CN103365237A - Plc系统中的元件和变量的监控记录方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PLC系统中的元件和变量的监控记录方法及装置，所述方法包括以下步骤：设置待监控记录的元件和变量，以生成待监控记录列表；根据预设的监控记录条件和所述待监控记录列表，获取所述待监控记录列表中的待监控记录的元件和变量的值并按照预设的格式进行存储；根据存储的待监控记录的元件和变量的值，获取元件和变量的变化值。实施本发明的有益效果是，可定义想要监控记录的元件和变量；可实现对元件和变量的值的实时监控记录；能准确记录和捕捉仅持续一个扫描周期的元件和变量的突变值；通过对系统错误的监控记录，可定位到哪一行哪一条指令出现的错误，可以在问题发生后实现快速定位，有效缩短问题分析和解决时间。

Description

PLC系统中的元件和变量的监控记录方法及装置

技术领域

本发明涉及PLC（可编程控制器）领域，更具体地说，涉及一种PLC系统中的元件和变量的监控记录方法及装置。

背景技术

PLC（Programmable Logic Controller，可编程控制器）是一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制器。随着工业设备自动化控制需求的持续增长，PLC使用领域迅速扩大。

对PLC系统中的元件和变量的值进行监控和记录，一方面对提高PLC产品的易用性和可靠性起着重要作用，另一方面能方便用户查找和定位产品运行过程中发生的问题，缩短用户程序调试和问题解决周期。其中，PLC系统中的元件指PLC系统已定义的软元件。软元件是指PLC内部的具有不同功能的器件，例如输入继电器X、输出继电器Y、定时器T、计数器C、辅助继电器M、状态寄存器S等。PLC系统中的变量是指用户可自定义的局部变量和全局变量，为一段有名字的连续存储空间。

现有的PLC产品（如命名为GX Developer的PLC控制软件等）在对PLC系统中的元件和变量值的监控和记录中存在如下问题：

1、缺少对元件和变量变化过程的变化值的记录。

2、采用定时监控方式获取元件和变量的值，无法实现对PLC系统在运行过程中对元件和变量每个扫描周期变化值的获取；且很难监控到元件和变量仅持续一个扫描周期时的突变值，对程序运行和调试过程中由此发生的异常难以提供更多的帮助。

3、用户无法自由配置需监控和记录的元件和变量。

4、由于PLC系统与PLC产品之间通讯速率和通讯介质的限制，无法做到对元件和变量的值的实时监控。

5、PLC发生系统错误时，没有错误跟踪记录功能，仅仅根据特殊专用元件和变量存储的系统错误代码，很难定位到具体哪一行哪一条指令出现的错误。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种PLC系统中的元件和变量的监控记录方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种PLC系统中的元件和变量的监控记录方法，包括以下步骤：

设置待监控记录的元件和变量，以生成待监控记录列表；

根据预设的监控记录条件和所述待监控记录列表，获取所述待监控记录列表中的待监控记录的元件和变量的值并按照预设的格式进行存储；其中，所述预设的监控记录条件包括开始监控记录的条件与停止监控记录的条件；

根据存储的待监控记录的元件和变量的值，获取元件和变量的变化值。

优选的，所述开始监控记录的条件为当前时间到达所述PLC系统的每个扫描周期的实际开始时间，或当前时间到达预设的固定开始时间。

优选的，所述方法还包括：实时获取所述待监控记录列表中的所述待监控记录的元件和变量的值，并存储和显示。

优选的，所述方法还包括：将在所述PLC系统中选定的元件和变量设置为待监控记录的元件和变量，以获取所述PLC系统中的错误产生位置或指令错误出现的位置。

优选的，所述方法还包括：

判断开始监控记录的条件是否满足，若满足则解析所述待监控记录列表中的待监控记录的元件和变量，并根据解析结果，获取所述待监控记录的元件和变量的值。

优选的，所述方法还包括：获取并存储与所述待监控记录的元件和变量的值一一对应的时间戳。

优选的，所述方法还包括：将所述待监控记录的元件和变量的值及与所述待监控记录的元件和变量的值对应的时间戳进行显示。

一种PLC系统中的元件和变量的监控记录装置，包括：

设置单元，用于设置待监控记录的元件和变量，以生成待监控记录列表；

获取及存储单元，用于根据预设的监控记录条件和所述待监控记录列表，获取所述待监控记录列表中的待监控记录的元件和变量的值并按照预设的格式进行存储；

变化值获取单元，用于根据存储的待监控记录的元件和变量的值，获取元件和变量的变化值；

所述预设的监控记录条件包括开始监控记录的条件与停止监控记录的条件。

优选的，所述开始监控记录的条件为当前时间到达所述PLC系统的每个扫描周期的实际开始时间，或当前时间到达预设的固定开始时间。

优选的，所述装置还包括：实时获取显示单元，用于实时获取所述待监控记录列表中的待监控记录的元件和变量的值，并存储和显示。

实施本发明的PLC系统中的元件和变量的监控记录方法及装置，具有以下有益效果：用户可自定义想要监控记录的元件和变量；通过将待监控记录元件和变量的值进行显示，可以实现和示波器类似的功能，方便用户对元件和变量的值的变化进行监控；可实现对元件和变量的值的实时监控记录；具有每周期记录模式，能准确记录和捕捉仅持续一个扫描周期的元件和变量的突变值，对程序运行和调试过程中由此发生的异常提供有力的帮助；具有定时记录模式，可对PLC系统运行状态实现有效地监控；通过对系统错误的监控记录，可定位到哪一行哪一条指令出现的错误，可以在问题发生后实现快速定位，有效缩短问题分析和解决时间。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的PLC系统中的元件和变量的监控记录方法的流程图；

图2是本发明的实施例的对元件和变量的值进行显示的示意图；

图3是本发明实施例的PLC系统中的元件和变量的监控记录方法的详细流程图；

图4是本发明实施例的PLC系统中的元件和变量的监控记录装置的结构图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

在本发明的实施例中，PLC系统中的元件是指PLC系统已经定义的软元件。软元件为PLC系统内部的区别于物理器件的器件，如输入继电器X、输出继电器Y、定时器T、计数器C、辅助继电器M、状态寄存器S等。不同的软元件具有不同的功能，例如，输入继电器（X）是PLC接收外部开关信号的接口，而输出继电器Y用来传送信号到外部负载的元件。

在本发明的实施例中，PLC系统中的变量是程序中数据的临时存放场所，一个变量即为一段存储空间，变量中可以存放数值、日期等。

本发明实施例的PLC系统中的元件和变量的监控记录方法及装置，可对PLC系统中使用的元件（系统已定义的软元件）和变量（用户可自定义的局部和全局变量）的值进行监控和记录，以提高PLC产品的易用性和可靠性，方便查找和定位产品运行过程中发生的问题，缩短用户程序调试和问题解决周期。

参见图1为本发明实施例的PLC系统中的元件和变量的监控记录方法，包括以下步骤：

S1、设置待监控记录的元件和变量，以生成待监控记录列表。

待监控记录的元件和变量可由用户通过PLC控制软件进行设置。且PLC系统中使用的所有元件和变量都可以被设置为待监控记录的元件和变量。待监控记录列表中即包括用户设置的待监控记录的元件和变量。用户设置完待监控记录的元件和变量后，PLC控制软件需判断用户设置的待监控记录的元件和变量的正确性。例如用户设置的待监控记录元件为D11，但PLC系统只有D1-D10，而没有D11，则说明用户设置错误。检查用户设置的待监控记录的元件和变量的正确性，是为了使用户设置的待监控记录的元件和变量能够正确被监控记录。

待监控记录的元件和变量被正确设置后，PLC控制软件将待监控记录的元件和变量下载到PLC系统。

在本发明的实施例中，PLC控制软件是用户用于编辑用户程序并与PLC系统进行通讯以传输数据的软件，例如可为GX Developer等。

S2、根据预设的监控记录条件和所述待监控记录列表，获取所述待监控记录列表中的待监控记录的元件和变量的值并按照预设的格式进行存储。

预设的监控记录条件是通过PLC系统和PLC控制软件通讯交互进行预设的。预设的监控记录条件至少包括：开始监控记录的条件与停止监控记录的条件。此外，预设的监控记录条件还可包括：采样条件、数据存储方式、监控记录模式等。其中，采样条件包括：最大采样次数、最长采样时间、采样数据的最大存储容量；数据存储方式包括：存储到PLC的CPU内存、存储到外扩的RAM；监控记录模式包括：每周期记录模式、定时记录模式、循环覆盖模式等。每周期记录模式是指开始监控记录的条件为当前时间达到PLC系统的每个扫描周期的实际开始的时间。若设置监控记录条件中的监控记录模式为每周期记录模式，则可以监控记录到元件和变量每个扫描周期的变化值。定时记录模式是指开始监控记录的条件和停止监控记录的条件可被以时间的形式设置，以实现定时监控记录。通过将定时记录模块的开始监控记录的条件和停止监控记录的条件设置为固定时间的形式，可对PLC系统运行状态实现有效地监控。循环覆盖模式是指后获取到的元件和变量可循环覆盖先获取到的元件和变量，以保证足够的存储空间。

由于PLC系统采用循环扫描的工作方式，其全过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。因此PLC系统运行的每个扫描周期，均需根据预设的监控记录条件，判断监控记录条件的开始监控记录的条件是否满足。如果不满足，则进入下一轮循环；如果满足，则执行监控记录以获取待监控记录元件和变量的值。

在步骤S2中，执行监控记录以获取待监控记录元件和变量的值前，PLC系统首先需要解析用户设置的待监控记录的元件和变量。

在本发明的实施例中，PLC系统解析待监控记录的元件和变量可按照如下例子的解析过程进行：用户通过PLC控制软件设置的待监控记录的元件可以一个字节代表元件，两个字节代表序号，例如，设置的待监控记录的元件为D10，则PLC系统根据D10解析出待监控记录的元件是哪一个。

此外，PLC控制软件还可将用户设置的待监控记录的元件和变量进行加密后再下载到PLC系统，以增加安全性。例如，根据用户的设置，需要监控记录的元件为D10，PLC控制软件采用加密算法后将D10加密为D001000的形式。则PLC系统解析时，需要先按照与加密算法对应的解密算法对D001000进行解密，然后再解析出待监控记录的元件。

PLC系统解析出待监控记录的元件和变量后，根据预设的监控记录条件获取待监控记录的元件和变量的值并按照预设的格式存储到PLC的存储区域中。存储区域可为PLC系统的CPU内存或外扩的RAM。

在本发明的实施例中，如果设置的待监控记录的元件和变量是存储PLC系统错误信息的特殊专用元件和变量（例如，数据寄存器的D8000-D8255），则还可以通过记录错误发生的具体位置，获取到系统错误的产生位置，并定位到哪一行哪一条指令出现错误。

此外，在步骤S2中，还可进一步获取并存储与待监控记录的元件和变量的值一一对应的时间戳，以更加准确的反应元件和变量的变化情况。

S3、根据存储的待监控记录的元件和变量的值，获取元件和变量的变化值。

在步骤S3中，需要首先判断停止监控记录的条件是否满足，例如，如果采样停止时间到、存储的采样数据达到采样数据的最大存储容量和或已达到最大采样次数等则代表停止监控记录的条件满足。若停止条件满足，则PLC控制软件读取PLC系统的存储区域存储的元件和变量的值，并计算出元件和变量的变化值。

在本发明的实施例中，在步骤S3之后，还包括：将待监控记录的元件和变量的值或变化值及与待监控记录的元件和变量的值对应的时间戳进行显示。通过显示，可使得元件和变量的变化值可视化。在本发明的实施例中，元件和变量的变化值，可按照如图2所示的方式进行显示。图2中的横坐标代表时间，纵坐标代表某一元件（例如，D10）的值。如图2显示的，在不同的时间点，元件的值是变化的。且通过图2可清楚的看出元件的值的变化情况。应理解，图2的显示方式仅为示意性的，在实际过程中，待监控记录元件和变量的值的变化可通过其他的显示方式进行显示，例如通过连续曲线、梯形图等形式显示。

本发明实施例，通过将待监控记录元件和变量的值进行显示，可以实现和示波器类似的功能，方便用户对元件和变量的值的变化进行监控。且对仅持续一个扫描周期的元件和变量的突变值也能准确捕捉，结合特殊专用元件和变量对系统错误的监控记录，可大大简化系统调试过程，为用户调试程序和监控PLC运行状态提供有力的帮助。

更进一步，如果欲实现元件和变量的实时监控，在通讯速率满足要求的前提下，PLC控制软件可实时获取并可视化元件和变量的值，实现PLC系统每个扫描周期的实时监控。

参见图3为本发明实施例的PLC系统中的元件和变量的监控记录方法的详细流程图。包括：

S11、设置待监控记录的元件和变量，以生成待监控记录列表。

S12、预设监控记录条件。

S13、判断监控记录条件的开始条件是否满足，若满足则执行步骤S14。

S14、根据监控记录条件和待监控记录列表，获取待监控记录列表中的待监控记录的元件和变量的值并按照预设的格式进行存储。

S15、判断监控记录的停止条件是否满足，若满足则执行步骤S16，若不满足，则执行步骤S14。

S16、根据存储的待监控记录的元件和变量的值，获取元件和变量的变化值并显示。

本发明实施例的PLC系统中的元件和变量的监控记录方法，允许用户自由通过PLC控制软件定义想要监控记录的元件和变量，并且具有每周期记录模式，能准确记录和捕捉仅持续一个扫描周期的元件和变量的突变值，对程序运行和调试过程中由此发生的异常提供有力的帮助。而且还有定时记录模式，可对PLC系统运行状态实现有效地监控。通过对系统错误的监控记录，定位到哪一行哪一条指令出现的错误，可以在问题发生后实现快速定位，有效缩短问题分析和解决时间。

参见图4为本发明实施例的PLC系统中的元件和变量的监控记录装置的结构图。PLC系统中的元件和变量的监控记录装置包括：

设置单元101，用于设置待监控记录的元件和变量，以生成待监控记录列表。

获取及存储单元102，用于根据预设的监控记录条件和所述待监控记录列表，获取所述待监控记录列表中的待监控记录的元件和变量的值并按照预设的格式进行存储。

变化值获取单元103，用于根据存储的待监控记录的元件和变量的值，获取元件和变量的变化值。

实时获取显示单元104，用于实时获取所述待监控记录列表中的待监控记录的元件和变量的值并存储和显示。

其中，设置单元101、变化值获取单元103和实时获取单元104可由PLC控制软件所在的PC的CPU来充当执行，以执行上述数据处理过程。获取及存储单元102由PLC系统的中央处理单元（即微处理器）充当以执行上述数据处理过程。

在本发明的实施例中，获取及存储单元102中，预设的监控记录条件是由PLC控制软件获取并下载到PLC系统的。预设的监控记录条件包括：开始监控记录的条件与停止监控记录的条件。优选的，开始监控记录的条件可为当前时间达到所述PLC系统的每个扫描周期的实际开始时间（即每周期记录模式），或当前时间到达预设的固定开始时间（即定时记录模式）。

待监控记录的元件和变量可由用户通过设置单元101进行设置。且PLC控制软件可将用户设置的待监控记录的元件和变量建立为待监控记录列表。PLC控制软件可检查待监控记录列表的正确性，并将待监控记录列表下载到PLC系统。根据需要PLC控制软件还可将待监控记录列表中的待监控记录的元件和变量进行加密后再下载到PLC系统。

PLC系统的获取及存储单元102首先对待监控记录列表中的元件和变量进行解析，若元件和变量被加密，则对其解密后再解析。解析后，根据预设的监控记录条件，获取待监控记录列表中的元件和变量的值并按照预设的格式进行存储。且根据需要，获取及存储单元102还可获取与待监控记录列表中的元件和变量的值一一对应的时间戳，以更加准确的反应元件和变量的变化情况。

如果待监控记录列表中的元件和变量是存储PLC系统错误信息的特殊专用元件和变量，则可获取到PLC系统错误的产生位置，并定位到某行某指令出现的错误。

变化值获取单元103在根据存储的待监控记录的元件和变量的值，获取元件和变量的变化值之前，需要判断停止监控记录的条件是否满足。若满足，则从获取及存储单元102获取其存储的元件和变量值，并对获取到的元件和变量值进行处理后，将其进行显示。

本发明实施例的PLC系统中的元件和变量的监控记录装置，通过PLC系统和PLC控制软件的配合，可将监控记录的元件和变量的值进行显示，实现类似示波器的显示功能，方便用户查看元件和变量的值的变化，提高了系统的易用性。且通过将开始监控记录的条件设置为当前时间等于PLC系统的每个扫描周期的开始时间，使得PLC系统的每个扫描周期均可被实时监控，方便用户在问题发生的第一时间，迅速发现和定位问题，为用户调试和监控系统运行提供了极大的方便。

本发明实施例的PLC系统中的元件和变量的监控记录方法及装置，通过用户自行设定需监控记录的元件和变量以及监控记录条件，在满足监控记录条件时，PLC系统解析用户设置的元件和变量并获取其值，并对获取好的元件和变量值进行存储、处理并显示，可实现对元件和变量的每周期实时监控。

本发明实施例的PLC系统中的元件和变量的监控记录方法及装置不仅可以实现对PLC系统中的元件和变量的监控记录，还能实现对用户设置的元件和变量的正确性判断和解析，以及获取到的元件和变量的值的存储、处理及显示；还能通过PLC控制软件读取PLC系统存储区域的元件和变量值，实现对PLC系统的实时监控。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种PLC系统中的元件和变量的监控记录方法，其特征在于，包括以下步骤：

设置待监控记录的元件和变量，以生成待监控记录列表；

根据预设的监控记录条件和所述待监控记录列表，获取所述待监控记录列表中的待监控记录的元件和变量的值并按照预设的格式进行存储；其中，所述预设的监控记录条件包括开始监控记录的条件与停止监控记录的条件；

根据存储的待监控记录的元件和变量的值，获取元件和变量的变化值。

2.根据权利要求1所述的监控记录方法，其特征在于，所述开始监控记录的条件为当前时间到达所述PLC系统的每个扫描周期的实际开始时间，或当前时间到达预设的固定开始时间。

3.根据权利要求2所述的监控记录方法，其特征在于，所述方法还包括：实时获取所述待监控记录列表中的所述待监控记录的元件和变量的值，并存储和显示。

4.根据权利要求1所述的监控记录方法，其特征在于，所述方法还包括：将在所述PLC系统中选定的元件和变量设置为待监控记录的元件和变量，以获取所述PLC系统中的错误产生位置或指令错误出现的位置。

5.根据权利要求1所述的监控记录方法，其特征在于，所述方法还包括：

判断开始监控记录的条件是否满足，若满足则解析所述待监控记录列表中的待监控记录的元件和变量，并根据解析结果，获取所述待监控记录的元件和变量的值。

6.根据权利要求1所述的监控记录方法，其特征在于，所述方法还包括：获取并存储与所述待监控记录的元件和变量的值一一对应的时间戳。

7.根据权利要求6所述的监控记录方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述待监控记录的元件和变量的值及与所述待监控记录的元件和变量的值对应的时间戳进行显示。

8.一种PLC系统中的元件和变量的监控记录装置，其特征在于，包括：

设置单元，用于设置待监控记录的元件和变量，以生成待监控记录列表；

获取及存储单元，用于根据预设的监控记录条件和所述待监控记录列表，获取所述待监控记录列表中的待监控记录的元件和变量的值并按照预设的格式进行存储；

变化值获取单元，用于根据存储的待监控记录的元件和变量的值，获取元件和变量的变化值；

所述预设的监控记录条件包括开始监控记录的条件与停止监控记录的条件。

9.根据权利要求8所述的监控记录装置，其特征在于，所述开始监控记录的条件为当前时间到达所述PLC系统的每个扫描周期的实际开始时间，或当前时间到达预设的固定开始时间。

10.根据权利要求9所述的监控记录装置，其特征在于，所述装置还包括：实时获取显示单元，用于实时获取所述待监控记录列表中的待监控记录的元件和变量的值，并存储和显示。

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