[發(fā)明專利]一種支持協(xié)程功能的PLC控制器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611123603.6
• 申請(qǐng)日: 2016-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN106527335B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡小春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南戈人自動(dòng)化科技有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/05
• 分類號(hào): G05B19/05
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 夏艷

本發(fā)明提供一種支持協(xié)程功能的PLC控制器，包括：中央處理單元，存儲(chǔ)器，電源模塊，程式輸入裝置，輸入輸出回路；在中央處理單元中擴(kuò)展了對(duì)程序協(xié)程功能的支持，包括：在用于所述PLC控制器編程的ST語言中加入?yún)f(xié)程的關(guān)鍵詞，用于標(biāo)記程序協(xié)程的起始和結(jié)束；用于所述PLC控制器編程的ST語言中加入?yún)f(xié)程基本操作的庫函數(shù)的支持，PLC控制器編程的ST語言編譯器獨(dú)立編譯各協(xié)程段，每一個(gè)協(xié)程擁有自己的寄存器上下文和棧；用于所述PLC控制器編程的ST語言編譯器編譯生成字節(jié)碼，下載至PLC控制器，PLC控制器的字節(jié)碼虛擬機(jī)執(zhí)行此字節(jié)碼；在PLC控制器字節(jié)碼虛擬機(jī)中增加了對(duì)協(xié)程指令集的支持。簡(jiǎn)化了過程控制的編程復(fù)雜度，多任務(wù)執(zhí)行的實(shí)時(shí)性、執(zhí)行效率大大提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及控制領(lǐng)域，特別是指一種支持協(xié)程功能的PLC控制器。

背景技術(shù)

在工業(yè)控制領(lǐng)域，從控制指令的發(fā)出，到控制指令的執(zhí)行，中間往往需要延時(shí)。因此當(dāng)一個(gè)指令執(zhí)行后，要等待這個(gè)指令執(zhí)行完畢才能執(zhí)行下一個(gè)指令，這個(gè)過程稱作阻塞。阻塞使控制器的效率和實(shí)時(shí)性大大降低。因此我們往往要采取非阻塞的編程策略，即當(dāng)一個(gè)指令執(zhí)行后，不必等待這個(gè)指令執(zhí)行完畢才能執(zhí)行下一個(gè)指令，但是這種情況下執(zhí)行后續(xù)指令時(shí)要不停檢查當(dāng)前指令是否結(jié)束，否則會(huì)造成時(shí)序錯(cuò)誤。這樣編程的復(fù)雜性就增大了。

協(xié)程是一種用戶級(jí)的輕量級(jí)線程。協(xié)程擁有自己的寄存器上下文和棧。協(xié)程調(diào)度切換時(shí)，將寄存器上下文和棧保存到其他地方，在切回來的時(shí)候，恢復(fù)先前保存的寄存器上下文和棧。協(xié)程可以大大簡(jiǎn)化多任務(wù)并行執(zhí)行的編程。比如，我們控制4臺(tái)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)谝慌_(tái)機(jī)械手的控制指令下達(dá)后，這臺(tái)機(jī)械手的協(xié)程被掛起；系統(tǒng)切換至等待指令執(zhí)行的下一個(gè)協(xié)程控制；這樣控制系統(tǒng)的效率和實(shí)時(shí)性就大大地提高了。同時(shí)，每臺(tái)機(jī)械手的控制程序在一個(gè)協(xié)程之中，編程的復(fù)雜度也得到降低。

PLC控制器的IEC61131-3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的編程語言包括圖形化編程語言和文本化編程語言ST。然而標(biāo)準(zhǔn)ST語言不包含協(xié)程功能。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于協(xié)程功能在工業(yè)控制領(lǐng)域的重要性，本發(fā)明提出一種支持協(xié)程功能的PLC控制器，

包括：中央處理單元，存儲(chǔ)器，電源模塊，程式輸入裝置，輸入輸出回路；其特征在于，

在中央處理單元中擴(kuò)展了對(duì)程序協(xié)程功能的支持，包括以下方案：

在用于所述PLC控制器編程的ST語言中加入?yún)f(xié)程的關(guān)鍵詞，用于標(biāo)記程序協(xié)程的起始和結(jié)束；

在用于所述PLC控制器編程的ST語言中加入?yún)f(xié)程基本操作的庫函數(shù)的支持；

用于所述PLC控制器編程的ST語言編譯器獨(dú)立編譯各協(xié)程段，每一個(gè)協(xié)程擁有自己的寄存器上下文和棧；

用于所述PLC控制器編程的ST語言編譯器編譯生成字節(jié)碼，下載至PLC控制器，PLC控制器的字節(jié)碼虛擬機(jī)執(zhí)行此字節(jié)碼；

在所述PLC控制器字節(jié)碼虛擬機(jī)中增加了對(duì)協(xié)程指令集的支持。

進(jìn)一步的，所述字節(jié)碼虛擬機(jī)運(yùn)行在一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的環(huán)境下，一個(gè)字節(jié)碼虛擬機(jī)占用一個(gè)線程，這個(gè)系統(tǒng)下有獨(dú)立于字節(jié)碼虛擬機(jī)的線程對(duì)字節(jié)碼虛擬機(jī)進(jìn)行監(jiān)視，并進(jìn)行異常處理；此監(jiān)視線程有獨(dú)立于字節(jié)碼虛擬機(jī)的寄存器上下文和棧，一旦字節(jié)碼虛擬機(jī)異常，監(jiān)視線程仍可正常運(yùn)行，其對(duì)字節(jié)碼虛擬機(jī)的監(jiān)視和異常處理能正常運(yùn)行。

進(jìn)一步的，一個(gè)PLC控制器可以運(yùn)行多個(gè)字節(jié)碼虛擬機(jī)。

本發(fā)明的有益效果是：簡(jiǎn)化了過程控制的編程復(fù)雜度；多任務(wù)執(zhí)行的實(shí)時(shí)性、執(zhí)行效率大大提升。

附圖說明

圖1為協(xié)程調(diào)度切換原理圖。

具體實(shí)施方式