编程控制器的可视化管理系统，如图1所示，包括：plc本体1、可视化模块2和编程装置3，plc本体1中不仅编辑有控制器程序，还编辑有需要显示在可视化模块2中的文字、图形、位置、尺寸和运行寄存器等内容。可视化模块2通过与plc本体1建立连接，直接调用plc本体1中编辑的文字、图形、位置、尺寸和运行寄存器等内容，并显示出来。通过编程装置3对plc本体1进行显示部分编程和控制部分的编程，编程装置3一般为pc，还可以采用其他编程器来实现。

继续如图1所示，plc本体1包括有处理器11、供电电源单元12、输入信号检测单元13、输出控制信号单元14、通信单元15和功能扩展接口16；处理器11可以采用一体式的单片机微处理器或者是分立结构的独立处理单元。本实施例中处理器11采用分立结构的独立处理单元，包括微处理器单元111、用户程序存储器112和运行数据存储器113三部分，三部分通过电性连接实现处理器11的相关功能。其中的用户程序存储器112用于存放用户程序以及能在可视化模块中显示的图形、文字和数据，用户程序存储器112可以采用闪存或者rom存储单元来实现，本实施例中用户程序存储器112采用的是flash闪存。运行数据存储器113采用ram存储单元来实现，优选的可以采用非易失ram来保证编辑数据不会因为掉电而丢失。输入信号检测单元13用于检测数字量输入di和模拟量输入ai，输出控制信号单元14用于控制数字量输出do、模拟量输出ao。通信单元15采用的标准协议的通信接口，例如以太网接口、无线网络接口、rs-232串口、rs-485串口和rs-422串口等。通过通信单元15使得plc本体1与可视化模块2建立连接，使可视化模块2无需安装或预置特定程序，节约了用户的开发成本。扩展功能接口16可以用以增加输入信号检测单元13、输出控制信号单元14和通信单元15的数量，以满足不同应用场景的需求。

可视化模块2可以采用pc端、移动终端或者专用的显示设备，本实施例中采用的可视化模块是pc端，pc端通过以太网接口与plc本体1建立连接，通过pc端的web浏览器直接浏览到plc本体1的ip地址，访问plc本体1的程序及数据，并解析成图形、文字和数据，显示在web浏览器中。同样可以通过pc端的应用程序、移动端的web浏览器、移动端的app、专用的显示设备等来访问plc本体调取数据。

本申请还提出一种基于上述可编程控制器的可视化管理系统的可编程控制器的可视化管理方法，包括两部分，首先是在编程装置部分，如图2所示，：

步骤s1：预先编辑需要显示的内容；其中，所述需要显示的内容包括需要显示的文字、图形、位置、尺寸和运行寄存器。上述需要显示的内容根据可视化模块的不同可以有多种模式。步骤s2：将需要显示的内容数据化成为人机交互数据块；其中，人机交互数据块还包括可视化模块的操作通用规范，所述操作通用规范包括各种可视化模块的显示、压按、点击和输入文本等操作。具体的，在编程装置上进行数据化的内容包括控制部分的内容和显示部分的内容，其中，显示部分的内容又包括固定值内容和可变值内容，固定值内容需要参数化的数据包括显示的字符、字符的位置和字符的大小；可变值内容包括读取的寄存器、内容的位置和内容的大小，其中，寄存器采用vb类型进行存储，vb0占据的寄存器大小是8位字节，能够节约数据存储空间和提升可视化模块和plc之间的传输速率。步骤s3：再将人机交互数据块装载入plc本体内。举一例说明，如图3所示，以“计数器”的字符代码31、字符位置和字符的尺寸和显示数字32的所存储的寄存器、所在的位置及其的大小，例如，“计”字的代码为：bcc6，“数”字的代码为：cafd，“器”字的代码为：c6f7；其的位置为01行01、02、03列；字符大小为4号。显示数字的寄存器分别为：数字“1”是31寄存器，数字“2”是32寄存器，数字“3”是33寄存器，数字“4”是34寄存器，其的位置分别为01行04、05、06、07列。本领域技术人员可以知道，字符的编码可以采用gb2312及其他编码方式。

其次，如图4所示，在plc部分：

步骤s4：可视化模块通过标准通信格式读取plc中的人机交互数据块；其中，可视化模块读取人机交互数据块的载体包括pc上的web浏览器、应用程序、移动端的web浏览器、移动端app和专用显示设备；标准通信格式包括web格式、pc应用程序自定义格式、app应用程序自定义格式、自定义专用显示器的自定义格式。可视化模块能够采用其中任一中通信方式进行读取操作，上述通信协议包括串口的rs-232通信协议、rs-485通信协议和rs-422通信协议、以太网接口和无线网络接口的http协议和tcp协议等。步骤s5：解析人机交互数据块并显示在可视化模块中。

采用上述技术方案，由于将可视化模块需要显示的内容直接装载在plc本体内，并且可视化模块仅需通过标准通信接口便能够直接读取显示界面等显示内容，操作简单，无需考虑可视化模块中版本对应等问题，同时降低了用户在可视化模块端的开发成本。

同现有的人机界面同plc分立式产品相比，本发明的可视化内容直接编辑在plc本体中，可在需要的时候再进行选择性增加专用人机界面，不需要时不用增加人机界面，节约了使用成本。本发明中的可视化内容直接编辑在plc本体中，方便使用者对项目的管理，避免应用程序版本更新可能导致的可视化内容不对应的问题；本发明中的可视化内容以固定的格式存储在plc本体中，pc端或者移动端的web浏览器以标准的通信格式访问plc本体，plc仅需将对应的数据按标准格式封装好，返回给访问方，不需要再对pc端开发针对用户项目的专用的组态程序，降低了用户开发成本；上面描述的web浏览器，也可通过通用的应用程序或移动app，通过标准的通信格式访问plc本体，就可得到更优化的组态程序，从而降低用户开发成本，并优化可视化效果；现有的工控行业对移动端的组态的操作较为繁琐，并且成本高昂，本发明可以简便地解决移动端组态的可视化功能。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。