一种可自主配置硬件资源的PLC快速构建方法与流程

本发明涉及一种可自主配置硬件资源的plc快速构建方法，属于plc硬件资源配置的
技术领域：
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背景技术：
：plc产品系列化是指根据不同i/o输入输出类型、路数、通信模式的不同，差异定制开发，传统方式下，需要开发差异性的软件来实现，大大增加了开发的难度，存在开发周期长、软件稳定性与一致性差等问题。中国专利文献cn101303580a公开了一种支持多种cpu构造plc控制器的实现方法，本发明包括核心构造部分和应用设计两大部分。核心构造部分包括plc指令框架、plc引擎构造和cpu平台构造三部分，plc指令框架实现plc指令算法和汇编代码的转换，plc引擎构造实现通用引擎的结构和框架定制，cpu构造实现各种cpu属性的定制和描述。应用设计部分包括硬件构造平台和软件设计平台两部分，硬件设计平台根据应用和核心部分的cpu构造，对各类硬件资源进行定制和描述，包括i/o、中断、定时器和可配置软元件等。软件设计平台实现il指令编写和梯形图设计，向用户提供逻辑控制程序设计平台，用户逻辑控制程序和硬件构造平台对cpu的构造结果结合实现plc控制器的定制开发。中国专利文献cn101303580a与本发明的技术区别如表1：表1：本发明是通过对cpu硬件资源进行硬件的自主配置，快速构建定制plc硬件，通过配置技术，实现cpu硬件资源范围内任意i/o点数定制，可以快速形成不同i/o点数、不同通信方式的系列安全plc研发。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明提供一种可自主配置硬件资源的plc快速构建方法。将本发明所述构建方法应用至新型号的plc开发时，只需根据i/o点数的不同开发pcb硬件电路，plc系统软件不用单独开发，通过配置参数的方式实现，缩短了开发周期，保证了软件稳定性与一致性。本发明的技术方案如下：一种可自主配置硬件资源的plc快速构建方法，包括：(1)生成硬件资源配置参数表；根据plc产品的定制要求，plc硬件根据控制要求及plc的功能确定i/o点数及类型，在cpu硬件i/o资源允许的范围内，实现不同型号plc构建；所述硬件资源配置参数的确定方法包括：(1.1)plc的i/o点数选择，首先要考虑控制要求，兼顾备用余量；通常i/o点数是根据受控对象的输入、输出信号的实际需要，再加上10％--30％的备用量来确定的；(1.2)依据i/o资源要求，开发pcb电路板plc-pcb；(1.3)应用硬件可配置软件生成硬件资源配置参数表plc-cs，实现plc硬件资源的自主配置；所述硬件可配置软件是本领域技术人员所常用的软件，其作用就是实现硬件资源配置参数表plc-cs；为了更好的解释硬件可配置软件，其操作界面如图1，在图1中，i/o端口类型列l1是可选得plc常用类型列表；选择l1后i/o端口访问名列l3自动生成，i/o端口访问是plc用户程序编程需要用到的plc变量；再选择i/o端口序号列l2，此列罗列l1类型下的所有可选cpu对应引脚；然后逐行增加生成“硬件资源配置参数表plc-cs”；(2)将所述硬件资源配置参数表plc-cs下载到plc-pcb参数配置存储区flash中，将plc监控程序下载到plc-pcb程序存储区flash中，完成plc的构建；所述plc监控程序是本领域技术人员所熟知的技术，是硬件平台端的底层驱动程序，包括硬件解析、语句表解析、通讯接口驱动等等，该监控程序包括不同plc的融合技术，该程序是针对可配置plc专门研发的监控程序，但针对不同的plc来说这个程序是唯一的；(3)构建的plc运行实现过程，在plc运行时：(3.1)读取硬件资源配置参数表plc-cs完成i/o驱动解析，完成硬件资源的自主配置；(3.2)运行plc监控程序；至此，plc运行完全具备了plc功能，具备梯形图、语句表编程，实现逻辑控制、算术运算、计时、计数、数据处理、pid运算和通信功能。根据本发明优选的，在所述步骤(1)中，plc配置参数建立通过qt软件实现，根据参数表数据结构形成plc-cs参数文件，通过串口下载到plc硬件电路中，供运行plc时调用配置参数plc-cs，完成i/o驱动配置；参数表数据结构如下：plc-cs参数表结构：①②④plci/o端口类型plci/o端口位置cpui/o端口pi.j①plci/o端口类型：根据plc型号要求，配置成开关量输入(di)、开关量输出(do)、模拟量输入(ai)和模拟量输出(ao)；②plci/o端口位置：根据plc型号要求，配置所选类型的路数位置；④cpui/o端口pi.j：根据cpu类型不同，分多个i/o端口p0.0,p0.1,...pi.j,....；本字段设置plci/o端口位置所对应的cpui/o端口pi.j。根据本发明优选的，所述plc-cs参数表结构还包括plci/o端口参数：根据plc型号要求，对配置的i/o端口设置参数；无类型参数时为空；根据本发明优选的，所述步骤(3)中运行plc时调用配置参数plc-cs，完成i/o驱动配置解析的实现方法包括：①②③④plci/o端口类型plci/o端口位置plci/o端口参数cpui/o端口pi.j运行plc时，plc操作系统软件先调用配置参数plc-cs，根据参数表记录依次根据plci/o端口类型开关量输入(di)、开关量输出(do)、模拟量输入(ai)、模拟量输出(ao)几种类型将cpu对应的i/o端口完成i/o驱动配置，实现方法如下：①plci/o端口类型：读取lci/o端口类型,根据plc端口开关量输入(di)、开关量输出(do)、模拟量输入(ai)和模拟量输出(ao)多种类型不同调用不同的配置程序；②plci/o端口位置：根据plci/o端口位置，依次完成配置程序；③plci/o端口参数：根据pplci/o端口参数，对对应的i/o端口依据配置参数进行配置处理；④cpui/o端口pi.j：选取当前配置的plci/o端口所对应的cpui/o端口pi.j，进行i/o驱动配置。本发明的技术优势如下：1、本发明在应用于plc生产厂商时，当针对不一样的应用需求需要发布不一样外部资源的产品时，只需要设计完硬件通过硬件配置配置一下引脚功能即可，无需重新研发对应的监控程序。2、本发明应用于最终用户时，可根据硬件的现有资源配置不同的端口类型，比如用户有一款可配置plc，共有20路开关量输入输出端口，用户可配置成10路开关量输入10路开关量输出，或者15路开关量输入5路开关量输出。附图说明图1是本发明所述硬件可配置软件的界面操作示意图；图2是本发明中，构建不同i/o点的plc的示意图；其中，不同的plc的cpu的类型是不同的，如plc1采用arm系列的lpc2368，plc2采用的是stm32系列或者msp430系列等等。这样可以尽最大可能避免系统死在同一处；图3是本发明中，构建plc的运行模式的流程图；图4是本发明中，硬件资源配置参数表plc-cs完成i/o驱动解析的流程图。具体实施方式下面结合实施例和说明书附图对本发明做详细的说明，但不限于此。实施例、如图1-4所示。一种可自主配置硬件资源的plc快速构建方法，包括：(1)生成硬件资源配置参数表；根据plc产品的定制要求，plc硬件根据控制要求及plc的功能确定i/o点数及类型，在cpu硬件i/o资源允许的范围内，实现不同型号plc构建；所述硬件资源配置参数的确定方法包括：(1.1)plc的i/o点数选择，首先要考虑控制要求，兼顾备用余量；通常i/o点数是根据受控对象的输入、输出信号的实际需要，再加上10％--30％的备用量来确定的；(1.2)依据i/o资源要求，开发pcb电路板plc-pcb；(1.3)应用硬件可配置软件生成硬件资源配置参数表plc-cs，实现plc硬件资源的自主配置；所述硬件可配置软件是本领域技术人员所常用的软件，其作用就是实现硬件资源配置参数表plc-cs；为了更好的解释硬件可配置软件，其操作界面如图1，在图1中，i/o端口类型列l1是可选得plc常用类型列表；选择l1后i/o端口访问名列l3自动生成，i/o端口访问是plc用户程序编程需要用到的plc变量；再选择i/o端口序号列l2，此列罗列l1类型下的所有可选cpu对应引脚；然后逐行增加生成“硬件资源配置参数表plc-cs”；plc配置参数建立通过qt软件实现，根据参数表数据结构形成plc-cs参数文件，通过串口下载到plc硬件电路中，供运行plc时调用配置参数plc-cs，完成i/o驱动配置；参数表数据结构如下：plc-cs参数表结构：①②④plci/o端口类型plci/o端口位置cpui/o端口pi.j①plci/o端口类型：根据plc型号要求，配置成开关量输入(di)、开关量输出(do)、模拟量输入(ai)和模拟量输出(ao)；②plci/o端口位置：根据plc型号要求，配置所选类型的路数位置，如第3路开关量输入(di3)；④cpui/o端口pi.j：根据cpu类型不同，分多个i/o端口p0.0,p0.1,...pi.j,....；本字段设置plci/o端口位置所对应的cpui/o端口pi.j。所述plc-cs参数表结构还包括plci/o端口参数：根据plc型号要求，对配置的i/o端口设置参数，如模拟量输入ai的类型参数为4～20ma；无类型参数时为空；(2)将所述硬件资源配置参数表plc-cs下载到plc-pcb参数配置存储区flash中，将plc监控程序下载到plc-pcb程序存储区flash中，完成plc的构建；所述plc监控程序是本领域技术人员所熟知的技术，是硬件平台端的底层驱动程序，包括硬件解析、语句表解析、通讯接口驱动等等，该监控程序包括不同plc的融合技术，该程序是针对可配置plc专门研发的监控程序，但针对不同的plc来说这个程序是唯一的；(3)构建的plc运行实现过程，在plc运行时：(3.1)读取硬件资源配置参数表plc-cs完成i/o驱动解析，完成硬件资源的自主配置；(3.2)运行plc监控程序；至此，plc运行完全具备了plc功能，具备梯形图、语句表编程，实现逻辑控制、算术运算、计时、计数、数据处理、pid运算和通信功能；所述步骤(3)中运行plc时调用配置参数plc-cs，完成i/o驱动配置解析的实现方法①②③④plci/o端口类型plci/o端口位置plci/o端口参数cpui/o端口pi.j运行plc时，plc操作系统软件先调用配置参数plc-cs，根据参数表记录依次根据plci/o端口类型开关量输入(di)、开关量输出(do)、模拟量输入(ai)、模拟量输出(ao)几种类型将cpu对应的i/o端口完成i/o驱动配置，实现方法如下：①plci/o端口类型：读取lci/o端口类型,根据plc端口开关量输入(di)、开关量输出(do)、模拟量输入(ai)、模拟量输出(ao)几种类型不同调用不同的配置程序；②plci/o端口位置：根据plci/o端口位置，依次完成配置程序；③plci/o端口参数：根据pplci/o端口参数，对对应的i/o端口依据配置参数进行配置处理；④cpui/o端口pi.j：选取当前配置的plci/o端口所对应的cpui/o端口pi.j，进行i/o驱动配置。当前第1页12