CN102540953A - 可编程逻辑控制器的数据处理方法及可编程逻辑控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种可编程逻辑控制器的数据处理方法及可编程逻辑控制器，其中，所述可编程逻辑控制器PLC包括处理器，所述处理器包括至少两个内核；其中，该方法包括：通过所述处理器的第一内核对PLC的网页访问任务进行处理；通过所述处理器的第二内核对PLC的逻辑控制任务进行处理；通过所述第二内核对所述网页访问任务的数据与所述逻辑控制任务的数据进行同步。实施本发明实施例，可以解决WEB访问方式影响传统PLC的逻辑控制任务性能的问题，避免PLC被外部设备的浏览器访问时占用逻辑控制的资源空间，提高了CPU对逻辑控制任务的处理能力，提高了PLC的逻辑控制性能的稳定性，进而提高了PLC对控制对象的控制能力。
Description
技术领域
本发明涉及工业自动化控制领域，尤其涉及一种可编程逻辑控制器的数据处理方法及可编程逻辑控制器。
背景技术
随着工业自动化程度的不断提高，可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controllers，PLC）得到了越来越广泛的运用，PLC是一种为工业应用环境而设计的数字运算操作的电子系统，其采用了可编程的存储器来存储需执行的逻辑运算、顺序控制、计数、定时等相关指令，且通过数字或模拟的输入输出（Input/Output，I/O）接口来控制各种类型的机械生产过程。PLC作为现场工业控制器，已广泛应用于现代自动化制造领域，可编程逻辑控制器扮演中央控制的角色，使用者借助编辑程序指令至可编程逻辑控制器的存储模块中，让可编程逻辑控制器产生对应的控制逻辑（control logic），以控制现场设备的运行。
随着信息技术尤其是网络技术的高速发展及迅速普及，在现场设备级提供信息化是现代自动化工业制造业领域中对现场工业控制器的一大要求。而WEB技术正逐渐被应用于该领域中。然而WEB访问方式中存在突发性、多发性，对传统PLC的逻辑控制任务性能有负面影响。特别是目前PLC多数是采用简单的传统中央处理器（Central Processing Unit，CPU）来处理传统PLC逻辑控制任务。当具备网页服务功能的PLC被外部浏览器访问时，将会占用逻辑控制的资源空间，降低CPU对逻辑控制任务的处理能力，使得PLC的逻辑控制性能不稳定，影响PLC对控制对象的控制能力，甚至出现因控制出错而给工业生产带来损失。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明实施例提供了一种可编程逻辑控制器的数据处理方法及可编程逻辑控制器，可以解决WEB访问方式影响传统PLC的逻辑控制任务性能的问题，避免PLC被外部设备的浏览器访问时占用逻辑控制的资源空间。
为了达到上述发明目的，本发明实施例提供了一种可编程逻辑控制器的数据处理方法，所述可编程逻辑控制器PLC包括处理器，所述处理器包括至少两个内核；其中，该方法包括：
通过所述处理器的第一内核对PLC的网页访问任务进行处理；
通过所述处理器的第二内核对PLC的逻辑控制任务进行处理；
通过所述第二内核对所述网页访问任务的数据与所述逻辑控制任务的数据进行同步。
相应的，本发明实施例还提供了一种可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器PLC包括处理器，所述处理器包括至少两个内核；其中，
所述处理器的第一内核用于对PLC的网页访问任务进行处理；
所述处理器的第二内核用于对PLC的逻辑控制任务进行处理；
所述第二内核还用于对所述网页访问任务的数据与所述逻辑控制任务的数据进行同步。
在本发明实施例中，可以在通过PLC的多核处理器中的第一内核对PLC的网页访问任务进行处理的同时，通过多核处理器中的第二内核对PLC的逻辑控制任务进行处理，并通过第二内核对网页访问任务的数据与逻辑控制任务的数据进行同步。可以解决WEB访问方式影响传统PLC的逻辑控制任务性能的问题，避免PLC被外部设备的浏览器访问时占用逻辑控制的资源空间，提高了CPU对逻辑控制任务的处理能力，提高了PLC的逻辑控制性能的稳定性，进而提高了PLC对控制对象的控制能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所提供的一种可编程逻辑控制器的数据处理方法的第一实施例的流程示意图；
图2是本发明所提供的一种可编程逻辑控制器的数据处理方法的第二实施例的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的一种可编程逻辑控制器结构组成示意图；
图4是本发明实施例提供的多核处理器在PLC中的工作原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1是本发明所提供的一种可编程逻辑控制器的数据处理方法的第一实施例的流程示意图，可编程逻辑控制器PLC包括处理器，该处理器包括至少两个内核；其中，该方法包括：
S101，通过处理器的第一内核对PLC的网页访问任务进行处理；
S102，通过处理器的第二内核对PLC的逻辑控制任务进行处理；
S103，通过处理器第二内核对网页访问任务的数据与逻辑控制任务的数据进行同步。
其中，S103是在逻辑控制任务的任务间隙中进行的，该逻辑控制任务可以是多个周期性的任务，每个任务之间有一定的任务间隙。
S101与S102是可以在PLC处于运行状态时同时并发执行的，不存在占用处理器相同的内核的计算资源的问题。
另外，本实施例中，处理器可以为双核处理器或多核处理器，上述第一内核为双核或多核处理器的任一内核，第二内核为双核或多核处理器中除第一内核外的其它任一内核。
实施本发明方法第一实施例，可以在通过PLC的多核处理器中的第一内核对PLC的网页访问任务进行处理的同时，通过多核处理器中的第二内核对PLC的逻辑控制任务进行处理，并通过第二内核对网页访问任务的数据与逻辑控制任务的数据进行同步。可以解决WEB访问方式影响传统PLC的逻辑控制任务性能的问题，避免PLC被外部设备的浏览器访问时占用逻辑控制的资源空间，提高了CPU对逻辑控制任务的处理能力，提高了PLC的逻辑控制性能的稳定性，进而提高了PLC对控制对象的控制能力。
另外，本发明还提供了可编程逻辑控制器的数据处理方法的第二实施例，如图2所示，该方法包括：
S201，建立网页访问任务的数据所对应的动态数据存储空间、与逻辑控制任务的数据所对应的IO镜像内存空间之间的关系映射表；
S202，通过处理器的第一内核对PLC的网页访问任务进行处理；
S203，通过处理器的第二内核对PLC的逻辑控制任务进行处理；
S204，根据关系映射表对动态数据存储空间的数据及IO镜像内存空间的数据进行同步。
其中，S201中的动态数据存储空间WM是网页访问任务所对应的数据存储空间，而IO镜像内存空间（IO Memory，IOM）是逻辑控制任务所对应的数据存储空间，另外，还存在逻辑控制任务所对应的固定的读写空间VM，而S201中所建立的关系映射表是指将WM设置为IOM及VM的子集，存储WM的数据分别与IOM的数据、VM的数据的映射关系。
其中，S202进一步包括：
通过PLC的网络通信端口接收发自外部设备的网页服务访问命令；
通过第一内核对网页服务访问命令进行处理并产生网页服务提供指令；
根据网页服务提供指令向外部设备提供页面服务。
进一步地，根据网页服务提供指令向外部设备提供页面服务的步骤可以包括：
根据网页服务提供指令调用动态数据存储空间的控制过程数据；
将控制过程数据加载到预先定制的网页服务页面中；
将网页服务页面发送给外部设备。
其中，在其它外部设备的浏览器需要通过WEB方式访问PLC时，PLC的网络通信端口会接收发自外部设备的网页服务访问命令，并将网页服务访问命令发送给处理器，通过处理器的第一内核对网页服务访问命令进行处理并产生提供页面服务的网页服务提供指令，根据网页服务提供指令调用WM中的控制过程数据（该控制过程数据是逻辑控制任务所对应的数据），并将该控制过程数据加载到预先定制的网页服务页面中，该网页服务页面可以是根据外部设备浏览器的要求预先设置的，也可以由PLC组态工具预先设置并提供。最后，将已加载控制过程数据的网页服务页面发送给外部设备，由外部设备的浏览器进行解析显示。
另外，在调用WM的控制过程数据前，先查询WM是否处于空闲状态，若是，则调用WM的控制过程数据并将WM设置为繁忙状态。若查询到WM为繁忙状态时则等待并继续查询WM的状态。在调用数据时，会将WM的状态设置为繁忙状态，以免其它任务对其进行访问。在调用完WM的数据后，将WM的状态设置为空闲状态，以便下一次访问及调用WM的数据。
S204中，通过第二内核根据关系映射表对WM的数据及IOM的数据进行同步的步骤是在逻辑控制任务的任务间隙中进行的。该逻辑控制任务可以是多个周期性的任务，每个任务之间有一定的任务间隙。同步过程的执行时间也可以是固定的。S202与S203是可以在PLC处于运行状态时同时并发执行的，不存在占用处理器相同的内核的计算资源的问题。
另外，当S204进行数据同步时需要调用WM中的数据，在调用所要同步的数据前，也需要先查询WM是否处于空闲状态，若是，则调用WM的控制过程数据并将WM设置为繁忙状态，若否，则等待并继续查询WM的状态，直到WM的状态为空闲状态为止。在调用数据时，会将WM的状态设置为繁忙状态，以免其它任务对其进行访问。在调用完WM的数据后，也将WM的状态设置为空闲状态，以便下一次访问及调用WM的数据。
本发明实施例的处理器采用双核处理器或多核处理器，上述第一内核为双核或多核处理器的任一内核，第二内核为双核或多核处理器中除第一内核外的其它任一内核。上述WM的访问方式是通过多核处理器的硬件体系结构所提供的原子操作实现的，如当对WM进行访问并调用数据时，该操作不会被其它任何任务打断，另外，当对WM进行访问并调用数据时，其它外部对WM的访问也无法进行。
在本发明实施例中，在PLC的逻辑控制任务的任务间隙中进行数据同步，可以确保控制过程数据的完整性，且由于本发明实施例采用双核或多核处理器，每个内核通过同一片内总线可以访问相同的内存空间，因此可以提高数据同步的速度。
实施本发明方法第二实施例，可以在通过PLC的多核处理器中的第一内核对PLC的网页访问任务进行处理的同时，通过多核处理器中的第二内核对PLC的逻辑控制任务进行处理，并通过第二内核根据关系映射表对网页访问任务的数据与逻辑控制任务的数据进行同步。可以解决WEB访问方式影响传统PLC的逻辑控制任务性能的问题，避免PLC被外部设备的浏览器访问时占用逻辑控制的资源空间，提高了CPU对逻辑控制任务的处理能力，提高了PLC的逻辑控制性能的稳定性，进而提高了PLC对控制对象的控制能力。
相应地，本发明实施例还提供了一种可编程逻辑控制器，如图3所示，该PLC包括：处理器30，该处理器包括至少两个内核；其中，
处理器的第一内核301用于对PLC的网页访问任务进行处理；
处理器的第二内核302用于对PLC的逻辑控制任务进行处理；
处理器的第二内核302还用于对网页访问任务的数据与逻辑控制任务的数据进行同步。
第二内核302在对网页访问任务的数据与逻辑控制任务的数据进行同步是在逻辑控制任务的任务间隙中进行的，该逻辑控制任务可以是多个周期性的任务，每个任务之间有一定的任务间隙。另外，第一内核301对PLC的网页访问任务进行处理与第二内核302对PLC的逻辑控制任务进行处理是可以在PLC处于运行状态时同时并发执行的，不存在占用处理器相同的内核的计算资源的问题。
另外，本实施例中，处理器可以为双核处理器或多核处理器，上述第一内核为双核或多核处理器的任一内核，第二内核为双核或多核处理器中除第一内核外的其它任一内核。
进一步地，该可编程逻辑控制器还可以包括：
建立模块31，用于建立网页访问任务的数据所对应的WM、与逻辑控制任务的数据所对应的IOM之间的关系映射表；其中，动态数据存储空间WM是网页访问任务所对应的数据存储空间，而IO镜像内存空间IOM是逻辑控制任务所对应的数据存储空间，另外，还存在逻辑控制任务所对应的固定的读写空间VM，而建立模块所建立的关系映射表是指将WM设置为IOM及VM的子集，存储WM的数据分别与IOM的数据、VM的数据的映射关系。
则第二内核302用于根据建立模块31所建立的关系映射表对VM的数据及IOM的数据进行同步。且进一步地，第二内核302在逻辑控制任务的任务间隙中对网页访问任务的数据与逻辑控制任务的数据进行同步，这样可以确保控制过程数据的完整性，且由于本发明实施例采用双核或多核处理器，每个内核通过同一片内总线可以访问相同的内存空间，因此可以提高数据同步的速度。
进一步地，可编程逻辑控制器还包括：网络通信端口32，网页服务提供模块33；其中，
网络通信端口32用于接收发自外部设备的网页服务访问命令并将网页服务访问命令发送给处理器30，由处理器30的第一内核301对网页服务访问命令进行处理并产生网页服务提供指令，将服务提供指令发送给网页服务提供模块33；
网页服务提供模块33用于根据网页服务提供指令向外部设备提供页面服务。
网页服务提供模块33进一步包括：
调用单元330，用于根据网页服务提供指令调用动态数据存储空间的控制过程数据；
加载单元331，用于将控制过程数据加载到预先定制的网页服务页面中；
发送单元332，用于将加载单元331加载控制过程数据后的网页服务页面发送给外部设备。
其中，在其它外部设备的浏览器需要通过WEB方式访问PLC时，PLC的网络通信端口32会接收发自外部设备的网页服务访问命令，并将网页服务访问命令发送给处理器30，通过处理器30的第一内核301对网页服务访问命令进行处理并产生提供页面服务的网页服务提供指令，通过调用单元330根据网页服务提供指令调用WM中的控制过程数据（该控制过程数据是逻辑控制任务所对应的数据），并通过加载单元331将该控制过程数据加载到预先定制的网页服务页面中，该网页服务页面可以是根据外部设备浏览器的要求预先设置的，也可以由PLC组态工具预先设置并提供。最后，将已加载控制过程数据的网页服务页面发送给外部设备，由外部设备的浏览器进行解析显示。
另外，该PLC还包括：
查询模块34，用于查询WM是否处于空闲状态，若是，则由调用单元调用WM的控制过程数据并将WM设置为繁忙状态。若查询到WM为繁忙状态时则等待并继续查询WM的状态。在调用单元330调用数据时，会将WM的状态设置为繁忙状态，以免其它任务对其进行访问。在调用完WM的数据后，将WM的状态设置为空闲状态，以便下一次访问及调用WM的数据。
另外，在第二内核302进行数据同步时需要通过调用单元330调用WM中的数据，在调用所要同步的数据前，也需要先通过查询模块34查询WM是否处于空闲状态，若是，则由调用单元330调用WM的控制过程数据并将WM设置为繁忙状态，若否，则等待并继续查询WM的状态，直到WM的状态为空闲状态为止。在调用数据时，会将WM的状态设置为繁忙状态，以免其它任务对其进行访问。在调用完WM的数据后，也将WM的状态设置为空闲状态，以便下一次访问及调用WM的数据。
本发明实施例的PLC中的处理器采用双核处理器或多核处理器，上述第一内核为双核或多核处理器的任一内核，第二内核为双核或多核处理器中除第一内核外的其它任一内核。上述WM的访问方式是通过多核处理器的硬件体系结构所提供的原子操作实现的，如当对WM进行访问并调用数据时，该操作不会被其它任何任务打断，另外，当对WM进行访问并调用数据时，其它外部对WM的访问也无法进行。
另外，在本发明实施例的可编程控制器中，还进一步包括：存储模块35，用于存储WM的数据及IOM的数据，并存储WM与IOM之间的关系映射表。
实施本发明实施例所提供的可编程逻辑控制器，可以在通过PLC的多核处理器中的第一内核对PLC的网页访问任务进行处理的同时，通过多核处理器中的第二内核对PLC的逻辑控制任务进行处理，并通过第二内核根据关系映射表对网页访问任务的数据与逻辑控制任务的数据进行同步。可以解决WEB访问方式影响传统PLC的逻辑控制任务性能的问题，避免PLC被外部设备的浏览器访问时占用逻辑控制的资源空间，提高了CPU对逻辑控制任务的处理能力，提高了PLC的逻辑控制性能的稳定性，进而提高了PLC对控制对象的控制能力。
另外，本发明实施例还提供了多核处理器在PLC中的工作原理示意图，如图4所示，运行在PLC中的多核处理器为双核处理器，其中该处理器包括第一内核P1、第二内核P2，其中网络通信驱动D0与网页访问任务T0部署在P1上，由P1进行处理，而数据同步任务T1和传统的逻辑控制任务T2-Tn部署在P2上，由P2进行处理。
在其它外部设备的浏览器需要通过WEB方式访问PLC时，由D0所对应的网络通信端口接收发自外部设备的网页服务访问命令并将网页服务访问命令发送给P1，P1对网页服务访问命令对应的T0进行处理，P1根据网页服务提供指令调用WM的控制过程数据，将控制过程数据加载到预先定制的网页服务页面（可在WEB预定义页面区中调用）中，并将加载控制过程数据后的网页服务页面发送给外部设备。可以看出，在PLC中的网页服务提供模块33的功能可以由P1实现。
另外，P2对T2-Tn所分别对应的应用程序AppProgram 1-应用程序AppProgram n进行处理。P2在逻辑控制任务的任务间隙中根据关系映射表K对动态数据存储空间WM的数据与IO镜像内存空间IOM的数据、逻辑控制任务所对应的固定的读写空间VM的数据进行同步。该关系映射表K是指将WM设置为IOM及VM的子集，存储WM的数据分别与IOM的数据、VM的数据的映射关系。
P1在处理任务T0前需要先查询WM是否处于空闲状态（实际上是WM所对应的状态区域LOCK X），若是，则调用WM的控制过程数据并将WM设置为繁忙状态。若查询到WM为繁忙状态时则等待并继续查询WM的状态。在调用数据时，会将WM的状态设置为繁忙状态，以免其它任务对其进行访问。在调用完WM的数据后，将WM的状态设置为空闲状态，以便下一次访问及调用WM的数据。P2在处理同步任务T1时也需执行上述过程。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (15)
1.一种可编程逻辑控制器的数据处理方法，其特征在于，所述可编程逻辑控制器PLC包括处理器，所述处理器包括至少两个内核；其中，该方法包括：
通过所述处理器的第一内核对PLC的网页访问任务进行处理；
通过所述处理器的第二内核对PLC的逻辑控制任务进行处理；
通过所述第二内核对所述网页访问任务的数据与所述逻辑控制任务的数据进行同步。
2.如权利要求1所述的可编程逻辑控制器的数据处理方法，其特征在于，所述方法还包括：
建立所述网页访问任务的数据所对应的动态数据存储空间、与所述逻辑控制任务的数据所对应的IO镜像内存空间之间的关系映射表；
则所述通过所述第二内核对所述网页访问任务的数据与所述逻辑控制任务的数据进行同步具体为：根据所述关系映射表对所述动态数据存储空间的数据及所述IO镜像内存空间的数据进行同步。
3.如权利要求1或2所述的可编程逻辑控制器的数据处理方法，其特征在于，所述通过所述处理器的第一内核对PLC的网页访问任务进行处理的步骤包括：
通过所述PLC的网络通信端口接收发自外部设备的网页服务访问命令；
通过所述第一内核对所述网页服务访问命令进行处理并产生网页服务提供指令；
根据所述网页服务提供指令向所述外部设备提供页面服务。
4.如权利要求3所述的可编程逻辑控制器的数据处理方法，其特征在于，所述根据所述网页服务提供指令向所述外部设备提供页面服务的步骤包括：
根据所述网页服务提供指令调用所述动态数据存储空间的控制过程数据；
将所述控制过程数据加载到预先定制的网页服务页面中；
将所述网页服务页面发送给所述外部设备。
5.如权利要求4所述的可编程逻辑控制器的数据处理方法，其特征在于，在所述调用所述动态数据存储空间的控制过程数据的步骤之前，还包括：
查询所述动态数据存储空间是否处于空闲状态，若是，则调用所述动态数据存储空间的控制过程数据并将所述动态数据存储空间设置为繁忙状态。
6.如权利要求2所述的可编程逻辑控制器的数据处理方法，其特征在于，所述通过所述第二内核对所述网页访问任务的数据与所述逻辑控制任务的数据进行同步的步骤是在所述逻辑控制任务的任务间隙中进行的。
7.如权利要求1所述的可编程逻辑控制器的数据处理方法，其特征在于，所述处理器为双核处理器或多核处理器，所述第一内核为所述双核处理器或多核处理器的任一内核，所述第二内核为所述双核处理器或多核处理器的其它任一内核。
8.一种可编程逻辑控制器，其特征在于，所述可编程逻辑控制器PLC包括处理器，所述处理器包括至少两个内核；其中，
所述处理器的第一内核用于对PLC的网页访问任务进行处理；
所述处理器的第二内核用于对PLC的逻辑控制任务进行处理；
所述第二内核还用于对所述网页访问任务的数据与所述逻辑控制任务的数据进行同步。
9.如权利要求8所述的可编程逻辑控制器，其特征在于，所述可编程逻辑控制器还包括：
建立模块，用于建立所述网页访问任务的数据所对应的动态数据存储空间、与所述逻辑控制任务的数据所对应的IO镜像内存空间之间的关系映射表；
则所述第二内核用于根据所述关系映射表对所述动态数据存储空间的数据及所述IO镜像内存空间的数据进行同步。
10.如权利要求8所述的可编程逻辑控制器，其特征在于，所述可编程逻辑控制器还包括：网络通信端口，网页服务提供模块；其中，
所述网络通信端口用于接收发自外部设备的网页服务访问命令并将所述网页服务访问命令发送给所述处理器；
所述第一内核用于对所述网页服务访问命令进行处理并产生网页服务提供指令，将所述网页服务提供指令发送给所述网页服务提供模块；
所述网页服务提供模块用于根据所述网页服务提供指令向所述外部设备提供页面服务。
11.如权利要求10所述的可编程逻辑控制器，其特征在于，所述网页服务提供模块包括：
调用单元，用于根据所述网页服务提供指令调用所述动态数据存储空间的控制过程数据；
加载单元，用于将所述控制过程数据加载到预先定制的网页服务页面中；
发送单元，用于将所述网页服务页面发送给所述外部设备。
12.如权利要求11所述的可编程逻辑控制器，其特征在于，还包括：
查询模块，用于查询所述动态数据存储空间是否处于空闲状态，若是，则由所述调用单元调用所述动态数据存储空间的控制过程数据并将所述动态数据存储空间设置为繁忙状态。
13.如权利要求9所述的可编程逻辑控制器，其特征在于，所述第二内核在所述逻辑控制任务的任务间隙中对所述网页访问任务的数据与所述逻辑控制任务的数据进行同步。
14.如权利要求8所述的可编程逻辑控制器，其特征在于，所述处理器为双核处理器或多核处理器，所述第一内核为所述双核处理器或多核处理器的任一内核，所述第二内核为所述双核处理器或多核处理器的其它任一内核。
15.如权利要求9所述的可编程逻辑控制器，其特征在于，所述可编程控制器还包括：存储模块，用于存储所述动态数据存储空间的数据及所述IO镜像内存空间的数据，并存储所述动态数据存储空间与所述IO镜像内存空间之间的关系映射表。
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