[發明專利]用于柔性自動化工程程序的隊列塊

在審

• 申請號: 201980100523.4
• 申請日: 2019-09-19
• 公開（公告）號: CN114503037A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 阿基梅德斯·馬丁內斯·卡內多;王凌云
• 申請（專利權）人: 西門子股份公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05;G06F3/06
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 陳方鳴

提供了一種用于在自動化環境中交換數據的系統。該系統包括至少一個可編程邏輯控制器(PLC A)和隊列塊(50)，該可編程邏輯控制器包含可由至少一個可編程邏輯控制器執行的程序指令，該隊列塊被配置為在PLC的程序指令與數據消費者(PLC C、PLC D)之間動態地交換數據。

技術領域

本公開的方面一般涉及用于自動化工業過程的可編程邏輯控制器(PLC)。更具體地，提出了一種用于在自動化環境中交換數據的系統。該系統包括一種用于PLC編程的新的塊類型，即隊列塊，其被配置為在兩個PLC之間或在PLC與在其它計算機系統中托管的其它應用程序之間動態地交換數據。

背景技術

目前，自動化工程程序都綁定到特定的PLC。例如，功能塊(FB)、功能(FC)和數據塊(DB)與特定的PLC相關聯。在PLC編程環境中，功能塊利用內部數據塊進行數據存儲，而功能(FC)僅利用臨時存儲。每個PLC供應商都有自己的工程環境，并支持自己版本的IEC 61131-3(國際電工委員會PLC標準)編程語言，如梯形圖(LAD)、順序功能圖(SFC)和結構化控制語言(SCL)。為一個PLC開發的FB/FC如果沒有非常大的集成工作，就無法與其它個PLC中的其它個FB/FC進行移植或互操作。當兩個PLC相互通信值時，自動化程序使用特殊的FB/FC通過工業通信協議(如Profinet)調用通信。這種工程范例是非柔性的，因為它為自動化程序規定了特定的硬件配置。硬件的任何變化，都會觸發軟件的重新設計。同樣，軟件中的任何變化都會觸發對硬件的驗證。因此，這導致額外的工程工作，這是耗時和昂貴的。

為了使PLC程序具有可互操作性，之前已經做出了一些工作。這些工作包括使PLC程序適應支持諸如OPC UA(開放平臺通信統一體系結構)等標準的PLC。設計用于存儲已知數據結構的PLC的數據模型首先要映射到標準的數據模型，然后再映射到其它個PLC的數據模型。此外，集成工作是特定于項目的，很難在不同的項目中重用。如果PLC不支持通用標準，則必須基于每個PLC提供的開放接口(例如軟件開發工具包(SDK)和開放開發工具包(ODK))進行更大的集成工作。

自動化工程程序的柔性傳統上是通過軟件架構的最佳實踐來實現的。其目標是使用自動化軟件設計模式使軟件重新設計和維護變得容易。然而，這并不能解決上述問題，即對軟件或硬件的任何更改仍然會觸發重新設計。因此，需要能夠以更高效的方式交換數據的柔性自動化工程程序。

發明內容

簡要描述，本公開的方面涉及一種用于在自動化環境中交換數據的系統，以及一種用于在自動化系統中的可編程邏輯控制器與數據消費者之間交換數據的計算機實施的方法。

第一方面提供了一種用于在自動化環境中交換數據的系統。該系統包括至少一個可編程邏輯控制器和隊列塊，該可編程邏輯控制器包含可由至少一個可編程邏輯控制器執行的程序指令，該隊列塊被配置為在PLC的程序指令與數據消費者之間動態地交換數據。

第二方面提供了一種在自動化系統中的可編程邏輯控制器與數據消費者之間交換數據的計算機實施的方法。該方法包括以下步驟：提供用于在功能塊與數據消費者之間進行動態交換數據的隊列塊，該功能塊包含可由可編程邏輯控制器執行的程序指令；在運行時經由隊列塊將功能塊分配給可編程邏輯控制器；以及將數據從可編程邏輯控制器交換到數據消費者。

附圖說明

圖1示出使用功能塊和數據塊的傳統PLC自動化程序。

圖2示出使用隊列塊的PLC自動化程序的第一實施例。

圖3示出使用隊列塊的PLC自動化程序的第二實施例。

圖4示出使用隊列塊的PLC自動化程序的第三實施例。

圖5示出使用隊列塊的PLC自動化程序的第四實施例。

圖6示出使用隊列塊的PLC自動化程序的第五實施例。

具體實施方式