[發明專利]一種邊緣控制設備設計方法

有效

• 申請號: 201911041508.5
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110825433B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 魯曉軍
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F9/30
• 分類號: G06F9/30;G05B19/05
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 周劉英

本發明公開了一種邊緣控制設備設計方法，屬于工業控制領域。本發明基于邊緣控制設備的通信層實現服務器端控制指令的下發，基于其上固件在開機時對指令進行分析、執行；從而使得邊緣控制設備具有更加靈活的配置方式，避免了重新編譯固件，滿足了復雜場景下的應用需求；且通信層使用命令數組對設備進行數據采集，避免了復雜的固件開發，避免了服務器下發采集命令的方式，減輕了服務器的壓力；服務器端下發的控制指令被打包成執行塊，并連接到任務樹中，可以靈活執行；以及使用任務樹形式對各種任務塊進行連接，并按照控制指令執行；且控制器與網絡的融合方式，使得遠程數據采集與現場控制有機結合，既能減輕服務器的壓力，又保證了實時控制需求。

技術領域

本發明屬于工業控制領域，具體屬于一種邊緣控制設備設計方法。

背景技術

可編程邏輯控制器(以下簡稱PLC)是工業控制領域常用的設備，具備有靈活配置，快速適應不同工況，根據不同工序調整控制流程的功能。

然而隨著智能制造概念的普及，傳統的PLC面臨著挑戰，生產線上普遍存在遠程控制，異地操作的需求，同時一些復雜的數據分析需要積累大量的數據，對設備提出了具備網絡通信的需求。

傳統PLC的另外一個弊端是必須對PLC的指令進行編譯，作為固件下載到芯片里，這對遠程操作，靈活配置的要求比較高，生產線管理復雜，不可能對每個PLC都重新編譯固件。

而市面上的物聯網網關雖然有數據采集，傳輸功能，但普遍的控制功能較弱，或者開發復雜，不能適應現場工控的要求。

如果將PLC控制和物聯網傳輸這兩方面都能很好的兼顧，最好的方式是用C語言寫固件，但這種方式開發難度大，工作量高，實施也不靈活。

發明內容

本發明的發明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種基于邊緣計算的物聯網型的控制器(BYCON)設計方法，從而提高工控現場的靈活性和數據收集，遠程控制能力。

本發明的邊緣控制設備設計方法，包括下列步驟：

設置邊緣控制設備的架構包括：設備接口層、控制層和通信層；

其中，設備接口層用于連接外部設備；

控制層，基于設備接口層獲取外部設備的狀態，基于預置的控制邏輯進行運算和處理，包括采集指令管理模塊，BYCON控制模塊和運算單元；

其中，采集指令管理模塊用于接收和存儲來自服務器的控制指令；BYCON控制模塊用于實現預置的控制邏輯；運算單元用于控制指令的運算處理；

通信層，用于與服務器的通信交互，交互的數據信息包括外部設備的狀態、控制邏輯進行運算和處理的結果，以及控制指令；

所述邊緣控制設備的BYCON控制模塊還包括BYCON解析器，用于解析來自服務器的BYCON語句，獲取控制指令并執行；即BYCON解析器將BYCON語句解釋成二進制代碼，以任務塊的形式存在任務樹中，BYCON控制模塊以遍歷任務樹的形式來執行控制指令；

將邊緣控制設備的基于控制指令完成的每個控制過程具體設置為：

用任務表示每個完整的控制過程，并用BYCON語句描述每個任務，任務的描述信息包括：任務名、任務屬性信息；

其中任務屬性信息包括：觸發條件、觸發條件參數、運行狀態、根任務塊和阻塞參數；即在關鍵詞TASK與ENDTASK之間聲明任務的描述信息，從而得到每個任務的BYCON語句描述；即關鍵詞TASK用于表示任務開始，關鍵詞ENDTASK表示任務結束。

將每個任務的任務屬性信息以數組形式保存，并將每個任務包括的多個任務塊以任務樹的形式進行任務的執行描述，基于任務屬性信息中的跟任務塊執行每個任務對應的任務樹；

其中，任務樹的生成過程為：