CN102799135A - 工业控制免编程通用操作系统以及系统的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工业控制免编程通用操作系统以及系统的实现方法，解决了现有技术中存在的工业控制领域没有一套较为有效的控制系统，导致人力、物力、社会财富的巨大浪费的问题。该工业控制免编程通用操作系统的实现方法包括在工业控制计算机内安装组态软件系统，并根据读取的对象信息建立数据库表；组态软件系统将数据库表中的对象信息进行图形化编辑；PLC模块系统对数据库表内的数据进行解释；PLC模块系统使用解释后的数据库表内的数据向接受其控制的对象发布命令，数据库表标注的对象地址上的受控对象根据接收到的命令执行相应的操作。本发明结构简单，实施方便，适合大规模推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业控制系统，具体地说，是涉及一种工业控制免编程通用操作系统以及系统的实现方法。
背景技术
随着我国工业系统的飞速发展，人们对工业控制的要求也越来越高，因此，各类与工业控制相关的公司应运而生，成千上万的程序员几乎做着同样的事情：编写用户程序。然而，低效率的重复工作造成了人力、物力、社会财富的巨大浪费，因此发明创造一套符合行业控制特点的，标准化的控制系统，为社会发展所需。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工业控制免编程通用操作系统以及系统的实现方法，主要解决现有的工业控制领域没有一套较为有效的控制系统，导致人力、物力、社会财富的巨大浪费的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
工业控制免编程通用操作系统，包括：
工业控制计算机，用于建立包含控制对象信息的数据库表，显示控制信息的控制图表；
组态软件系统，用于将数据库表中的对象信息进行图形化编辑，将编辑结果显示在工业控制计算机的显示屏上，并下载到PLC模块系统；
PLC模块系统，用于存储组态软件系统的编辑结果，对数据库表内的数据进行解释，并向数据库表标注的对象地址发布执行对数据库表内的数据进行解释后的操作命令。
具体地说，所述PLC模块系统还通过低压配电屏二次线路与低压配电屏相连，低压配电屏通过控制柜与控制对象相连；所述低压配电屏二次线路包括手/自动转换触点，与该手/自动转换触点相连的手动控制触点，与该手动控制触点并联的自动控制触点，均连接于手动控制触点及自动控制触点输出端的反馈触点以及PLC驱动触点。
以上述硬件系统为基础，本发明提供的上述系统的实现方法包括以下步骤:
（1）在工业控制计算机内安装组态软件系统，并根据所需控制对象的运行条件信息建立相应的控制用数据库表；
（2）组态软件系统将数据库表中的对象信息进行图形化编辑，并将编辑结果下载到PLC模块系统；
（3）系统运行时，PLC模块系统根据接收到的编辑内容对数据库表内的数据进行解释；
（4）PLC模块系统根据解释后的结果提取数据库表内的地址数据，向接受其控制的对象发出控制指令，该地址上的受控对象则根据接收到的控制指令执行相应的操作。
其中，所述步骤（4）具体包括:
每一个受控对象均通过数据库表与所有控制条件相关联，将这种关联性定义为支持多线程操作的线程表，该线程表支持主线程和多个子线程相配合完成控制任务；
在执行控制任务时，如果主线程需要其它动态条件成立方可输出，PLC模块系统则自动触发子线程运行，直至条件被满足，之后子线程自动结束，主线程继续运行，完成控制任务。
具体地说，所述PLC模块系统还通过低压配电屏二次线路与低压配电屏相连，低压配电屏通过控制柜与控制对象相连；所述低压配电屏二次线路包括手/自动转换触点，与该手/自动转换触点相连的手动控制触点，与该手动控制触点并联的自动控制触点，均连接于手动控制触点及自动控制触点输出端的反馈触点以及PLC驱动触点。
进一步地，所述低压配电屏二次线路的实现方法包括以下步骤：
（a）反馈触点将控制对象的运行状态反馈给PLC模块系统，PLC模块系统将检测到的对象状态传递给工业控制计算机并显示在工业控制计算机的显示屏上；
（b）PLC驱动触点根据PLC模块系统的命令执行手动控制触点与自动控制触点的转换操作。
为了实现无扰动切换，所述步骤（b）具体包括：执行手动控制触点与自动控制触点的转换操作时，PLC模块系统在开启另一个触点后再将之前的触点关闭。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明通过整合行业的控制条件，使其通过组态软件的图形化编辑功能与抽象出来的控制对象相关联，有效地将受控对象的信息以图形化的形式显示在工业控制计算机上，通过简单、直接的点选操作，便能完成相应控制。从而省去了PLC用户程序的编写过程，且用户可以根据需要修改相应的控制逻辑，因此具有很高的兼容性和开放性，省去了大量编程过程，简单易行。
（2）本发明通过使用组态软件系统，有效地将用户所需控制对象的信息以图形化的形式显示在工业控制计算机上，使得人们能够一目了然的得知所监测对象的运行状态，通过PLC模块系统对所控对象发布命令，使得受控对象执行相应的操作，简单易行。
（3）本发明使用一通用的PLC模块系统控制柜与低压配电屏相连，能够不受现场工艺情况的影响对受控对象进行控制，且低压配电屏能够根据受控对象的需求对电力进行有效分配，使得本系统运行更为安全有效。
（4）低压配电屏二次线路中，同时设置有手动控制触点和自动控制触点，且在进行二者的切换时，系统会在开启另一个触点后再将之前的触点关闭，这样的设置使得本系统能够在实现手/自动控制的同时实现无扰动转换，进一步地确保了系统运行的稳定性。
（5）本发明支持多线程操作，每一个线程对应着一个现场控制功能块，即一个完整的工业控制是由一个主线程和多个子线程组成，当主线程在执行过程中由于运行条件不满足进入等待状态时，则触发相关子线程的执行去满足主线程等待的条件，从而主线程继续执行，主线程执行完成的过程即是控制任务完成的过程，这样的控制方式极大的提高了控制系统的条理性、稳定性及可操作性。
（6）与传统的工业控制方式相比，本发明只需要对显示屏上图形化的对象信息发布相应命令便能实现相应控制，实现了操作过程中的免编程控制，大大减小了人力、物力、财力的浪费。
附图说明
图1为本发明的系统框图。
图2为本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图1所示，工业控制免编程通用操作系统，包括用于建立包含控制对象信息的数据库表，显示控制信息的控制图表的工业控制计算机；用于将数据库表中的对象信息进行图形化编辑，将编辑结果显示在工业控制计算机的显示屏上，并下载到PLC模块系统的组态软件系统；用于存储组态软件系统的编辑结果，对数据库表内的数据进行解释，并向数据库表标注的对象地址发布执行对数据库表内的数据进行解释后的操作命令的PLC模块系统。
具体地说，该系统的工作方法如下：我们在工业控制计算机内安装组态软件系统，并根据所需控制对象的运行条件信息建立相应的控制用数据库表；组态软件系统将数据库表中的对象信息进行图形化编辑，并将编辑结果下载到PLC模块系统；系统运行时，PLC模块系统根据接收到的编辑内容对数据库表内的数据进行解释；PLC模块系统根据解释后的结果提取数据库表内的地址数据，向接受其控制的对象发出控制指令，该地址上的受控对象则根据接收到的控制指令执行相应的操作。
在本发明中，每一个受控对象均通过数据库表与所有控制条件相关联，我们将这种关联性定义为支持多线程操作的线程表，该线程表支持主线程和多个子线程相配合完成控制任务，相应地，组态软件系统将受控对象与全部可能的控制条件进行图形化编辑，以便于控制线程进行关联点选，之后PLC模块系统将这些关联的选择形成线程表并对其进行解释执行，在控制系统运行时，PLC模块系统对主线程进行解释，并将解释后的结果通过线程表中指定的地址进行输出。在执行控制任务时，如果主线程需要其它动态条件成立方可输出，PLC模块系统则自动触发子线程运行，直至条件被满足，之后子线程自动结束，主线程继续运行，完成控制任务。
本发明是一个多线程系统，每一个线程对应着一个现场控制单元，也就是说一个完整的工业控制是由一个主线程和多个子线程组成，当主线程在执行过程中由于运行条件不满足进入等待状态时，则触发相关子线程的执行去满足主线程等待的条件，从而主线程继续执行，主线程执行完成的过程即是控制任务完成的过程。
例如：在重介选煤厂的控制任务中，加水加介是系统的一个子线程，当系统检测到合介桶液位很低，需要加水加介时，系统启动加水加介子线程，假如启动后发现介质坑无介质、循环水池水位太低，则系统触发介质补充子线程及清水补充子线程，直至当达到运行条件后，子线程被逐一撤销，完成隨机建立起来的控制任务。从补加清水来看，与其相关的设备有液位计、加水电动阀，与其相关的子线程有循环水补加子线程，其相关的设备有循环水池液位计、循环水泵，当合介桶液位计检测到液位过低，则调用加水子程序，加水子程序打开加水子程序线程表进行解释，将解释的结果输出到数据表中描述的加水电动阀地址上，进行补水，如果循环水池液位低，以同样的方式触发循环水池清水补加线程，如此，便可实现相应的操作。
考虑到系统性能的优化，PLC模块系统通过低压配电屏二次线路与低压配电屏相连，低压配电屏通过控制柜与控制对象相连，由图2可见，该低压配电屏二次线路包括手/自动转换触点，与该手/自动转换触点相连的手动控制触点，与该手动控制触点并联的自动控制触点，均连接于手动控制触点及自动控制触点输出端的反馈触点以及PLC驱动触点。
为了实现无扰动切换，所述低压配电屏二次线路的实现方法包括以下步骤：反馈触点将控制对象的运行状态反馈给PLC模块系统，PLC模块系统将检测到的对象状态传递给工业控制计算机并显示在工业控制计算机的显示屏上；PLC驱动触点根据PLC模块系统的命令执行手动控制触点与自动控制触点的转换操作。在执行手动控制触点与自动控制触点的转换操作时，PLC模块系统在开启另一个触点后再将之前的触点关闭。
手/自动转换触点在手动时闭合，自动时断开，手动控制触点与自动控制触点均能够被PLC驱动触点统一驱动，外部设备状态通过反馈触点被读入PLC模块系统，在进行手/自动切换时，PLC模块系统根据反馈触点反馈的信息确定设备的运行状态，现假设设备处于手动控制触点控制的运行状态下，我们想要将其转换至自动控制触点控制的运行状态下则PLC模块系统命令PLC驱动触点将自动控制触点关闭后再将手动控制触点断开，这样便能有效地实现无扰动切换。
由于本发明中所使用的各硬件设备均为现有设备，在此便不作具体说明。
按照上述实施例，便可很好地实现本发明。
Claims (9)
1.工业控制免编程通用操作系统，其特征在于，包括：
工业控制计算机，用于建立包含控制对象信息的数据库表，显示控制信息的控制图表；
组态软件系统，用于将数据库表中的对象信息进行图形化编辑，将编辑结果显示在工业控制计算机的显示屏上，并下载到PLC模块系统；
PLC模块系统，用于存储组态软件系统的编辑结果，对数据库表内的数据进行解释，并向数据库表标注的对象地址发布执行对数据库表内的数据进行解释后的操作命令。
2.根据权利要求1所述的工业控制免编程通用操作系统，其特征在于，所述PLC模块系统还通过低压配电屏二次线路与低压配电屏相连，低压配电屏通过控制柜与控制对象相连。
3.根据权利要求2所述的工业控制免编程通用操作系统，其特征在于，所述低压配电屏二次线路包括手/自动转换触点，与该手/自动转换触点相连的手动控制触点，与该手动控制触点并联的自动控制触点，均连接于手动控制触点及自动控制触点输出端的反馈触点以及PLC驱动触点。
4.工业控制免编程通用操作系统的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在工业控制计算机内安装组态软件系统，并根据所需控制对象的运行条件信息建立相应的控制用数据库表；
（2）组态软件系统将数据库表中的对象信息进行图形化编辑，并将编辑结果下载到PLC模块系统；
（3）系统运行时，PLC模块系统根据接收到的编辑内容对数据库表内的数据进行解释；
（4）PLC模块系统根据解释后的结果提取数据库表内的地址数据，向接受其控制的对象发出控制指令，该地址上的受控对象则根据接收到的控制指令执行相应的操作。
5.根据权利要求4所述的工业控制免编程通用操作系统的实现方法，其特征在于，所述步骤（4）具体包括:
每一个受控对象均通过数据库表与所有控制条件相关联，将这种关联性定义为支持多线程操作的线程表，该线程表支持主线程和多个子线程相配合完成控制任务；
在执行控制任务时，如果主线程需要其它动态条件成立方可输出，PLC模块系统则自动触发子线程运行，直至条件被满足，之后子线程自动结束，主线程继续运行，完成控制任务。
6.根据权利要求5所述的工业控制免编程通用操作系统的实现方法，其特征在于，所述PLC模块系统还通过低压配电屏二次线路与低压配电屏相连，低压配电屏通过控制柜与控制对象相连。
7.根据权利要求6所述的工业控制免编程通用操作系统的实现方法，其特征在于，所述低压配电屏二次线路包括手/自动转换触点，与该手/自动转换触点相连的手动控制触点，与该手动控制触点并联的自动控制触点，均连接于手动控制触点及自动控制触点输出端的反馈触点以及PLC驱动触点。
8.根据权利要求7所述的工业控制免编程通用操作系统的实现方法，其特征于，所述低压配电屏二次线路的实现方法包括以下步骤：
（a）反馈触点将控制对象的运行状态反馈给PLC模块系统，PLC模块系统将检测到的对象状态传递给工业控制计算机并显示在工业控制计算机的显示屏上；
（b）PLC驱动触点根据PLC模块系统的命令执行手动控制触点与自动控制触点的转换操作。
9.根据权利要求8所述的工业控制免编程通用操作系统的实现方法，其特征在于，所述步骤（b）具体包括：执行手动控制触点与自动控制触点的转换操作时，PLC模块系统在开启另一个触点后再将之前的触点关闭。
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