CN105629926A - 工业控制器中的事件生成管理 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于处理工业控制系统中的事件(150)的改进的系统。工业控制器(10)中的模块(18)被配置成响应于预定义信号或信号组合的发生来生成事件(150)。事件(150)被传送至事件队列(165)以用于随后的执行。事件队列(165)还可以被配置成存储生成事件(150)时的模块状态的复本。事件队列(165)可以保持多个事件(150)，并且每个事件(150)被配置成触发至少一个事件任务(160)。在事件任务(160)的执行期间发生的随后的事件(150)被存储在事件队列(165)中以用于之后的执行。事件(150)或事件的组合可以触发模块内、连接至模块的控制器内、或多个控制器内的事件任务(160)的执行。

Description

工业控制器中的事件生成管理

技术领域

本文中所公开的主题总体上涉及用于控制机器和工业过程的工业控制网络，并且更具体地涉及处理工业控制器内生成的事件。

背景技术

工业控制器是用于控制工厂自动化等的专用计算机。工业控制器通常执行针对特定控制应用而高度定制的控制程序。专用控制语言例如“继电器梯形逻辑”通常用于帮助对装置的编程。在存储程序的指导下，工业控制器的处理器周期性地检查输入装置的状态并且更新输出装置的状态。为了确保对机器或过程的可预测控制，控制程序必须是高度可靠且确定性的，也就是说，以良好定义的时间段来执行。

随着工业过程的复杂度增长，越来越多的装置被连接至工业控制器。装置通常分布在机器附近或沿流水线分布。越来越多的装置以及这些装置在机器附近的分布要求更复杂的控制程序。另外，受控过程持续地要求更高的吞吐量或生产率。因此，以更高的速率生成对控制器的输入并且对控制器的输入要求以更高的速率生成从控制器输出的信号。

要理解的是，增大处理器的执行速度使得能够以更快的速率执行控制程序。然而，增大处理器速度并非没有缺陷。增大时钟速度产生了处理模块中的其他硬件部件之间的定时问题。另外，增大的时钟速度能够从开始用作天线的互联产生不希望的辐射发射。另外，日益增大的系统复杂度通常造成控制程序的附加长度。由于以周期性间隔来执行控制程序，所以即使在处理器速度增大的情况下，控制程序的附加长度也可能使得控制程序在相同时间间隔内、或者也许在更长时间间隔内执行。因此，会希望提供改进的系统用于处理接收输入信号并且必须生成输出信号的增大的速率。

还要理解的是，并非所有输入需要以增大的频率处理。一种提高处理输入信号的速率的方法是识别输入中需要提高的处理的部分并且在输入信号例如处于某个状态或改变状态时产生中断。中断处理程序(interrupthandler)然后可以执行响应于输入信号来更新一个或更多个输出信号的控制代码的一小部分。在完成控制代码的该小部分时，中断处理程序返回执行一般控制程序。然而，中断处理程序也并非没有缺陷。随着越来越多的输入被识别为需要以增大的频率进行处理，处理中断控制代码所需的时间量增大并且可能增大到这样的点：一般控制代码不能在所需时间间隔内完成以提供工业控制器所需的确定性控制。另外，随着中断的数目增大，在中断控制代码的另一部分正在执行的同时发生附加中断的可能性增大。因此，可能不执行随后的中断控制代码的执行。

即使执行了所有中断控制代码，中断控制代码也可能基于不准确的数据来执行。中断处理程序必须先接收指示要执行中断控制代码的输入信号。输入信号可能发生在远离控制器的位置处并且可能例如从远程输入模块通过输入扫描器和工业网络而传递至控制器。在控制器接收到指示需要执行中断控制代码的输入时，过程中的一个或更多个输入的状态可能已经改变。因此，当中断控制代码执行时，可能基于不准确的输入信号集合来生成输出信号。因此，会希望提供改进的系统用于处理工业控制系统中针对受控机器或过程的事件。

发明内容

本文中所公开的主题描述了一种用于处理工业控制系统中针对受控机器或过程的事件的改进的系统。工业控制器中的模块被配置成响应于发生预定义的信号或信号的组合来生成事件。事件被传送至事件队列以用于随后的处理。事件队列也可以被配置成存储在生成事件时模块的状态(例如，数字输入模块中的端子中的每个端子是通还是断)的复本。事件队列可以保持多个事件并且可以以先进先出方式或者基于分配给每个事件的优先级来被处理。每个事件被配置成触发一个或更多个事件任务。当从事件队列中检索到事件时，执行事件任务或任务。类似地可以对事件任务分配优先级，并且如果并行发生多个事件或者在另一事件任务正在执行时，则可以基于它们被分配的优先级来执行事件任务。根据本发明的一个方面，单个事件可以触发模块内或模块所连接的控制器内的事件任务的执行。可选地，单个事件可以触发多个控制器中的事件任务的执行。根据本发明的另一方面，多个事件的序列或组合的发生可以触发单个事件任务的执行。

根据本发明的一个实施方式，公开了一种用于能够进行操作以控制机器或过程的工业控制器的输入/输出(I/O)模块。I/O模块包括多个端子、事件生成器、事件队列以及处理器。每个端子被配置成在I/O模块与用于该机器或过程的受控装置之间传输输入信号或输出信号，并且输入信号和输出信号每个具有至少一个状态。事件生成器能够进行操作以响应于至少一个输入或输出信号的状态来生成事件。事件队列被配置成接收每个所生成的事件以及存储多个事件。处理器从事件队列接收每个事件并且启动对应于该事件的事件任务的执行。事件队列也可以被配置成接收在生成每个事件时多个端子中的每个端子的状态并且将多个端子中的每个端子的状态连同相应事件一起进行存储。

根据本发明的另一实施方式，公开了一种用于工业控制系统的事件处理系统。事件处理系统包括I/O模块和处理器模块。I/O模块包括多个端子以及事件生成器。每个端子在端子与工业控制系统中的装置之间传输信号，并且事件生成器能够进行操作以响应于多个端子的至少之一的信号来生成事件。处理器模块能够进行操作以响应于每个事件来执行至少一个事件任务。存储器装置被包括在I/O模块或处理器模块中，其中，存储器装置被配置成存储事件队列。当生成事件时每个事件的指示被加载于事件队列中，并且处理器模块从事件队列接收每个事件的指示以启动对应于事件的事件任务的执行。

根据本发明的又一实施方式，公开了一种处理工业控制系统中的多个事件的方法。在I/O模块中生成第一事件，其中I/O模块包括多个端子，多个端子被配置成在I/O模块与工业控制系统中的装置之间传输信号，并且多个端子中的每个端子处的信号具有至少一个状态。第一事件被发送至处理器模块，并且处理器模块响应于第一事件来启动对第一事件任务的执行。在完成第一事件任务之前在I/O模块中生成至少一个附加事件。每个附加事件对应于针对多个端子的至少之一的信号的当前状态或信号的状态改变。每个附加事件被存储在I/O模块中的存储器装置上的事件队列中。每个附加事件被发送至处理器模块，并且处理器模块响应于每个附加事件来启动对附加事件任务的执行。

根据详细描述和附图，本发明的这些和其他优点和特征对于本领域技术人员将变得明显。然而，应当理解的是，详细描述和附图在指示本发明的优选实施方式的同时通过示出而给出并且并非限制性的。在不背离本发明的精神的前提下，可以在本发明的范围内做出许多改变和修改，并且本发明包括所有这样的修改。

附图说明

在附图中示出了本文中所公开的主题的各种示例实施方式，在附图中，相同的附图标记贯穿附图表示的相同的部件，在附图中：

图1是并入了根据本发明的一个实施方式的事件处理系统的示例工业控制网络的示意图；

图2是图1的示例工业控制网络的一部分的框图表示；

图3是根据本发明的一个实施方式的输入模块与其他模块之间的对等(peer-to-peer)通信的框图表示；

图4是在根据本发明的一个实施方式的输入模块上运行的事件生成器的框图表示；

图5是以继电器梯形逻辑编程的示例事件任务；

图6是在根据本发明的另一实施方式的输入模块上运行的事件生成器的框图表示；

图7是在I/O模块和处理器模块上运行的根据本发明的一个实施方式的事件处理系统的框图表示；

图8是示出针对不同处理器模块的单独的事件队列的根据本发明的另一实施方式的事件处理系统的框图表示；

图9是示出触发单个事件任务的多个事件的根据本发明的另一实施方式的事件处理系统的框图表示；

图10是示出在I/O模块上运行的事件任务的根据本发明的另一实施方式的事件处理系统的框图表示；

图11是示出触发多个事件任务的单个事件的根据本发明的另一实施方式的事件处理系统的框图表示；

图12是示出触发多个处理器模块上的事件任务的单个事件的根据本发明的另一实施方式的事件处理系统的框图表示；

图13是示出触发单个事件任务的多个事件的组合的根据本发明的另一实施方式的事件处理系统的框图表示；

图14是示出触发事件任务的各个I/O模块上发生的多个事件的组合的根据本发明的另一实施方式的事件处理系统的框图表示；

图15是图示用于启动对事件任务的执行所需的步骤的流程图；

图16是图示用于将事件写至如图15中所示的队列所需的步骤的流程图；以及

图17是图示用于处理如图15中所示的队列所需的步骤的流程图。

在描述附图中示出的本发明的各种实施方式时，为了清楚起见，将采用具体术语。然而，并非意在将本发明限制于如此选择的具体术语，并且要理解的是，每个具体术语包括以相似方式进行操作以实现相似目的的所有技术等同方案。例如，通常使用词语“连接”、“附接”、或与其类似的术语。它们并非限于直接连接，而是包括通过其他元件的连接，其中，本领域技术人员认为这样的连接是等同的。

具体实施方式

首先转向图1，示例工业控制网络包括一对工业控制器10。如所示的，工业控制器10是模块化的并且可以由一起连接在机架中或安装至导轨的多个不同模块构成。可以添加附加模块或者去除现有模块，工业控制器10可以被重新配置成适应新配置。可选地，工业控制器10可以具有预定的且固定的配置。所示出的工业控制器10中的每个包括电源模块12、处理器模块14和网络模块16。每个工业控制器10还示出为具有两个附加模块18，这两个附加模块18可以根据应用需求来选择并且可以例如为将在本文中一般地称为I/O模块的模拟或数字输入或输出模块。

一个或更多个操作者接口20可以连接至工业控制网络。每个操作者接口20可以包括：处理装置22；输入装置24，其包括但不限于键盘、触摸板、鼠标、轨迹球或触摸屏；以及显示装置26。构想的是，操作者接口的每个部件可以并入诸如工业计算机、膝上型计算机或平板计算机的单个单元中。还构想的是，多个显示装置26和/或多个输入装置24可以分布在受控机器或过程附近并且连接至一个或更多个处理装置22。操作者接口20可以用于：显示受控机器或过程的状况和/或操作参数；接收来自操作者的命令；或者改变和/或加载控制程序或配置参数。接口线缆28将操作者接口20连接至工业控制器10之一。

工业控制器10根据应用需求而通过一个或更多个网络连接至其他装置。如所示的，接口线缆30直接连接处理器模块14中的每个。通过经由网络线缆32将两个工业控制器10的网络接口模块16连接至一对交换机34中的每个来建立冗余网络拓扑。每个交换机34经由合适的网络线缆36、38连接至一对远程机架40中的一个远程机架。构想的是，网络线缆32、36、38中的任一者或接口线缆30可以是被配置成经由专用接口进行通信的定制线缆或者可以是包括但不限于以太网/IP、DeviceNet或ControlNet的任何标准工业网络。每个网络模块16和交换机34被配置成根据其所连接的网络的协议进行通信并且也可以被配置成在两个不同网络协议之间转换消息。

每个远程机架40可以被定位在受控机器或过程附近的不同位置处。如所示的，每个远程机架40是模块化的并且可以由一起连接在机架中或者安装至导轨的多个不同模块构成。可以添加附加模块或者可以去除现有模块，并且远程机架40可以被重新配置成适应新配置。可选地，远程机架40可以具有预定的且固定的配置。如所示的，每个远程机架40包括一对网络模块42、连接至冗余网络之一的每个网络模块42、输入模块44和输出模块46。输入模块44中的每个被配置成从受控装置50接收输入信号，并且输出模块46中的每个被配置成将输出信号47提供给受控装置50。可选地，其他模块48可以被包括在远程机架40中。要理解的是，工业控制网络、工业控制器10和远程机架40可以在不背离本发明的范围的情况下采用多个其他形式和配置。

接下来参照图2，以框图形式示出了图1的示例工业控制网络的一部分。由于诸如控制网络的日益增加的分布性以及处理装置的日益增大的能力和减小的成本等因素，构想的是，网络中的每个节点可以包括处理器70至75以及存储器装置90至95。处理器70至75被配置成执行指令并且访问或存储相应存储器装置90至95中存储的操作数据和/或配置参数。根据节点需求，处理器70至75可以为任何合适的处理器。构想的是，处理器70至75可以包括单个处理装置或并行执行的多个处理装置并且可以实现在分立的电子装置中或者合并在例如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)的单个电子装置上。类似地，存储器装置90至95可以为单个装置、多个装置或可以被部分地或整个地集成在FPGA或ASIC内。每个节点还包括时钟电路80至85，并且每个时钟电路80至85优选地根据例如IEEE-1588时钟同步标准与其他时钟电路80至85同步。每个时钟电路80至85生成可配置成报告精确至微秒或纳秒的当前时间的时间信号。安装在同一机架中或包含在单个壳体内的节点之间的通信经由背板62和相应背板连接器60发生。经由网络介质28、32、36进行通信的节点包括被配置成处理相应网络协议的端口100至103。每个输入模块44包括被配置成从受控装置50接收输入信号45的输入端子110。输入模块44还包括用于处理输入信号45并且将输入信号45从输入端子110传送至处理器74所需的任何相关逻辑电路114和内部连接112、116。类似地，每个输出模块46包括被配置成将输出信号47发送至受控装置50的输出端子120。输出模块46还包括用于处理输出信号47并且将输出信号47从处理器75传送至输出端子120所需的任何相关逻辑电路124和内部连接122、126。

接下来参照图3，构想的是，输入模块44和输出模块46可以被配置成不仅与处理器模块14通信而且也基于对等进行通信。示出了用于根据本发明的一个实施方式来配置对等通信以及随后的数据传输的过程。工业控制网络包括至少一个处理器模块14、输入模块44和输出模块46。分别经由配置通信13和14从处理器模块14传送输入模块44和输出模块46的初始配置。在上电或另一用户启动的配置序列期间，处理器模块14将初始配置消息13发送至输入模块44并且将另外的初始配置消息15发送至输出模块。输入模块44将响应配置消息13发送至处理器模块14，分别建立处理器模块14与输入模块44之间的通信。至输出模块46的配置消息15标识对等关系，定义输出模块46要连接的输入模块44的类型和针对该输入模块44的数据结构。输出模块46然后生成至对等输入模块44的初始配置消息17。对等输入模块44将响应配置消息17发送至输出模块46，建立输入模块44与输出模块46之间的通信。在成功建立对等连接时，输出模块46生成至处理器模块14的响应配置消息15，建立处理器模块14与输出模块46之间的通信以及向处理器模块14指示已经建立了对等连接。

在完成初始配置序列之后以及在正常操作期间，处理器模块14周期性地与输入模块44和输出模块46中的每个进行通信。处理器模块14与输出模块46之间的消息25包括但不限于每个模块之间的操作状态以及从处理器模块14至输出模块46的输出表格的更新。类似地，处理器模块14与输入模块44之间的消息21、23包括但不限于每个模块之间的操作状态以及从输入模块44至处理器模块14的输入表格的更新。输出模块46还从输入模块接收消息23，该消息23提供输入模块44中的输入端子110的当前状态。另外，可以在输出模块46与输入模块44之间传送心跳消息(heartbeatmessage)31以验证两个模块之间的通信通道保持运行。在分布式控制网络中，被配置成对等连接的输入模块44与输出模块46二者可以位于受控机器或过程上的但是远离中央处理器模块14的同一点，实际上，输入模块44和输出模块46可以安装在同一机架中并且共享背板62。通过将输入信号直接传递至输出模块46并且响应于这些输入信号来生成输出信号，改进了输出模块46的响应度。

根据本发明的一个方面，一个或更多个受控装置50与一个或更多个工业控制器10之间的信号可以生成事件。接下来参照图4，示出了在输入模块44上运行的事件生成器131的一个实施方式。根据输入端子110的状态以及输入模块44内部的其他状态标志来生成事件。事件生成器131可以在处理器74、处理逻辑114或其组合上执行。事件被经由事件消息27传送至处理器模块14并且(如果被配置)传送至对等模块。输入模块44可以被配置成在发生时立即地或以周期性间隔地，例如与发送提供关于输入端子110的状态的信息的消息23一起发送事件消息27。

根据本发明的一个实施方式，事件生成器131通过检测如图4中所示的输入端子110处存在的输入模式来生成事件。示例输入模块44包括16个输入端子110。每个输入端子的状态由指示输入端子为断的0、指示输入端子为通的1、或者指示输入端子可以为通或断的“x”来指示。第一示例状态130a指示端子0和端子14为通、端子1和端子15为断以及端子2至端子13可以为通或断。第二示例状态130b指示端子0和端子15为断、端子1和端子14为通并且端子2至端子13可以为通或断。事件生成器131读取存储在存储器装置94中的第一配置参数，该第一配置参数标识用于生成事件的掩码132。掩码132包括针对每个输入端子110的状态位，其中“1”指示相应输入端子110用于生成事件，而“0”指示相应输入端子110不用于生成事件。所示的掩码132具有针对位0、1、14和15设置的“1”，意指仅这四个输入端子将用于生成事件。事件生成器131读取定义触发事件所需的每个位的匹配值134的另一配置参数。所示的匹配值134要求端子1和端子14为通并且端子0和端子15为断。由于端子2至端子13不被包括在掩码132中，所以匹配值134不关心针对这些端子的设置是通还是断。如在结果框136中所见，第一示例状态130a中的与掩码132对应的输入端子110的状态与匹配值134不对应。因此，事件生成器131指示“假”或尚无事件发生。相比之下，第二示例状态130b中的与掩码132对应的输入端子110的状态与匹配值134对应。因此，事件生成器131指示“真”或者事件已经发生。每个输入模块44可以具有存储在存储器装置94中的掩码132和匹配值134的多个集合，每个集合被配置成根据内部状态位和/或输入信号的唯一集合来生成事件。可选地，事件生成器131可以被配置成读取单个参数，例如通过其中可以定义至少三个状态的字符串来定义该参数中的每个位。串中的每个位置可以被定义为与输入的三个状态对应的“0”、“1”或“X”。

根据本发明的另一实施方式，事件生成器131可以被配置成将单个输入直接映射至事件。参照图6，来自每个输入端子110的输入信号45被提供至事件生成器131。事件生成器131可以被配置成检测状态转换，使得当被映射至事件的信道的输入进入一个状态(例如，“1”或“通”)时，事件生成器131生成事件。当同一输入进入另一状态(例如，“0”或“断”)时，事件生成器131可以被配置成不生成事件、生成第二事件或触发同一事件。存储器装置94可以存储以下表格，该表格定义每个事件任务以及每个输入端子110处的输入信号45的哪个状态或状态转换导致事件发生。构想的是，在不背离本发明的范围的情况下，其他序列和/或输入信号45和输入端子110的组合、来自输出端子120的输出信号47、或其组合可以被配置成生成事件。

仍然参照图6，提供了事件队列155，事件队列155从事件生成器131接收对每个事件的发生的指示。当每个事件发生时，处理器74、逻辑电路114或其组合生成每个事件发生时输入模块114中的数据的快照。例如，在所示数字输入模块44中，当输入转换至高状态或通状态时，分配输入端子110之一以生成事件0。事件生成器131检测相应输入端子110处的至高状态的转换并且将八个输入端子110中的每个输入端子的状态复制进存储器的一个字节中并且生成事件0已经发生的指示。事件0发生的指示被发送至事件队列155，并且其中存储有每个输入端子110的状态的字节被类似地传送至事件队列155。因此，事件发生时输入端子110的状态被存储以用于控制程序的未来处理。除了每个输入端子110的状态之外，构想的是，当事件发生时，模块44内的其他内部状态和/或控制标志可以被存储在存储器中。

还参照图7和图8，构想的是，可以针对每个事件150来定义单独的事件队列155。如果如图6中所示使用针对所有事件150的单个队列155，则必须在队列155中存储标识哪个事件被触发以及模块的当前状态的信号。通过针对每个事件150定义单独的队列155，当事件发生时仅模块的当前状态需要被存储。模块的当前状态被存储在与事件150对应的队列155中并且可以由相应事件任务160从队列155中检索。

接下来参照图7至图14，示出了事件管理系统的各种实施方式。如图7和图8中所示，队列155可以被实现在I/O模块18、处理器模块14或其组合中。连接170被建立在处理器模块14和I/O模块18上的端口之间。如上所述，当两个模块位于同一机架中时，可以经由背板62和背板连接器60建立连接170，或者当两个模块被远离地定位时，可以经由网络介质32、36、网络端口101至103以及位于模块之间的任何附加网络装置34建立连接170。I/O模块18可以将事件数据存储在本地事件队列155中或者经由连接170将事件数据发送至处理器事件队列165以用于随后的处理。

针对要检测的每个事件150来定义事件任务160。事件任务160定义当检测到事件150时要发生的一个或更多个操作。如图5中所示，示例事件任务160是以“梯形逻辑”格式编程的。构想的是，可以在不背离本发明的范围的情况下以其他编程语言对事件任务160编程。事件任务160接收事件发生时的模块状态并且将这些状态用作梯形逻辑中的输入信号212。根据事件任务160中定义的梯形逻辑来设置/重新设置输出信号214。所产生的输出信号214然后可以从处理器模块14被发送至输出模块46，或者，如果两个模块被配置用于对等通信，则所产生的输出信号214可以在输入模块44与输出模块46之间传输。

如图9和图10中所示，事件任务160可以在处理器模块14、I/O模块18或其组合中执行。其中，可以根据应用需求确定执行的事件任务160。当事件队列155、165中存在事件数据时(也参见图7和图8)，队列155、165所在的模块的处理器启动对事件任务160的执行。出于说明的目的，将假设队列155存在于其上检测到事件150的I/O模块18，然而本文所公开的概念等同地适用于远程队列，例如上述的处理器队列165。根据本发明的又一实施方式，可以使用I/O模块18上的队列155和处理器模块14上的队列165两者来执行排队。参照图7和图9，事件150被存储在I/O模块18上的队列155中。当事件150发生或者事件150被排队时，事件150和事件数据被经由模块之间的连接170发送至处理器模块14。处理器模块14包括存储在存储器中的表格，该表格标识针对每个事件150要执行的事件任务160。每个事件150可以关联至特定事件任务160。然而，如所示的，还构想的是，多个事件150如事件1和事件2可以启动对单个事件任务160如事件任务1的执行。参照图10，构想的是，事件任务160在I/O模块18中执行。由于模块之间的扫描时间延迟以及网络连接和/或背板上的传输延迟可以限制在接收到事件150之后启动事件任务160的速率，所以希望将事件任务160存储在I/O模块18中。当事件150发生或被排队时，事件150触发事件任务160。事件任务监视器例程162可以存在于处理器模块14中以监视何时在I/O模块18上执行事件任务160。I/O模块18可以经由连接170将事件150发生的指示、事件数据、事件任务160的输出或其组合发送至事件任务监视器例程162，使得处理器模块14意识到事件150已发生。

接下来参照图11，一个事件150可以启动多个事件任务160。根据所示的实施方式，事件0和事件N各自被配置成启动单个事件任务160。然而，事件1被配置成启动三个事件任务160。除了定义由每个事件150执行哪个事件任务160之外，存储在处理器模块14中的表格还可以包括由单个任务150启动的多个事件任务160的执行顺序。可选地，可以向每个事件任务160分配优先级并且事件任务160可以根据所分配的优先级来执行。还构想的是，事件任务标识符可以与事件数据一起存储在事件队列165中。可选地，可以针对事件任务和针对事件来定义单独的队列。当由单个事件150启动多个事件任务160时，需要执行的事件任务160或针对每个事件任务160的标识符然后可以被加载至预定义队列之一中。

接下来参照图12，一个事件150可以启动多个处理器模块14中的事件任务160。可以在I/O模块18与可以位于分离的工业控制器10中的两个处理器模块14中的每个处理器模块之间建立连接170。根据应用需求，发生在一个I/O模块18上的事件150可能需要启动两个处理器模块14上的事件任务160。再次参照图8，也可以在I/O模块18中定义单独的事件队列155以将事件发送至每个处理器模块14。每个处理器模块14可以启动如上关于单个处理器模块14所述的单个事件任务160或多个事件任务160的执行。

根据本发明的另一方面，如图13和图14中所示，可能需要事件150的组合来启动事件任务160。事件任务逻辑电路152可以用于定义为了启动事件任务的执行所必须发生的事件150的组合或序列。在图13中，例如“与(AND)”门指示事件0、事件1和事件N必须均发生以启动事件任务0的执行。事件任务逻辑电路152可以被实现在I/O模块18中或处理器模块14中。构想的是，事件任务逻辑电路152可以由实现在相应模块14、18的处理器中的离散逻辑元件或其组合构成。事件任务逻辑电路152可以定义要求事件150的组合发生(即，“与(AND)”)、多个事件150之一发生(即，“或(OR)”)或其组合的事件150的多个组合。还构想的是，事件任务逻辑电路152可以要求事件150的序列发生以启动事件任务160。例如，如果事件0先发生并且接下来事件1发生，则事件任务逻辑电路152可以启动对事件任务0的执行。然而，如果事件1先发生并且接下来事件0发生，则事件任务逻辑电路152可以不使事件任务160启动或者启动不同的事件任务例如事件任务1。

接下来转向图15至图17，示出了根据本发明的一个实施方式的用于管理工业控制器中的多个事件的步骤。在步骤220，在工业控制器10中的I/O模块18之一上检测到事件150。如步骤222中所示，事件150被存储在检测到事件的I/O模块18中或工业控制器10上的处理器模块14中的事件队列155、165中。当存储事件150时，包括其中检测到事件150的I/O模块18上的一些端子或所有端子的状态的事件数据可以被存储在队列中。事件数据也可以包括I/O模块18的标识I/O模块18的当前状态的内部状态标志。出于说明的目的，将关于I/O模块18中的本地队列155来讨论将事件150存储至队列。要理解的是，可以随后进行类似步骤以将事件数据存储在位于例如处理器模块14中的远程队列165中。在步骤230，I/O模块18检查队列155是否已满。如果队列155中存在空间，如在步骤232中所示，模块可以将事件数据直接写入队列155中的下一空位中。队列155可以被配置成存储例如四(4)个、八(8)个或其他任何期望数目的事件及其相应事件数据。如果队列155已满，则I/O模块18确定队列如何被配置成处理队列155的溢出。在步骤234，I/O模块18确定队列155是否被配置成覆写队列155的尾部或末端。如果队列155被配置成覆写队列155的尾部，如在步骤238中所示，新的事件和相应事件数据可以被写至队列155中的最后位置。可选地，队列155可以被配置成丢弃队列155的头部。当在步骤238将新事件及其相应事件数据写入队列中的最后位置之前，如步骤236中所示，队列155的每个位置中的数据可以在队列155中上移一个位置。根据又一选项(未示出)，队列155可以被配置成丢弃最新的事件150。在该配置中，当队列155已满时不存储新的事件数据。而是仅当队列155中存在可用位置时存储事件数据。

在步骤224，然后I/O模块18对队列155进行处理。由于关于本地队列155讨论了将数据存储至队列的步骤，所以将关于本地队列155类似地讨论处理队列的步骤。要理解的是，随后可以例如在存储远程序列165的处理器模块14中进行类似步骤以处理远程序列165。如步骤240中所示，I/O模块18可以先确定是否针对每个事件150定义了优先级。内部设置可以识别事件是否具有优先级水平地存储在队列155中。可选地，可以为优先级水平预留事件数据中的字段。如果该字段内未设置优先级，则I/O模块18确定未定义优先级。如果未定义优先级，则I/O模块18识别队列155前面的事件150和相应事件数据(例如，已经在队列155中最长时间的事件150)。如果针对每个事件150定义了优先级，则I/O模块18识别队列155中的哪个事件150具有最高优先级。以此方式，如果在针对另一事件的事件任务正在执行时发生多个事件150，则可以定义对应于所排队的事件150的每个事件任务的期望执行顺序。如步骤244中所示，I/O模块18识别哪个事件150具有最高优先级。如果多个事件150具有相同的优先级，则I/O模块18然后可以转换至先入先出系统以将已经在队列155中最长持续时间的事件150识别为具有最高优先级。在步骤246，I/O模块18从队列155中读取事件150和相应事件数据。如步骤248中所示，剩余事件150及其相应事件数据然后可以在队列155中上移一个位置，使最后的位置变成空位。

在步骤226，执行事件任务160。I/O模块18可以通过经由连接170将事件150和相应事件数据发送至处理器模块14来启动事件任务160的执行。根据本发明的一个实施方式，要执行的事件任务160与发送至处理器模块14的事件标识符对应。其上识别到事件的I/O模块18可以存储事件任务标识符与事件数据或者可以访问存储在I/O模块18上的存储器中的表格以识别要由每个事件150启动哪个事件任务160。可选地，I/O模块18可以发送与所识别的事件150而不是要执行的事件任务160相对应的事件标识符。处理器模块14可以访问存储在处理器模块14上的存储器中的表格以识别要由每个事件150启动哪个事件任务160。处理器模块16然后执行在事件任务160中定义的程序步骤。处理器模块14可以暂时地中止处理器模块14上的执行的另外的控制程序的执行以执行事件任务160中的步骤。可选地，如果处理器模块14被配置成并行地处理步骤，则事件任务160可以与另外的控制程序并行地执行。在完成事件任务160时，处理器模块14将指示事件任务160完成的状态标志发送至I/O模块18。I/O模块18再次执行步骤以处理队列155。如果在事件任务160的执行期间发生了另外的事件150，则I/O模块18将下一事件标识符和相应事件数据发送至处理器模块14并且执行下一事件任务160。

应当理解的是，本发明的应用不限于本文中所阐述的部件的结构和布置的细节。本发明能够是其他实施方式并且能够以各种方式来实践或实现。前述的变型和修改在本发明的范围内。还要理解的是，本文中所公开并且定义的本发明扩展至所提及的或根据文本和/或附图而明显的各个特征中的两个或更多个特征的所有替选组合。所有这些不同组合构成本发明的各个替选方面。本文中所描述的实施方式说明了用于实践本发明的已知最优模式并且将使本领域技术人员能够利用本发明。

本发明还包括以下实施方式：

(1)一种用于能够进行操作以控制机器或过程的工业控制器的输入/输出模块，所述输入/输出模块包括：

多个端子，其中每个端子被配置成在所述输入/输出模块与用于所述机器或过程的受控装置之间传输输入信号和输出信号之一，其中所述输入信号和所述输出信号每个均具有至少一个状态；

事件生成器，其能够进行操作以响应于至少一个输入信号或输出信号的状态来生成事件；

事件队列，被配置成接收每个所生成的事件以及存储多个事件；以及

处理器，其能够进行操作以从所述事件队列接收每个事件并且启动与所述事件相对应的事件任务的执行。

(2)根据(1)所述的输入/输出模块，其中，所述事件队列还被配置成：接收生成每个事件时所述多个端子中的每个端子的状态；以及将所述多个端子中的每个端子的状态连同相应事件一起存储。

(3)根据(1)所述的输入/输出模块，还包括：存储器装置，被配置成存储多个事件任务，并且其中所述处理器通过以下操作启动所述事件任务的执行：识别多个事件任务中与每个事件向对应的事件任务并且响应于接收每个事件而执行所识别的事件任务。

(4)根据(1)所述的输入/输出模块，还包括：通信端口，被配置成建立与处理器模块的连接，其中所述输入/输出模块中的所述处理器通过将从所述事件队列接收的每个事件发送至所述处理器模块来启动所述事件任务的执行，并且其中所述处理器模块包括被配置成存储多个事件任务的存储器装置，所述处理器模块识别所述多个事件任务中与每个事件相对应的事件任务，并且响应于接收每个事件而执行所识别的事件任务。

(5)根据(4)所述的输入/输出模块，其中，所述处理器模块是第一处理器模块并且所述通信端口还被配置成建立与第二处理器模块的连接，并且其中所述输入/输出模块中的所述处理器将从所述事件队列接收的每个事件发送至所述第一处理器模块和所述第二处理器模块的至少之一。

(6)根据(5)所述的输入/输出模块，其中，所述事件队列是第一事件队列，所述输入/输出模块还包括：

第二事件队列，被配置成接收每个所生成的事件以及存储多个事件；以及

存储器装置，被配置成存储表格，所述表格定义将每个所生成的事件发送至所述第一事件队列还是发送至所述第二事件队列，其中所述第一事件队列接收要发送至所述第一处理器模块的事件，并且所述第二事件队列接收要发送至所述第二处理器模块的事件。

(7)根据(1)所述输入/输出模块，其中，每个事件被分配有优先级，并且其中所述处理器基于分配给所述事件队列中的每个事件的所述优先级来启动每个事件任务的执行。

(8)根据(1)所述的输入/输出模块，其中，所述处理器能够进行操作以启动与所述多个事件之一对应的多个事件任务的执行。

(9)一种用于工业控制系统的事件处理系统，所述事件处理系统包括：

输入/输出模块，其具有：

多个端子，其中每个端子在所述端子与所述工业控制系统中的设备间传输信号，以及

事件生成器，其能够进行操作以响应于所述多个端子的至少之一的所述信号来生成事件；

处理器模块，其能够进行操作以响应于每个事件执行至少一个事件任务；以及

所述输入/输出模块和所述处理器模块之一中的存储器装置，其中：

所述存储器装置被配置为存储事件队列，

当生成每个事件时，该事件的指示被加载在所述事件队列中，并且

所述处理器模块从所述事件队列接收每个事件的所述指示以启动与所述事件对应的所述至少一个事件任务的执行。

(10)根据(9)所述的事件处理系统，其中，每个端子处的所述信号具有至少一个状态，并且所述事件队列被配置为存储每个事件生成时所述多个端子中的每个端子处的所述信号的状态。

(11)根据(9)所述的事件处理系统，其中，所述处理器模块是第一处理器模块，所述事件处理系统还包括第二处理器模块，所述第二处理器模块能够进行操作以响应于每个事件执行至少一个事件任务，其中所述第一处理器模块和所述第二处理器模块中的每个接收每个事件的所述指示的至少一部分以启动相应至少一个事件任务的执行。

(12)根据(9)所述的事件处理系统，其中，每个事件被分配有优先级，并且其中所述处理器模块基于分配给所述事件队列中的每个事件的优先级来启动每个事件任务的执行。

(13)根据(9)所述的事件处理系统，其中，所述处理器模块能够进行操作以启动与所述多个任务之一相对应的多个事件任务的执行。

(14)根据(9)所述的事件处理系统，其中所述输入/输出模块是第一输入/输出模块，所述任务处理系统还包括第二输入/输出模块，所述第二输入/输出模块具有：

多个端子，其中每个端子在所述端子与所述工业控制系统中的设备间传输信号，以及

事件生成器，其能够进行操作以响应于所述多个端子的至少之一的所述信号来生成事件，其中所述处理器模块能够进行操作以响应于在所述第一输入/输出模块上生成的第一事件和在所述第二输入/输出模块上生成的第二事件来执行至少一个任务。

(15)一种处理工业控制系统中的多个事件的方法，所述方法包括步骤：

在输入/输出模块中生成第一事件，其中所述输入/输出模块包括多个端子，所述多个端子被配置成在所述输入/输出模块与所述工业控制系统中的装置之间传输信号，并且所述多个端子中的每个端子处的所述信号具有至少一个状态；

将所述第一事件发送至处理器模块；

响应于所述第一事件来启动所述处理器模块上的第一事件任务的执行；

在完成所述第一事件任务之前在所述输入/输出模块中生成至少一个附加事件，其中每个附加事件与针对所述多个端子的至少之一的所述信号的当前状态以及所述信号的状态改变之一相对应；

将每个附加事件存储在所述输入/输出模块中的存储器装置上的事件队列中；

将每个附加事件发送至所述处理器模块；以及

响应于每个附加事件启动所述处理器模块上的附加事件任务的执行。

(16)根据(15)所述的方法，还包括步骤：

捕获生成每个附加事件时所述多个端子中的每个端子的状态；以及

将所述多个端子中的每个端子的状态与相应附加事件存储在所述事件队列中。

(17)根据(15)所述的方法，其中，所述处理器模块是第一处理器模块，所述方法还包括步骤：

将所述第一事件和每个附加事件的至少之一发送至第二处理器模块；以及

响应于在所述第二处理器模块处接收的每个事件来启动所述第二处理器模块上的事件任务的执行。

(18)根据(15)所述的方法，还包括步骤：在将每个附加事件发送至所述处理器模块之前，确定所述事件队列中的每个附加事件的优先级，其中根据所述事件的所述优先级来发送每个附加事件。

(19)根据(15)所述的方法，还包括步骤：响应于接收所述第一事件和每个附加事件之一来启动所述处理器模块中的第二事件任务的执行。

(20)根据(15)所述的方法，其中，响应于从所述输入/输出模块接收至少两个事件来启动所述第一事件任务和每个附加事件任务之一的执行。

Claims (14)

1.一种用于能够进行操作以控制机器或过程的工业控制器的输入/输出模块，所述输入/输出模块包括：

多个端子，其中每个端子被配置成在所述输入/输出模块与用于所述机器或过程的受控装置之间传输输入信号和输出信号之一，其中所述输入信号和所述输出信号每个均具有至少一个状态；

事件生成器，其能够进行操作以响应于至少一个输入信号或输出信号的状态来生成事件；

事件队列，被配置成接收每个所生成的事件以及存储多个事件；以及

处理器，其能够进行操作以从所述事件队列接收每个事件并且启动与所述事件相对应的事件任务的执行。

2.根据权利要求1所述的输入/输出模块，其中，所述事件队列还被配置成：接收生成每个事件时所述多个端子中的每个端子的状态；以及将所述多个端子中的每个端子的状态连同相应事件一起存储。

3.根据权利要求1所述的输入/输出模块，还包括：存储器装置，被配置成存储多个事件任务，并且其中所述处理器通过以下操作启动所述事件任务的执行：识别多个事件任务中与每个事件向对应的事件任务并且响应于接收每个事件而执行所识别的事件任务。

4.根据权利要求1所述的输入/输出模块，还包括：通信端口，被配置成建立与处理器模块的连接，其中所述输入/输出模块中的所述处理器通过将从所述事件队列接收的每个事件发送至所述处理器模块来启动所述事件任务的执行，并且其中所述处理器模块包括被配置成存储多个事件任务的存储器装置，所述处理器模块识别所述多个事件任务中与每个事件相对应的事件任务，并且响应于接收每个事件而执行所识别的事件任务。

5.根据权利要求4所述的输入/输出模块，其中，所述处理器模块是第一处理器模块并且所述通信端口还被配置成建立与第二处理器模块的连接，并且其中所述输入/输出模块中的所述处理器将从所述事件队列接收的每个事件发送至所述第一处理器模块和所述第二处理器模块的至少之一。

6.根据权利要求5所述的输入/输出模块，其中，所述事件队列是第一事件队列，所述输入/输出模块还包括：

第二事件队列，被配置成接收每个所生成的事件以及存储多个事件；以及

存储器装置，被配置成存储表格，所述表格定义将每个所生成的事件发送至所述第一事件队列还是发送至所述第二事件队列，其中所述第一事件队列接收要发送至所述第一处理器模块的事件，并且所述第二事件队列接收要发送至所述第二处理器模块的事件。

7.根据权利要求1所述输入/输出模块，其中，每个事件被分配有优先级，并且其中所述处理器基于分配给所述事件队列中的每个事件的所述优先级来启动每个事件任务的执行。

8.根据权利要求1所述的输入/输出模块，其中，所述处理器能够进行操作以启动与所述多个事件之一对应的多个事件任务的执行。

9.一种处理工业控制系统中的多个事件的方法，所述方法包括步骤：

在输入/输出模块中生成第一事件，其中所述输入/输出模块包括多个端子，所述多个端子被配置成在所述输入/输出模块与所述工业控制系统中的装置之间传输信号，并且所述多个端子中的每个端子处的所述信号具有至少一个状态；

将所述第一事件发送至处理器模块；

响应于所述第一事件来启动所述处理器模块上的第一事件任务的执行；

在完成所述第一事件任务之前在所述输入/输出模块中生成至少一个附加事件，其中每个附加事件与针对所述多个端子的至少之一的所述信号的当前状态以及所述信号的状态改变之一相对应；

将每个附加事件存储在所述输入/输出模块中的存储器装置上的事件队列中；

将每个附加事件发送至所述处理器模块；以及

响应于每个附加事件启动所述处理器模块上的附加事件任务的执行。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括步骤：

捕获生成每个附加事件时所述多个端子中的每个端子的状态；以及

将所述多个端子中的每个端子的状态与相应附加事件存储在所述事件队列中。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述处理器模块是第一处理器模块，所述方法还包括步骤：

将所述第一事件和每个附加事件的至少之一发送至第二处理器模块；以及

响应于在所述第二处理器模块处接收的每个事件来启动所述第二处理器模块上的事件任务的执行。

12.根据权利要求9所述的方法，还包括步骤：在将每个附加事件发送至所述处理器模块之前，确定所述事件队列中的每个附加事件的优先级，其中根据所述事件的所述优先级来发送每个附加事件。

13.根据权利要求9所述的方法，还包括步骤：响应于接收所述第一事件和每个附加事件之一来启动所述处理器模块中的第二事件任务的执行。

14.根据权利要求9所述的方法，其中，响应于从所述输入/输出模块接收至少两个事件来启动所述第一事件任务和每个附加事件任务之一的执行。