CN104714535B - Plc系统的诊断方法及其plc系统 - Google Patents
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Abstract
一种PLC系统的诊断方法,PLC基础模块向第一扩展模块以诊断周期Td周期性发送诊断信号,第一扩展模块在收到诊断信号之后,向PLC基础模块发送第一有效连接信号,并向第二扩展模块发送第一中继信号;第二扩展模块在收到第一中继信号之后,向第一扩展模块发送第二有效连接信号;第一扩展模块在收到第二有效连接信号之后,向PLC基础模块发送第三有效连接信号。由于上述PLC系统的诊断方法利用了PLC基础模块自身的功能,不需要PLC基础模块额外的运动检测软件,且无需用户自行编程,提高了PLC系统的实时性和可用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种诊断方法,尤其涉及一种可编程逻辑控制器(ProgrammableLogic Controller,以下简称PLC)与其扩展模块之间数据通信是否有效的诊断方法。本发明还涉及执行该诊断方法的PLC系统。
背景技术
图1用于说明PLC与其扩展模块的连接关系,图中只示意性地显示了一个第一扩展模块72和一个第二扩展模块74。如图所示,PLC基础模块70与第一扩展模块72电连接,第一扩展模块72与第二扩展模块74电连接。PLC基础模块可与第一扩展模块直接通信,而第二扩展模块与PLC基础模块通信需要通过第一扩展模块中转。
PLC基础模块需要诊断其与第一扩展模块,以及第一扩展模块与第二扩展模块之间的电连接是否有效。现有PLC的诊断方法要靠用户手动启动PLC基础模块的诊断功能,无法实时的监控PLC基础模块与第一扩展模块,以及第一扩展模块与第二扩展模块之间的电连接是否有效。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种PLC系统的诊断方法,以实时地检测PLC基础模块及其扩展模块的电连接是否有效,该PLC系统包括一个PLC基础模 块、一个第一扩展模块和一个第二扩展模块,PLC基础模块与第一扩展模块相连接,第一扩展模块与第二扩展模块相连接,该诊断方法包括:PLC基础模块向第一扩展模块以诊断周期Td周期性发送诊断信号;第一扩展模块在收到诊断信号之后,向PLC基础模块发送第一有效连接信号,并向第二扩展模块发送第一中继信号;第二扩展模块在收到第一中继信号之后,向第一扩展模块发送第二有效连接信号;第一扩展模块在收到第二有效连接信号之后,向PLC基础模块发送第三有效连接信号。由于上述PLC系统的诊断方法利用了PLC基础模块自身的功能,不需要PLC基础模块额外的运动检测软件,且无需用户自行编程,提高了PLC系统的实时性和可用性。
在PLC系统的诊断方法的再一种示意性的实施方式中,第一扩展模块在收到第二有效连接信号之后,且在收到下一个由PLC基础模块发来的诊断信号之后,向PLC基础模块发送第三有效连接信号。这样可以避免第一扩展模块20和PLC基础模块10之间过于频繁的通信,节省系统资源。
在PLC系统的诊断方法的另一种示意性的实施方式中,第三有效连接信号包括第一扩展模块和第二扩展模块之间的电连接状态信息。因此PLC基础模块可以非常及时地获得各个扩展模块之间的电连接状态信息。
在PLC系统的诊断方法的又一种示意性的实施方式中,第一扩展模块在连续两个周期内没有收到第二有效连接信号,则第一扩展模块和第二扩展模块之间的电连接失效。此时,上一个扩展模块可以及时感知到与下一个与之 相连接的扩展模块之间的电连接状态的变化。
在PLC系统的诊断方法的又一种示意性的实施方式中,PLC基础模块在收到第三有效连接信号之后,向第一扩展模块发送第一重新配置初始化请求。在PLC基础模块与第一扩展模块以及扩展模块之间的电连接状态发生改变时,PLC基础模块可以及时发起对PLC系统的重新配置,使得系统能及时反应电连接状态的变化。
在PLC系统的诊断方法的又一种示意性的实施方式中,第一扩展模块在收到第一重新配置初始化请求之后,向第二扩展模块发送第二重新配置初始化请求。
在PLC系统的诊断方法的又一种示意性的实施方式中,诊断周期为125微秒,以便更好地满足高性能工业应用场合的需要。
本发明的另一个方面还提供了执行上述诊断方法的PLC系统。
附图说明
以下附图仅对本发明做示意性说明和解释,并不限定本发明的范围。
图1为PLC系统中PLC基础模块与其扩展模块的连接关系示意图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的PLC系统诊断方法的示意图。
图3示出了根据本发明的一个实施例的PLC系统诊断方法的流程图。
图4示出了根据本发明的一个实施例的第一扩展模块和第二扩展模块的电连接失效时第三有效连接信号的发送过程示意图。
图5示出了根据本发明的一个实施例的PLC系统中新接入扩展模块时的 诊断方法的示意图。
标号说明
10 PLC基础模块
20 第一扩展模块
30 第二扩展模块
40 第三扩展模块。
具体实施方式
为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明的具体实施方式,在各图中相同的标号表示相同的部分。
在本文中,“示意性”表示“充当实例、例子或说明”,不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
为使图面简洁,各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分,它们并不代表其作为产品的实际结构。另外,以使图面简洁便于理解,在有些图中具有相同结构或功能的部件,仅示意性地绘示了其中的一个,或仅标出了其中的一个。
在本文中,“一个”不仅表示“仅此一个”,也可以表示“多于一个”的情形。在本文中,“第一”、“第二”、“第三”等类似语仅用于彼此的区分,而非表示它们的重要程度及顺序等。
图2示出了根据本发明的一个实施例的PLC系统诊断方法的示意图。如图所示,PLC系统包括一个PLC基础模块10、一个第一扩展模块20和一个第二扩展模块30。在图2所示的实施方式中,只显示了两个扩展模块,但可以根据PLC系统的需要增加扩展模块的使用数量,且各扩展模块之间的电连接方式与图2中第一扩展模块与第二扩展模块的电连接方式相同。
其中,PLC基础模块10与第一扩展模块20电连接,以实现PLC基础模块10与第一扩展模块20的数据通信,例如通过同步串行总线(以下简称SPI总线)实现PLC基础模块10与第一扩展模块20的电连接。
第一扩展模块20与第二扩展模块30电连接,以实现第一扩展模块20与第二扩展模块30的数据通信,例如通过SPI总线实现第一扩展模块20与第二扩展模块30的电连接。PLC基础模块10发送至第二扩展模块30的数据需要经过第一扩展模块20中转,且第二扩展模块30发送至PLC基础模块10的数据同样需要第一扩展模块20中转。
PLC基础模块10设有一个诊断周期Td,在每一个诊断周期内,PLC基础模块10会自动输出一个诊断信号Sd。优选地,诊断周期Td的时长为125微秒。这样可以更好地满足高性能工业应用场合的需要。
当诊断信号Sd输入至第一扩展模块20,第一扩展模块20响应于诊断信号Sd输出一个第一有效连接信号Se1和一个第一中继信号Sd1。第一有效连接信号Se1回馈至PLC基础模块10。
当第一中继信号Sd1输入至第二扩展模块30,第二扩展模块30响应于第一中继信号Sd1,输出一个第二有效连接信号Se2。第二有效连接信号Se2回馈至第一扩展模块20。
当第一扩展模块20收到第二有效连接信号Se2后,向PLC基础模块10发出第三有效连接信号Se3。第三有效连接信号Se3包括第二扩展模块30与第一扩展模块20之间电连接的状态信息。PLC基础模块10可通过第三有效连接信号Se3记录并更新第一扩展模块20与第二扩展模块30之间的电连接状态。当第一扩展模块20与第二扩展模块30之间的电连接状态发生改变时,PLC基础模块10可以发起重新配置过程。可选地,第三有效连接信号Se3可同时包括第二扩展模块30与第一扩展模块20之间电连接的状态信息,以及第一扩展模块20与PLC基础模块10之间的电连接状态信息。
图3示出了根据本发明的一个实施例的PLC系统诊断方法的流程图。在步骤S10中,每隔一个诊断周期Td,由PLC基础模块10输出一个诊断信号Sd,而后进入步骤S20。
在步骤S20中,第一扩展模块20在收到所述诊断信号Sd之后,向PLC基础模块10发送第一有效连接信号Se1,并向第二扩展模块30发送第一中继信号Sd1,而后进入步骤S30。当PLC基础模块10收到第一有效连接信号Se1,它可以判断PLC基础模块10与第一扩展模块20的电连接状态信息。
步骤S30中第二扩展模块30在收到第一中继信号Sd1之后,向第一扩 展模块20发送第二有效连接信号Se2,而后进入步骤S40。
在步骤S40中,第一扩展模块20在收到第二有效连接信号Se2之后,向PLC基础模块10发送第三有效连接信号Se3。PLC基础模块10通过第三有效连接信号可记录并更新第二扩展模块30与第一扩展模块20之间的电连接是否有效,例如可以通过第三有效连接信号Se3信号值的有无代表第二扩展模块30与第一扩展模块20的电连接是否有效,当第三有效连接信号Se3的信号值为零时,代表第二扩展模块30与第一扩展模块20的电连接有效;当第三有效连接信号Se3信号值不为零时,代表第二扩展模块30与第一扩展模块20的电连接失效。优选地,所述第一扩展模块20在收到所述第二有效连接信号Se2之后,并不马上向PLC基础模块10发送第三有效连接信号Se3,而是等收到下一个由PLC基础模块10发来的诊断信号Sd之后,在向所述PLC基础模块10发送第三有效连接信号Se3,此时,第三有效连接信号Se3可以同时包括第一扩展模块20与PLC基础模块10之间的电连接信息以及第一扩展模块20与第二扩展模块30之间的电连接信息。这样可以避免第一扩展模块20和PLC基础模块10之间过于频繁的通信,节省系统资源。
周期性地重复上述步骤。
根据上述PLC系统的诊断方法,通过PLC基础模块10周期性地输出诊断信号,可以及时准确地判断PLC基础模块与扩展模块,以及各扩展模块之间的电连接是否有效等状态信息。由于上述PLC系统的诊断方法利用了PLC 基础模块自身的功能,不需要PLC基础模块额外的运动检测软件,且无需用户自行编程,提高了PLC系统的实时性和可用性。
图4示出了根据本发明的一个实施例的第一扩展模块20和第二扩展模块30的电连接失效时第三有效连接信号的发送过程示意图,为了区分,图中将连续的两个诊断周期标识为Td1和Td2。如图4所示,在第一个诊断周期Td1中,PLC基础模块10输出一个诊断信号Sd。第一扩展模块20响应于诊断信号Sd输出一个第一有效连接信号Se1和一个第一中继信号Sd1,其中第一有效连接信号Se1回馈至PLC基础模块10,且第一中继信号Sd1向第二扩展模块30输出。
在第二个诊断周期Td2中,第一扩展模块20在接收到诊断信号Sd后输出第三有效连接信号至PLC基础模块10。从图中可以看出,在连续两个诊断周期内,第一扩展模块20都没有收到来自第二扩展模块30的第二有效连接信号Se2,根据本发明的一个实施例,第一扩展模块20判断其与第二扩展模块30之间的电连接失效,该状态信息可以通过第三有效连接信号Se3发送给PLC基础模块10。因此PLC基础模块10可以非常及时地获得各个扩展模块之间的电连接状态信息。
PLC基础模块10在收到第三有效连接信号Se3之后,可以判断出第一扩展模块20与第二扩展模块30之间的电连接状态。根据本发明的一个实施例,优选地,当PLC基础模块判断其与第一扩展模块20之间的电连接状态 信息,以及各个扩展模块之间的电连接状态信息发生改变时,比如,第一扩展模块20与第二扩展模块30之间的电连接关系从有效变为失效时、或者从失效变为有效时,PLC基础模块10向第一扩展模块20发送第一重新配置初始化请求,该第一重新配置初始化请求中包含了PLC基础模块与第一扩展模块,以及第一扩展模块与第二扩展模块之间电连接的状态信息。
第一扩展模块20在收到第一重新配置初始化请求后,向第二扩展模块30发送第二重新配置初始化请求,且第二重新配置初始化请求中包含了PLC基础模块与第一扩展模块,以及第一扩展模块与第二扩展模块之间电连接的状态信息。
可以看出,在PLC基础模块与第一扩展模块以及扩展模块之间的电连接状态发生改变时,PLC基础模块可以及时发起对PLC系统的重新配置,使得系统能及时反应电连接状态的变化。
图5示出了根据本发明的一个实施例的PLC系统中新接入扩展模块时的诊断方法的示意图,图中与图2相同的部分在此不再赘述。如图5所示,PLC系统还包括一个第三扩展模块40,电连接于第二扩展模块30,它与PLC基础模块10的数据通信需要通过第一扩展模块20和第二扩展模块30中转。
第二扩展模块30除了输出第二有效连接信号Se2外,它还响应于第一中继信号Sd1输出一个第二中继信号Sd2。
当第三扩展模块40第一次接收到第二中继信号Sd2时,它响应于第二中继信号Sd2输出一个接入信号Si,且接入信号Si可藉由第二扩展模块30和 第一扩展模块20转发至PLC基础模块10。PLC基础模块10接收到接入信号Si后,可判断有新的扩展模块接入。此时,PLC基础模块10可以通过发出第一重新配置初始化请求,对第三扩展模块40进行初始化配置。
另外,当第三扩展模块40接收到第二中继信号Sd2时,它响应于第二中继信号Sd2输出一个第四有效连接信号Se4,且第四有效连接信号Se4回馈至第二扩展模块30。当第二扩展模块30收到第四有效连接信号Se4,它包括了第二扩展模块30和第三扩展模块40之间的电连接状态信息,并通过第二有效连接信号Se2由第二扩展模块30发送给第一扩展模块20,继而通过第一有效连接信号Se1由第一扩展模块20发送给PLC基础模块10。
通过中继接入信号Si以及第一有效连接信号Se1,PLC基础模块可以非常及时地感知到新模块的接入,并及时调整PLC系统,比如发起自动配置过程,或者提醒用户进行配置等。
应当理解,虽然本说明书是按照各个实施例描述的,但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所 作的等效实施方案或变更,如特征的组合、分割或重复,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.PLC系统的诊断方法,所述PLC系统包括一个PLC基础模块(10)、一个第一扩展模块(20)和一个第二扩展模块(30),所述PLC基础模块(10)与所述第一扩展模块(20)相连接,所述第一扩展模块(20)与所述第二扩展模块(30)相连接,所述诊断方法包括:
所述PLC基础模块(10)向所述第一扩展模块(20)以诊断周期(Td)周期性发送诊断信号(Sd);
所述第一扩展模块(20)在收到所述诊断信号(Sd)之后,向所述PLC基础模块(10)发送第一有效连接信号(Se1),并向所述第二扩展模块(30)发送第一中继信号(Sd1);
所述第二扩展模块(30)在收到所述第一中继信号(Sd1)之后,向所述第一扩展模块(20)发送第二有效连接信号(Se2);
所述第一扩展模块(20)在收到所述第二有效连接信号(Se2)之后,向所述PLC基础模块(10)发送第三有效连接信号(Se3), 其中,所述第一扩展模块(20)在收到所述第二有效连接信号(Se2)之后,且在收到下一个由PLC基础模块(10)发来的诊断信号(Sd)之后,向所述PLC基础模块(10)发送第三有效连接信号(Se3)。
2.如权利要求1所述的诊断方法,其特征在于,
所述第三有效连接信号(Se3)包括所述第一扩展模块(20)和第二扩展模块(30)之间的电连接状态信息。
3.如权利要求1所述的诊断方法,其特征在于,所述第一扩展模块(20)在连续两个诊断周期(Td)内没有收到所述第二有效连接信号(Se2),则所述第一扩展模块(20)和第二扩展模块(30)之间的电连接失效。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的诊断方法,其特征在于,所述PLC基础模块(10)在收到所述第三有效连接信号(Se3)之后,向所述第一扩展模块(20)发送第一重新配置初始化请求。
5.如权利要求4所述的诊断方法,其特征在于,所述第一扩展模块(20)在收到所述第一重新配置初始化请求之后,向第二扩展模块(30)发送第二重新配置初始化请求。
6.如权利要求1所述的诊断方法,其特征在于,所述诊断周期(Td)为125微秒。
7.一种PLC系统,用于执行如权利要求1至6中任意一项所述的诊断方法。
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