CN110989487A - 工业服务器的plc初始化方法、装置及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种工业服务器的PLC初始化方法，包括：获取所要初始化的PLC所定义的各配置文件的二进制文件结构体；根据用户对配置文件对应的可配置项的配置操作获得配置数据，并依据该配置文件的二进制文件结构体生成对应的二进制配置文件；将所生成的各二进制的配置文件以二进制数据流形式下装到PLC；PLC将所收到的二进制数据流置入内存，并根据其中的配置数据执行PLC的初始化。还相应的提供了PLC初始化及可读存储介质。使用本发明可以缩短PLC配置后的初始化过程。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业自动控制技术领域，特别是指一种工业服务器的PLC初始化方法、装置及计算机可读存储介质。
背景技术
随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络的不断发展和用户需求的不断提高，可编程逻辑控制器(PLC)得到了广泛的应用。比如钢铁、石油、化工、电力、机械制造、快递及文化娱乐等各个行业。
另一方面，通过软件技术将标准的工业计算机虚拟成不同功能的一个或多个PLC的技术作为一新兴技术也快速发展，这种技术称为软PLC或虚拟PLC(VPLC)技术。VPLC可实现硬PLC所具有的同样的功能，例如开关量控制、模拟量控制、数学运算、数值处理、网络通信、PID调节等。另一方面，VPLC又具有工业计算机所具备的优点，如容量大、处理速度快、网络互联方便等。例如，中国专利申请号CN201811298670.0，CN201810745322.7和CN201711407327.0的专利文献中均公开了在工业服务器上部署VPLC的技术。
无论是硬PLC还是VPLC，都需要通过上位机的组态软件对该PLC(如无特别说明，本文所述PLC可以为硬PLC也可以为软PLC)进行配置和编程。为了使得对PLC的配置及编程实现图形化、图表化、梯形图化的方式编程，需在上位机部署有支持IEC61131与IEC61499标准的应用程序开发环境软件，当通过上位机的组态软件对PLC进行配置或编程后，由上位机根据这些信息生成符合IEC61131标准的XML文件，然后上位机将该XML文件传输到PLC，由PLC解析XML文件为二进制文件置入内存以使用这些数据。
这种方式下，需要PLC内部自己解析XML文件，由于PLC性能的限制，解析XML文件对于PLC的嵌入式系统来说非常耗费资源，大大增加了PLC配置后的初始化的时间，不能很好的满足一些对性能要求较高的现场环境。另一方面，XML文件构成复杂、体量较大，导致传输速度慢，也对PLC初始化速度有一定影响。
因此，如何能缩短PLC配置后的初始化过程，是有待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种工业服务器的PLC初始化方法、装置及可读存储介质，以能够缩短PLC配置后的初始化过程。
本发明提供的工业服务器的PLC初始化方法，包括：
获取所要初始化的PLC所定义的各配置文件的二进制文件结构体；
根据用户对配置文件对应的可配置项的配置操作获得配置数据，并依据该配置文件的二进制文件结构体生成对应的二进制配置文件；
将所生成的各二进制的配置文件以二进制数据流形式下装到PLC；
PLC将所收到的二进制数据流置入内存，并根据其中的配置数据执行PLC的初始化。
由上，本发明对于PLC收到的二进制数据流，由于对应的文件格式符合该PLC的二进制文件结构体的定义，因此不需要像XML文件一样，再由PLC进行一次文件解析，PLC可以直接将二进制数据流置入内存中，直接对数据进行操作使用，免去了背景技术中那样对XML文件解析的过程，极大的减少了PLC初始化的时间。并且由于二进制文件相比XML文件大小体量较小，同样的数据内容下可以做到更小，可以更快的从上位机下装到PLC，从这个角度也减少了PLC总体的初始化时间。可见，本发明缩短了文件传输时间和PLC文件解析时间，从而缩短了PLC的初始化时间。
可选的，所述获取所要初始化的PLC所定义的配置文件的二进制文件结构体的步骤包括：
预先存储有各型号PLC所各自定义的各配置文件的二进制文件结构体；
通过组态软件使某型号PLC被选定后，读取该型号PLC所定义的各配置文件的二进制文件结构体。
由上，通过预先存储各型号PLC所各自定义的各配置文件的二进制文件结构体，用户可以通过组态软件从各PLC型号中选定要配置型号以调用对应的二进制文件结构体及组态软件提供的配置文件对应的可配置项，便于初始化中的用户配置过程。
可选的，所述获取所要初始化的PLC所定义的配置文件的二进制文件结构体的步骤包括：
预先存储有各型号PLC所各自定义的各配置文件的二进制文件结构体；
从所要初始化的PLC获取该PLC型号后，读取该型号PLC所定义的各配置文件的二进制文件结构体。
由上，通过预先存储各型号PLC所各自定义的各配置文件的二进制文件结构体，且组态软件可从所要初始化的PLC获得对应的型号以调用对应的二进制文件结构体及组态软件提供的配置文件对应的可配置项，更加便于初始化中的用户配置过程。
可选的，所述根据用户对配置文件对应的可配置项的配置操作获得配置数据的步骤包括：
通过组态软件显示配置文件对应的可配置项；通过组态软件接收用户对可配置项的配置操作获得配置数据。
由上，通过组态软件显示配置文件对应的可配置项并接收用户的配置操作获得配置数据的方式，免去了用户通过代码方式进行配置，便于用户进行配置。
可选的，所述配置文件对应的可配置项通过组态软件提供的可操作的列表形式进行显示。
由上，通过可操作的列表形式显示和配置所述可配置项，对于用户来说比较直观，便于操作。
可选的，所述将所生成的各二进制的配置文件以二进制数据流形式下装到PLC的步骤包括：
将所生成的各二进制配置文件合并为一份二进制文件；
将合并后的二进制文件以二进制数据流形式下装到PLC。
由上，通过合并为一份文件，采用一次数据传输完成下装，可以减少传输次数，从而缩短传输时间。
本发明还提供了一种工业服务器的PLC初始化装置，包括：
二进制文件结构体获取模块，用于获取所要初始化的PLC所定义的各配置文件的二进制文件结构体；
二进制配置文件生成模块，用于根据用户对配置文件对应的可配置项的配置操作获得配置数据，并依据该配置文件的二进制文件结构体生成对应的二进制配置文件；
下装模块，用于将所生成的各二进制的配置文件以二进制数据流形式下装到PLC；
初始化模块，用于使PLC将所收到的二进制数据流置入内存，并根据其中的配置数据执行PLC的初始化。
可选的，所述二进制文件结构体获取模块包括：
存储模块，存储有各型号PLC所各自定义的各配置文件的二进制文件结构体；
第一读取模块，用于通过组态软件使某型号PLC被选定后，读取该型号PLC所定义的各配置文件的二进制文件结构体。
可选的，所述二进制文件结构体获取模块包括：
存储模块，存储有各型号PLC所各自定义的各配置文件的二进制文件结构体；
第二读取模块，用于从所要初始化的PLC获取该PLC型号后，读取该型号PLC所定义的各配置文件的二进制文件结构体。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使所述计算机执行上述任一工业服务器的PLC初始化方法。
附图说明
图1为工业服务器的PLC初始化方法的流程图；
图2为组态软件提供的列表式配置项的示意图。
具体实施方式
本发明提出的工业服务器的PLC的初始化方法，由上位机根据所要初始化的PLC所使用的配置文件的二进制文件结构体(二进制文件结构体用于定义各变量在二进制文件中所在字节位置)，将配置数据生成二进制文件下装到PLC。
本发明生成的二进制文件格式符合该PLC的配置文件的二进制文件结构体的定义，因此不需要像XML文件一样，再由PLC进行一次文件解析，PLC可以直接将该二进制文件置入内存中，直接对其中的配置数据(指二进制格式的配置数据)进行操作使用，免去了背景技术中那样对XML文件解析的过程，极大的减少了PLC初始化的时间。并且由于二进制文件相比XML文件体量较小，同样的数据内容下二进制文件体积更小，可更迅速的从上位机传输到PLC，从这个角度也减少了PLC总体的初始化时间。可见，本发明缩短了文件传输时间和PLC文件解析时间，从而缩短了PLC的初始化时间。
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
如图1的流程图示出了本发明工业服务器的PLC的初始化方法，具体包括以下步骤：
S100：获取要初始化的PLC所定义的各配置文件的二进制文件结构的定义，即二进制文件结构体。本步骤具体如下：
获取要初始化的PLC定义的各配置文件的二进制文件结构体，文件结构体包括文件头(Head)和文件体(Body)两部分组成，其中：
文件头(Head)所定义的内容主要包括文件校验信息和文件体的部分属性信息，文件头内容包括文件版本号，变量个数，文件体长度，文件体CRC(CRC，循环冗余校验码，用于校验二进制文件传输的正确性)，文件头CRC等信息。文件体(Body)定义的内容主要是变量的详细信息，包括变量ID，变量类型，地址，读写属性，变量所属设备ID，变量所属通道ID等信息。
不同配置文件的二进制文件结构体不同，即文件头和文件体的具体定义内容不同。本例中获取到该PLC的三种配置文件的二进制文件结构体，分别是IO变量配置文件、设备配置文件、通道配置文件的二进制文件结构体，以在下一步骤中据此生成相应的二进制的IO变量配置文件(var.prj)、设备配置文件(dev.prj)、通道配置文件(commap.prj)，其中，本例中将二进制文件的后缀名设置为prj。其中，根据不同的PLC所定义的配置文件还可增加其他类型的配置文件的二进制文件结构体。
如下表示出了本例中的IO变量配置文件二进制结构体的部分定义：
其中，可以预先在上位机存储各型号的PLC所各自定义的各配置文件的二进制文件结构体，通过用户在上位机组态软件操作选定某型号PLC后，或者上位机与PLC通信获得PLC型号后，组态软件则会调取出所预存的该型号PLC所定义的各配置文件的二进制文件结构体。
S110：上位机组态软件根据当前所要操作的配置文件，以利于用户可读和操作的方式，如列表方式显示该配置文件对应的可配置项(即可配置的变量)，接收用户对可配置项的配置操作获得配置数据，并转换为二进制格式，依据该配置文件的二进制文件结构体生成对应的二进制文件并进行存储，该二进制文件中包括二进制格式的所述配置数据。
其中，为实现本步骤，需上位机存储有配置文件的二进制文件结构体与组态软件提供的各可配置项的对应关系，可配置项配置的数据据此对应分配给二进制文件结构体中对应的变量。
下面以配置PLC的ModbusTCP端口的IO变量配置项为例，对二进制的IO变量配置文件(var.prj)的生成进行说明：
当通过上位机组态软件选定ModbusTCP端口的IO变量配置项时，组态软件以列表方式显示该IO变量配置文件的对应的可配置项，并接收用户的配置操作。如图2示出了组态软件提供的IO变量配置项，可配置项包括：modbus地址(Address)、变量名称(VariableName)、数据类型(Data Type)、读写类型(Access)、IO卡类型(IOCardType)等。
然后，上位机会将所述各配置项的配置数据进行二进制转换，再根据PLC提供的IO变量配置文件的二进制文件结构体，生成var.prj文件，这个过程中会将二进制的配置数据分配给IO变量配置文件二进制文件结构体中对应的变量。例如，上位机组态软件将接收的配置项中的数据类型(Data Type)的值转换为二进制后，置入IO变量配置文件二进制结构体中的VarBaseType对应的字节位置(即分配给VarBaseType)。
同理，当通过上位机组态软件选定ModbusTCP端口的上述IO变量所属设备配置项、通道配置项时，组态软件分别以列表方式显示该IO变量所属设备配置文件对应的可配置项、通道配置文件对应的可配置项，并接收用户的配置操作，以及根据PLC提供的设备配置文件、通道配置文件的二进制文件结构体，分别生成dev.prj和commap.prj文件。
其中，本例中配置ModbusTCP端口的设备配置项的配置内容包括：端口号、设备地址、超时时间、字节序等。配置ModbusTCP端口对应的通道配置项的配置内容包括：IP、网关、掩码、总线循环周期等。
S120：将所生成的各二进制的配置文件，合并为一份二进制文件，然后将该二进制文件以二进制数据流(即二进制数字序列)形式下装到PLC。
本例中，var.prj、dev.prj、commap.prj文件在本步骤被合并为一份文件。合并为一份文件的目的是便于下装，若采用多份文件则会存在多次下装，费时费资源。
S130：PLC将所收到的二进制数据流置入内存中，根据其中的配置数据以完成PLC的初始化。
由于上位机所发过来的二进制配置文件符合该PLC的各配置文件的二进制文件结构体的定义，因此PLC可以不经解析直接将接收的二进制数据流置入内存中，直接对其中的配置数据(指二进制格式的配置数据)进行操作使用以完成PLC的初始化。
本发明还相应的提供了一种工业服务器的PLC初始化装置，包括：
二进制文件结构体获取模块，用于获取所要初始化的PLC所定义的各配置文件的二进制文件结构体；
二进制配置文件生成模块，用于根据用户对配置文件对应的可配置项的配置操作获得配置数据，并依据该配置文件的二进制文件结构体生成对应的二进制配置文件；
下装模块，用于将所生成的各二进制的配置文件以二进制数据流形式下装到PLC；
初始化模块，用于使PLC将所收到的二进制数据流置入内存，并根据其中的配置数据执行PLC的初始化。
对于所述二进制文件结构体获取模块，可选的一种实施方式是，其包括：存储模块，存储有各型号PLC所各自定义的各配置文件的二进制文件结构体；第一读取模块，用于通过组态软件使某型号PLC被选定后，读取该型号PLC所定义的各配置文件的二进制文件结构体。
对于所述二进制文件结构体获取模块，可选的第二种实施方式是，其包括：存储模块，存储有各型号PLC所各自定义的各配置文件的二进制文件结构体；第二读取模块，用于从所要初始化的PLC获取该PLC型号后，读取该型号PLC所定义的各配置文件的二进制文件结构体。
组态软件，用于通过组态软件显示配置文件的可配置项，以及通过组态软件接收用户对可配置项的配置操作获得配置数据。
对于所述下装模块，其包括：合并模块，用于将所生成的各二进制配置文件合并为一份二进制文件；子下装模块，用于将合并后的二进制文件以二进制数据流形式下装到PLC。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使所述计算机执行上述实施例中所述工业服务器的PLC初始化方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现、当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述指令可以存储在计算机存储介质中，或者从一个计算机存储介质向另一个计算机存储介质传输，例如，所述指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带、磁光盘(MO)等)、光介质(例如，CD、DVD、BD、HVD等)、或者半导体介质(例如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器(NAND FLASH)、固态硬盘(Solid State Disk，SSD))等。本领域内的技术人员应明白，本申请实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种工业服务器的PLC初始化方法，其特征在于，包括：
获取所要初始化的PLC所定义的各配置文件的二进制文件结构体；
根据用户对配置文件对应的可配置项的配置操作获得配置数据，并依据该配置文件的二进制文件结构体生成对应的二进制配置文件；
将所生成的各二进制的配置文件以二进制数据流形式下装到PLC；
PLC将所收到的二进制数据流置入内存，并根据其中的配置数据执行PLC的初始化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所要初始化的PLC所定义的配置文件的二进制文件结构体的步骤包括：
预先存储有各型号PLC所各自定义的各配置文件的二进制文件结构体；
通过组态软件使某型号PLC被选定后，读取该型号PLC所定义的各配置文件的二进制文件结构体。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所要初始化的PLC所定义的配置文件的二进制文件结构体的步骤包括：
预先存储有各型号PLC所各自定义的各配置文件的二进制文件结构体；
从所要初始化的PLC获取该PLC型号后，读取该型号PLC所定义的各配置文件的二进制文件结构体。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据用户对配置文件对应的可配置项的配置操作获得配置数据的步骤包括：
通过组态软件显示配置文件对应的可配置项；
通过组态软件接收用户对可配置项的配置操作获得配置数据。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述配置文件对应的可配置项通过组态软件提供的可操作的列表形式进行显示。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所生成的各二进制的配置文件以二进制数据流形式下装到PLC的步骤包括：
将所生成的各二进制配置文件进行合并；
将合并后的二进制文件以二进制数据流形式下装到PLC。
7.一种工业服务器的PLC初始化装置，其特征在于，包括：
二进制文件结构体获取模块，用于获取所要初始化的PLC所定义的各配置文件的二进制文件结构体；
二进制配置文件生成模块，用于根据用户对配置文件对应的可配置项的配置操作获得配置数据，并依据该配置文件的二进制文件结构体生成对应的二进制配置文件；
下装模块，用于将所生成的各二进制的配置文件以二进制数据流形式下装到PLC；
初始化模块，用于使PLC将所收到的二进制数据流置入内存，并根据其中的配置数据执行PLC的初始化。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述二进制文件结构体获取模块包括：
存储模块，存储有各型号PLC所各自定义的各配置文件的二进制文件结构体；
第一读取模块，用于通过组态软件使某型号PLC被选定后，读取该型号PLC所定义的各配置文件的二进制文件结构体。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述二进制文件结构体获取模块包括：
存储模块，存储有各型号PLC所各自定义的各配置文件的二进制文件结构体；
第二读取模块，用于从所要初始化的PLC获取该PLC型号后，读取该型号PLC所定义的各配置文件的二进制文件结构体。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使所述计算机执行权利要求1至6任一所述的方法。
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