一种可配置显控一体化的PLC控制系统及其控制方法与流程

本发明涉及一种可配置显控一体化的plc控制系统及其控制方法，属于plc控制设备的技术领域。

背景技术：

经过多年的发展，国内plc也有了一定的发展，山科plc(简称skplc)是山东省计算中心隶属山东科学院，研发出的具备自主知识产权的山科品牌plc产品。skplc系列根据应用需求的不同分为不同的型号，不同型号间端口数量和个数有所不同，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，且开发周期长、软件稳定性与一致性差。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种可配置显控一体化的plc控制系统。

本发明还提供了上述plc控制系统的控制方法。

本发明是为了根据不同i/o输入输出类型、路数、通信模式的plc进行差异定制而提出的。本发明可应用于skplc系列plc，并使其成为基于skplc系列plc的通用的、可配置的一体化plc控制系统。

本发明的技术方案如下：

一种可配置显控一体化的plc控制系统，包括平台层和终端层；

所述平台层包括plc程序编辑模块、变量管理模块、硬件配置模块和界面组态模块；

所述终端层为plc系列硬件，用于：数据处理及展示、实时控制、故障诊断及报警、plc语句表解析、硬件配置解析和通信协议解析。

根据本发明优选的，所述终端层为山科plc系列硬件。所述山科plc系列硬件(简称skplc)是山东省计算中心隶属山东科学院，研发出的具备自主知识产权的山科品牌plc产品。

根据本发明优选的，所述平台层包括核心处理单元、与核心处理单元连接的输入输出模块、通信模块、人机交互模块和电源管理模块；

所述核心处理单元采用基于arm的微控制器lpc2368；功能接口丰富，性能稳定可靠；

所述输入输出模块用于：开关量输入输出、模拟量输入输出、高速脉冲输入输出；

所述通信模块用于：实现平台层和终端层之间的通信；

所述人机交互模块用于：界面显示从plc读取的数据、数据分析结果、报警信号，并通过所述界面实现参数设置、触摸屏手动控制。

所述电源管理模块用于：分别给平台层和终端层供电。

根据本发明优选的，所述输入输出模块包括：12路开关量输入、10路开关量输出、4路模拟量输入、2路模拟量输出、6路高速脉冲输入和4路高速脉冲输出。

根据本发明优选的，所述通信模块包括2路i²c、1路can总线、1路net、2路rs232、1路rs485和1路usb。

根据本发明优选的，所述人机交互模块7寸液晶组态屏。具体硬件架构如图2所示。

上述plc控制系统的控制方法，其特征在于，包括：

plc程序编辑、变量管理、硬件配置和hmi组态；

所述plc程序编辑用于：实现plc软件的在线编辑、编译功能；plc软件编辑界面分为梯形图编辑器、语句表编辑器及顺序功能图编辑器三部分，可实现梯形图/顺序功能图绘制、语句表编辑以及三者之间的转换功能，同时也可实现在线调试、串口设置、串口编译下载功能。plc软件编辑界面如图4所示：

所述变量管理用于：对plc变量、内存变量和系统变量查看和编辑；具体为可编辑plc变量的名称、内存变量增加和自定义，系统变量可根据用户权限对变量进行增删改查。如图5所示；

所述硬件配置是指：根据用户需求在硬件接口功能支持的条件下自定义配置硬件接口的输入输出类型，例如数字量输入输出类型、模拟量输入输出类型、高速脉冲输入输出类型；用户选择plc具体型号后，系统自动获取该型号plc所对应的硬件资源，通过可配置一体化plc控制系统硬件配置界面构建plc端口访问名与硬件资源的对应关系；

如图6所示是硬件配置界面，用户选择i/o端口类型后，系统会将类型相匹配的i/o端口号进行罗列，用户可自主选择具体的端口；选中端口的名称即i/o端口访问名可根据编程需求自定义，并且该自定义端口访问名可在管理模块进行修改；

所述hmi组态用于：实现人机交互界面的编辑、协议变量定义、在线仿真功能。为了能够提供不同需求定制不同的人机交互界面功能，可配置一体化plc控制系统提供了hmi组态功能。hmi组态主要实现人机交互界面的编辑，协议变量定义，在线仿真功能。界面编辑采用组态方式，可对按钮、文本、仪表盘、进度条、动画、历史曲线等组态元任意组合，构建个性化的交互界面。协议变量定义是指关联显示部件与plc变量，如可定义开关量i0000.00，并且通过逻辑关联或者属性配置将其与按钮1相关联，这样系统运行时，显示界面上按钮1的状态(弹起或按下)即是plc的i0000.00变量对应的实际端口的开关输入状态。在线仿真功能是可在线仿真编辑的界面运行效果，同时可仿真通信请求与接收，确保设计的正确性，提高hmi设计效率。如图7所示是hmi组态首页。

根据本发明优选的，所述plc变量为硬件配置时定义的变量，包括开关量输入变量、开关量输出变量、模拟量输入变量、模拟量输出变量、高速脉冲输入变量和高速脉冲输出变量。

根据本发明优选的，所述内存变量是指全局变量，包括：状态标志、串口发送接收标志。

根据本发明优选的，所述系统变量是指用户、系统版本、硬件版本。

本发明的优势在于：

本发明所述可配置一体化plc是基于skplc研发的集显示和控制于一体的一体化plc产品。该plc由人机界面、skplc终端两部分组成，功能上除了实现plc硬件的语句表解析、实时控制、故障诊断与报警外，增加了界面组态和硬件配置解析功能。一体化plc控制系统可根据不同型号plc的不同i/o输入输出类型、路数、通信模式进行差异定制开发。通过一体化plc控制系统可实现一体化plc中逻辑程序编辑、变量管理、硬件配置、hmi组态等功能。

附图说明

图1是本发明所述系统的架构图；

图2本发明所述系统中plc硬件结构图；

图3本发明所述plc控制系统的软件架构图；

图4本发明所述系统中plc编辑软件界面；

图5是本发明所述的变量管理示意图；

图6是本发明所述系统的硬件配置界面；

图7是本发明所述hmi组态首页图。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图做详细的说明，但不限于此。

如图1—7所示。

实施例1、

一种可配置显控一体化的plc控制系统，包括平台层和终端层；

所述平台层包括plc程序编辑模块、变量管理模块、硬件配置模块和界面组态模块；

所述终端层为plc系列硬件，用于：数据处理及展示、实时控制、故障诊断及报警、plc语句表解析、硬件配置解析和通信协议解析。

实施例2、

如实施例1所述的一种可配置显控一体化的plc控制系统，其区别在于，所述终端层为山科plc系列硬件。所述山科plc系列硬件(简称skplc)是山东省计算中心隶属山东科学院，研发出的具备自主知识产权的山科品牌plc产品。

实施例3、

如实施例1、2所述的一种可配置显控一体化的plc控制系统，其区别在于，所述平台层包括核心处理单元、与核心处理单元连接的输入输出模块、通信模块、人机交互模块和电源管理模块；

所述核心处理单元采用基于arm的微控制器lpc2368；功能接口丰富，性能稳定可靠；

所述输入输出模块用于：开关量输入输出、模拟量输入输出、高速脉冲输入输出；

所述通信模块用于：实现平台层和终端层之间的通信；

所述人机交互模块用于：界面显示从plc读取的数据、数据分析结果、报警信号，并通过所述界面实现参数设置、触摸屏手动控制。

所述电源管理模块用于：分别给平台层和终端层供电。

所述输入输出模块包括：12路开关量输入、10路开关量输出、4路模拟量输入、2路模拟量输出、6路高速脉冲输入和4路高速脉冲输出。

所述通信模块包括2路i²c、1路can总线、1路net、2路rs232、1路rs485和1路usb。

所述人机交互模块7寸液晶组态屏。具体硬件架构如图2所示。

实施例4、

如实施例1、2所述的一种可配置显控一体化的plc控制系统的控制方法，其特征在于，包括：

plc程序编辑、变量管理、硬件配置和hmi组态；

所述plc程序编辑用于：实现plc软件的在线编辑、编译功能；plc软件编辑界面分为梯形图编辑器、语句表编辑器及顺序功能图编辑器三部分，可实现梯形图/顺序功能图绘制、语句表编辑以及三者之间的转换功能，同时也可实现在线调试、串口设置、串口编译下载功能。plc软件编辑界面如图4所示：

所述变量管理用于：对plc变量、内存变量和系统变量查看和编辑；具体为可编辑plc变量的名称、内存变量增加和自定义，系统变量可根据用户权限对变量进行增删改查。如图5所示；

所述plc变量为硬件配置时定义的变量，包括开关量输入变量、开关量输出变量、模拟量输入变量、模拟量输出变量、高速脉冲输入变量和高速脉冲输出变量。

所述内存变量是指全局变量，包括：状态标志、串口发送接收标志。

所述系统变量是指用户、系统版本、硬件版本。

所述硬件配置是指：根据用户需求在硬件接口功能支持的条件下自定义配置硬件接口的输入输出类型，例如数字量输入输出类型、模拟量输入输出类型、高速脉冲输入输出类型；用户选择plc具体型号后，系统自动获取该型号plc所对应的硬件资源，通过可配置一体化plc控制系统硬件配置界面构建plc端口访问名与硬件资源的对应关系；

如图6所示是硬件配置界面，用户选择i/o端口类型后，系统会将类型相匹配的i/o端口号进行罗列，用户可自主选择具体的端口；选中端口的名称即i/o端口访问名可根据编程需求自定义，并且该自定义端口访问名可在管理模块进行修改；

所述hmi组态用于：实现人机交互界面的编辑、协议变量定义、在线仿真功能。为了能够提供不同需求定制不同的人机交互界面功能，可配置一体化plc控制系统提供了hmi组态功能。hmi组态主要实现人机交互界面的编辑，协议变量定义，在线仿真功能。界面编辑采用组态方式，可对按钮、文本、仪表盘、进度条、动画、历史曲线等组态元任意组合，构建个性化的交互界面。协议变量定义是指关联显示部件与plc变量，如可定义开关量i0000.00，并且通过逻辑关联或者属性配置将其与按钮1相关联，这样系统运行时，显示界面上按钮1的状态(弹起或按下)即是plc的i0000.00变量对应的实际端口的开关输入状态。在线仿真功能是可在线仿真编辑的界面运行效果，同时可仿真通信请求与接收，确保设计的正确性，提高hmi设计效率。如图7所示是hmi组态首页。