CN109032059A

CN109032059A - 一种控制器逻辑柔性的编码、通信方法及装置

Info

Publication number: CN109032059A
Application number: CN201810829385.0A
Authority: CN
Inventors: 杜晓通; 孙义
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Shandong University
Priority date: 2018-07-25
Filing date: 2018-07-25
Publication date: 2018-12-18
Anticipated expiration: 2038-07-25
Also published as: CN109032059B

Abstract

本发明公开了种一种控制器逻辑柔性的编码、通信方法及装置，该方法包括：将用户配置的控制逻辑分别按照边界逻辑帧和中间逻辑帧的帧格式进行解释编译，得到控制器可识别及执行的边界逻辑帧和中间逻辑帧，实现让欠缺编程经验的用户在无需研发人员介入的前提下，能够按照自身意愿实时修改嵌入式控制系统的控制逻辑，从而实现真正意义上的用户需求自适应。

Description

一种控制器逻辑柔性的编码、通信方法及装置

技术领域

本公开属于控制系统的技术领域，涉及一种控制器逻辑柔性的编码、通信方法及装置。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

为应对日益多变的用户需求，提高系统的智能化和开发效率，市场上现有的各类控制系统主要着手于以下三点进行系统开发：

一是在组态软件方面着手，采用模块化设计思想，实现软件功能的相对灵活的个性化配置；

二是系统可以现场编程，比如利用梯形图可进行PLC的现场逻辑编程，体现了组态编程的设计思想；

三是系统参数的现场灵活配置，比如温度阈值的配置权限交由普通用户，并为其留出配置接口。

以上几种处理方式虽部分实现了用户需求自适应，但组态软件和PLC的梯形图对于欠缺编程经验以及从未进行过相关培训的普通用户而言并不友好，无法实现该类用户自主配置系统控制逻辑的现实需求。并且，上述几种方式并未改变“甲方提需求，乙方来实现”这种传统的系统应用模式，因此，控制系统一旦成型，就很难实时嵌入新的控制逻辑和算法，每次改动控制器的控制逻辑时，都需要研发人员的深度参与，用户无法根据自身需求直接参与，这就导致了控制系统迭代升级困难缓慢。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，针对用户需求多变的现实考量，以及用户深度参与产品研发过程、产品个性化与规模化亟待融合的实际需求，解决现有技术如何实现欠缺编程经验的用户自配置控制器的控制逻辑的问题，本公开的一个或多个实施例提供了一种控制器逻辑柔性的编码、通信方法及装置，实现欠缺编程经验的用户在无需研发人员介入的前提下，按照自身意愿实时修改嵌入式控制系统的控制逻辑，从而实现真正意义上的用户需求自适应。

根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种控制器逻辑柔性的编码方法。

一种控制器逻辑柔性的编码方法，该方法包括：

接收用户配置的控制逻辑，将所述控制逻辑按照是否为输入信息的规则划分为边界逻辑和中间逻辑；

将所述边界逻辑按照边界逻辑帧格式进行编码，得到控制器可识别及执行的边界逻辑帧；所述边界逻辑帧格式是用户端与控制器传输时使用的帧格式；

将所述中间逻辑按照中间逻辑帧格式进行编码，得到控制器可识别及执行的中间逻辑帧；所述中间逻辑帧格式是用户端与控制器传输时使用的帧格式。

进一步地，在所述一种控制器逻辑柔性的编码方法中，所述用户配置的控制逻辑包括：输入信息、逻辑命令和输出信息；所述输入信息包括输入端口和输入量；所述输出信息包括输出端口。

进一步地，在所述一种控制器逻辑柔性的编码方法中，所述边界逻辑包括输入端口和输入量，所述边界逻辑帧格式从高字节至低字节依次包括端口号、端口号对应的当前逻辑命令序号、等于操作、等于操作对应的端口量比较值的高字节、等于操作对应的端口量比较值的低字节、大于操作、大于操作对应的端口量比较值的高字节、大于操作对应的端口量比较值的低字节大于操作、小于操作、小于操作对应的端口量比较值的高字节和小于操作对应的端口量比较值的低字节。

进一步地，在所述一种控制器逻辑柔性的编码方法中，所述中间逻辑包括逻辑命令和输出信息，所述中间逻辑帧格式从高字节至低字节依次包括当前逻辑命令序号、当前逻辑命令的层级数、一组或多组当前层级的端口号、一组或多组当前层级的端口号对应端口的布尔量序号、逻辑操作命令、下一逻辑命令的层级数、下一逻辑命令的层级的端口号和下一逻辑命令的层级的端口号对应端口的布尔量序号。

进一步地，在所述一种控制器逻辑柔性的编码方法中，所述中间逻辑帧格式中的一个单元逻辑操作字节数为10与当前层级的端口数量之和。

根据本公开的一个或多个实施例的另一个方面，还提供一种计算机可读存储介质。

一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备设备的处理器加载并执行以下处理：

根据本公开的一个或多个实施例的另一个方面，还提供一种终端设备。

一种终端设备，采用互联网终端设备，包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行以下处理：

根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种控制器逻辑柔性的通信方法。

一种控制器逻辑柔性的通信方法，该方法包括：

将所述边界逻辑按照边界逻辑帧格式进行编码，得到控制器可识别及执行的边界逻辑帧，并传输至控制器；所述边界逻辑帧格式是用户端与控制器传输时使用的帧格式；

将所述中间逻辑按照中间逻辑帧格式进行编码，得到控制器可识别及执行的中间逻辑帧，并传输至控制器；所述中间逻辑帧格式是用户端与控制器传输时使用的帧格式；

控制器接收边界逻辑帧和中间逻辑帧，分别识别得到边界逻辑和中间逻辑，并依次执行。

根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种控制器逻辑柔性的通信系统，基于所述一种控制器逻辑柔性的通信方法，包括用户端和控制器，

所述用户端被配置为接收用户配置的控制逻辑，将所述控制逻辑按照是否为输入信息的规则划分为边界逻辑和中间逻辑；将所述边界逻辑按照边界逻辑帧格式进行编码，得到控制器可识别及执行的边界逻辑帧，并传输至控制器；所述边界逻辑帧格式是用户端与控制器传输时使用的帧格式；将所述中间逻辑按照中间逻辑帧格式进行编码，得到控制器可识别及执行的中间逻辑帧，并传输至控制器；所述中间逻辑帧格式是用户端与控制器传输时使用的帧格式；

所述控制器接收被配置为边界逻辑帧和中间逻辑帧，分别识别得到边界逻辑和中间逻辑，并依次执行。

进一步地，所述用户端设置于控制器中或与控制器分离，与控制器分离的用户端在逻辑帧传输时在通过数据传输装置连接。

本公开的有益效果：

本发明所述的一种控制器逻辑柔性的编码、通信方法及装置，将用户配置的控制逻辑分别按照边界逻辑帧和中间逻辑帧的帧格式进行解释编译，得到控制器可识别及执行的边界逻辑帧和中间逻辑帧，实现让欠缺编程经验的用户在无需研发人员介入的前提下，能够按照自身意愿实时修改嵌入式控制系统的控制逻辑，从而实现真正意义上的用户需求自适应。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是根据一个或多个实施例的一种控制器逻辑柔性的编码方法流程图；

图2是根据一个或多个实施例的控制逻辑示意图；

图3是根据一个或多个实施例的一种控制器逻辑柔性的通信方法流程图。

具体实施方式：

下面将结合本公开的一个或多个实施例中的附图，对本公开的一个或多个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。基于本公开的一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本实施例使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要注意的是，附图中的流程图和框图示出了根据本公开的各种实施例的方法和系统的可能实现的体系架构、功能和操作。应当注意，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，所述模块、程序段、或代码的一部分可以包括一个或多个用于实现各个实施例中所规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为备选的实现中，方框中所标注的功能也可以按照不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，或者它们有时也可以按照相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。同样应当注意的是，流程图和/或框图中的每个方框、以及流程图和/或框图中的方框的组合，可以使用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以使用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应理解，本公开的一个或多个实施例可以应用于各种微程序控制器，例如：嵌入式控制系统中的PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)、嵌入式控制系统中的工控板、单片机等等。

传统的控制器开发还没有实现用户自配置控制器的控制逻辑进行开发升级的技术。针对用户需求多变的现实考量，以及用户深度参与产品研发过程、产品个性化与规模化亟待融合的实际需求，让控制器的控制逻辑能够实现用户自配置就具有很重要的现实意义和经济效益。

图1是适用于本实施例的一种控制器逻辑柔性的编码方法流程图，如图1所示，

一种控制器逻辑柔性的编码方法，该方法包括：

在本实施例的所述一种控制器逻辑柔性的编码方法中，所述用户配置的控制逻辑包括：输入信息、逻辑命令和输出信息；所述输入信息包括输入端口和输入量；所述输出信息包括输出端口。

图2是适用于本实施例的控制逻辑示意图，例如，用户配置的控制逻辑如图2所示，输入端口从上而下为端口一、端口二、端口三、端口四和端口五，端口一的输入量为AI₁＜5，端口二的输入量为DI₃＝0，端口三的输入量为DI₁＝1，端口四的输入量为AI₃＞6，端口五的输入量为DI₇＝0。

在本实施例的在所述一种控制器逻辑柔性的编码方法中，所述边界逻辑包括输入端口和输入量，所述边界逻辑帧格式从高字节至低字节依次包括端口号、端口号对应的当前逻辑命令序号、等于操作、等于操作对应的端口量比较值的高字节、等于操作对应的端口量比较值的低字节、大于操作、大于操作对应的端口量比较值的高字节、大于操作对应的端口量比较值的低字节大于操作、小于操作、小于操作对应的端口量比较值的高字节和小于操作对应的端口量比较值的低字节。边界逻辑帧格式如表1所示，本实施例中的边界逻辑帧格式为11字节。

表1

第一字节Port：端口号(该端口号是硬件端口资源虚拟化后的端口号)；

第二字节P_Num：该端口号对应的当前逻辑命令序号(同一端口可能同时应用于多条逻辑控制，故需对当前使用该端口的逻辑命令序号进行特别标注)；

第三字节Equal：“＝”操作(如有“＝”操作，则此字节量为0x00,否则置0xFF)；

第四字节CVH:(Compare Value High)，“＝”操作端口量比较值的高字节；

第五字节CVL：(Compare Value Low)，“＝”操作端口量比较值的低字节；

第六字节Bigger：“>”操作(如有“>”操作，则此字节量为0x01,否则置0xFF)；

第七字节CVH:(Compare Value High)，“>”操作端口量比较值的高字节；

第八字节CVL：(Compare Value Low)，“>”操作端口量比较值的低字节；

第九字节Less：“<”操作(如有“<”操作，则此字节量为0x02,否则置0xFF)；

第十字节CVH:(Compare Value High)，“<”操作端口量比较值的高字节；

第十一字节CVL：(Compare Value Low)，“<”操作端口量比较值的低字节；在本实施例的在所述一种控制器逻辑柔性的编码方法中，所述中间逻辑包括逻辑命令和输出信息，如图2所示，控制器中所有的控制逻辑都是由最基本的“与”、“或”、“非”这三种基本逻辑操作组成的，1级中间逻辑的逻辑命令包括“与”控制命令和“或”控制命令，2级中间逻辑的逻辑命令包括“与”控制命令，8级中间逻辑的逻辑命令包括“或”控制命令，图中省略了3-7级中间逻辑的逻辑命令。所述中间逻辑帧格式从高字节至低字节依次包括当前逻辑命令序号、当前逻辑命令的层级数、一组或多组当前层级的端口号、一组或多组当前层级的端口号对应端口的布尔量序号、逻辑操作命令、下一逻辑命令的层级数、下一逻辑命令的层级的端口号和下一逻辑命令的层级的端口号对应端口的布尔量序号。中间逻辑帧格式如表2所示。

表2中间逻辑帧格式

第一字节C_N：(Command_Num)，命令序(该字节标记当前逻辑命令是用户配置的第几条命令)；

第二字节L：(Layer)，当前层级的级数，取值范围1、2……n(该标志字节表示：当前参与逻辑运算的布尔量处于第L层级)；

第三字节P_Ln：(Port_{Layer n})，处于第L层级的当前端口号；

第四字节P_N_Ln：(Port_Num_{Layer n})，对应P_Ln端口的当前第n号布尔量(同一端口可能同时应用于多条逻辑控制，此种情况下，就必然会产生多个对应不同逻辑控制的布尔量，故需对当前该端口的对应布尔量序号进行特别标注)；

假设本实施例中的n＝0；

第五字节P_Ln：(Port_{Layer n})，处于第L层级的当前端口号；

第六字节P_N_Ln：(Port_Num_{Layer n})，对应P_Ln端口的当前第n号布尔量(同一端口可能同时应用于多条逻辑控制，此种情况下，就必然会产生多个对应不同逻辑控制的布尔量，故需对当前该端口的对应布尔量序号进行特别标注)；

第七字节Ope:(Operation)，逻辑操作(0x00：逻辑“与”，0x01：逻辑“或”，0x02：逻辑“非”)；

第八字节NextL(Next Layer)，下一层级的级数(该标志字节表示将前面处于第L层级的各布尔量的逻辑运算结果存入下一层级【注：下一层级未必就是第L+1层级，因为第L层级的布尔量进行逻辑运算后，也可能会直接存入第L+x层级，x值要视具体逻辑而定】)；

第九字节NP:(Next Port)，下一层级的端口号(此处的下一层级指第NextL层级)；

第十字节NP_N:(Next Port Num)，处于NextL层级的端口的布尔量号；

需要注意的是，在本实施例的所述一种控制器逻辑柔性的编码方法中，所述中间逻辑帧格式中的一个单元逻辑操作字节数为10与当前层级的端口数量之和。即中间逻辑帧格式中每10+n个字节为1个单元逻辑操作，记为1行。

这些计算机可执行指令在设备中运行时使得该设备执行根据本公开中的各个实施例所描述的方法或过程。

在本实施例中，计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本公开的各个方面的计算机可读程序指令。计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

本文所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本公开内容操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开内容的各个方面。

如图3所示，根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种控制器逻辑柔性的通信方法。

一种控制器逻辑柔性的通信方法，该方法包括：

需要注意的是，所述用户端设置于控制器中或与控制器分离，与控制器分离的用户端在逻辑帧传输时在通过数据传输装置连接。

应当注意，尽管在上文的详细描述中提及了设备的若干模块或子模块，但是这种划分仅仅是示例性而非强制性的。实际上，根据本公开的实施例，上文描述的两个或更多模块的特征和功能可以在一个模块中具体化。反之，上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块来具体化。

本公开的有益效果：

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种控制器逻辑柔性的编码方法，其特征在于，该方法包括：

2.如权利要求1所述的一种控制器逻辑柔性的编码方法，其特征在于，在所述一种控制器逻辑柔性的编码方法中，所述用户配置的控制逻辑包括：输入信息、逻辑命令和输出信息；所述输入信息包括输入端口和输入量；所述输出信息包括输出端口。

3.如权利要求2所述的一种控制器逻辑柔性的编码方法，其特征在于，在所述一种控制器逻辑柔性的编码方法中，所述边界逻辑包括输入端口和输入量，所述边界逻辑帧格式从高字节至低字节依次包括端口号、端口号对应的当前逻辑命令序号、等于操作、等于操作对应的端口量比较值的高字节、等于操作对应的端口量比较值的低字节、大于操作、大于操作对应的端口量比较值的高字节、大于操作对应的端口量比较值的低字节大于操作、小于操作、小于操作对应的端口量比较值的高字节和小于操作对应的端口量比较值的低字节。

4.如权利要求2所述的一种控制器逻辑柔性的编码方法，其特征在于，在所述一种控制器逻辑柔性的编码方法中，所述中间逻辑包括逻辑命令和输出信息，所述中间逻辑帧格式从高字节至低字节依次包括当前逻辑命令序号、当前逻辑命令的层级数、一组或多组当前层级的端口号、一组或多组当前层级的端口号对应端口的布尔量序号、逻辑操作命令、下一逻辑命令的层级数、下一逻辑命令的层级的端口号和下一逻辑命令的层级的端口号对应端口的布尔量序号。

5.如权利要求1所述的一种控制器逻辑柔性的编码方法，其特征在于，在所述一种控制器逻辑柔性的编码方法中，所述中间逻辑帧格式中的一个单元逻辑操作字节数为10与当前层级的端口数量之和。

6.一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，其特征在于，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行根据权利要求1-5中任一项所述的一种控制器逻辑柔性的编码方法。

7.一种终端设备，包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，其特征在于，所述指令用于执行根据权利要求1-5中任一项所述的一种控制器逻辑柔性的编码方法。

8.一种控制器逻辑柔性的通信方法，其特征在于，该方法包括：

9.一种控制器逻辑柔性的通信系统，基于权利要求8所述的一种控制器逻辑柔性的通信方法，其特征在于，包括用户端和控制器，

10.如权利要求9所述的一种控制器逻辑柔性的通信系统，其特征在于，所述用户端设置于控制器中或与控制器分离，与控制器分离的用户端在逻辑帧传输时在通过数据传输装置连接。