CN111142467B

CN111142467B - 基于主从站通信模式的plc授权过期停机方法

Info

Publication number: CN111142467B
Application number: CN201911228209.2A
Authority: CN
Inventors: 李�瑞; 郭建鹏; 李珺; 赵敏; 刘岩; 刘孟姣; 刘涛; 赵会; 刘千会
Original assignee: Shanxi Chengpeng Technology Development Co ltd
Current assignee: Shanxi Chengpeng Technology Development Co ltd
Priority date: 2019-12-04
Filing date: 2019-12-04
Publication date: 2022-04-15
Anticipated expiration: 2039-12-04
Also published as: CN111142467A

Abstract

本发明实施例提供一种基于主从站通信模式的PLC授权过期停机方法，所述方法包括：获取授权运行时间数据；根据所述授权运行时间数据，基于主从站通信模式对目标PLC下发授权过期停机指令。本发明实施例基于主从站通信模式，无需在PLC上进行编程或改动原有程序，只需要获取授权运行时间数据，根据该时间数据来对PLC下发停机指令，实现简单方便，克服了现有技术通过在PLC内部的运行程序中写入相应的程序段来控制PLC的状态，以及通过配置上位机软件来实现使用权的控制和管理所带来的程序易被篡改、需要授权、编程复杂以及造价高昂等一系列问题。

Description

基于主从站通信模式的PLC授权过期停机方法

技术领域

本发明涉及工业自动控制技术领域，更具体地，涉及一种基于主从站通信模式的PLC授权过期停机方法。

背景技术

可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)是很多中小型工业自动控制设备的核心部件。在自动控制设备运行的过程中，在许多应用场合对PLC的运行模式由RUN模式转为STOP模式，或者由STOP模式转为RUN模式。常见的应用场所有：1)在操作人员在检查完设备的完好性等前置条件满足时，具有较高级别的人员需要将PLC由STOP模式转为RUN模式；2)在设备出现紧急等其他情况时，需要停机，即由RUN模式转为STOP模式。特别是设备租赁作为设备共享的一种方式，有助于节约能源、降低资源消耗，在租赁费用未及时缴纳时，由于路途遥远、运输不便，有些设备还处于煤矿井下等种种原因造成出租方无法直接收回设备、或者回收运输成本大；有时客户还存在反复租赁需求、续费后仍需租赁的情况，也无需将租赁设备运回，而需要将PLC置于STOP模式，设备暂时无法使用，以提醒客户缴费、续费。

目前，常用的PLC开停机管理方法有两种。第一种方法是在PLC内部的运行程序中写入相应的程序段，来控制PLC的状态。这种方法主要存在两个方面的技术问题：第一、程序容易被未授权人员篡改，设备管理者对设备的状态将无法控制其RUN和STOP；第二、对于租借设备，改动了原来的程序，而很多设备的产权是属于第三方的、其型号通过官方认证，都是受控的，改动这些程序需要获得授权。

其次，可采用的第二种方法是配置上位机软件，并设置用户名密码的方式来实现使用权的控制和管理。这种方法同样存在两个方面的技术问题：第一、不是所有的PLC都配置有上位机，在很多移动性强、可独立发挥作用、有防爆要求的场合中，大多数都没有专门的可设置操作密码的上位机，特别是在一些震动性极大的破石、采石的场合，选择并配置相应的上位机代价极大，在这种无需上位机的PLC应用场合中，造成无谓的高昂造价；第二、一般的PLC上位软件，如国产、进口多种组态软件的造价高昂，即使耗资购买西门子监控产品或第三方厂家的组态软件，或者采用其它通讯方式，也存在编程复杂、需要购买软件和授权License等局限性，用户如果想对PLC进行控制，还需要配置这种监控、组态软件所需的计算机运行平台，所以为了控制其使用权限而特意设置上位机，这也是不现实的。

因此，亟需提供一种新的PLC开停机管理方法或系统，以解决上述通过在PLC内部的运行程序中写入相应的程序段来控制PLC的状态，以及通过配置上位机软件来实现使用权的控制和管理所带来的程序易被篡改、需要授权、编程复杂以及造价高昂等问题。

发明内容

本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于主从站通信模式的PLC授权过期停机方法。

第一方面，本发明实施例提供一种基于主从站通信模式的PLC授权过期停机方法，包括：

获取授权运行时间数据；

根据所述授权运行时间数据，基于主从站通信模式对目标PLC下发授权过期停机指令。

其中，所述获取授权运行时间数据具体为：

获取非接触CPU卡中存储的授权运行时间数据。

其中，在所述获取授权运行时间数据之后，还包括：

确定所述非接触CPU卡是否具有开机权限；

若确定所述非接触CPU卡具有开机权限，则发送符合所述目标PLC通信格式的运行指令至目标PLC，以指示所述目标PLC进入运行状态。

其中，根据所述授权运行时间数据，基于主从站通信模式对目标PLC下发授权过期停机指令，具体为：

每隔预设时间段，确定与所述目标PLC共有的同步时钟数据；

若所述同步时钟数据达到所述授权运行时间数据，则发送符合所述目标PLC通信格式的授权过期停机指令至所述目标PLC，以指示所述目标PLC进入授权过期停机状态。

其中，所述每隔预设时间段，确定与所述目标PLC共有的同步时钟数据，具体为：

每隔预设时间段，获取自身的板载时钟数据，并向所述目标PLC发送符合所述目标PLC通信格式的时钟数据读取指令；

若接收到所述目标PLC发送的携带有所述目标PLC的时钟数据的响应数据帧，将所述板载时钟数据与所述目标PLC的时钟数据进行比较；

若所述板载时钟数据与所述目标PLC的时钟数据之间的差值小于等于预设数值，则将所述板载时钟数据与所述目标PLC的时钟数据的中间数值确定为所述同步时钟数据。

其中，将所述板载时钟数据与所述目标PLC的时钟数据进行比较之后，还包括：

若所述板载时钟数据与所述目标PLC的时钟数据之间的差值大于所述预设数值，则将所述板载时钟数据与所述目标PLC的时钟数据中的较大值确定为所述同步时钟数据。

其中，所述获取授权运行时间数据之前，还包括：

发送符合所述目标PLC通信格式的初始停止指令至所述目标PLC，以指示所述目标PLC进入初始停机状态。

第二方面，本发明实施例提供一种基于主从站通信模式的PLC授权过期停机装置，包括：

授权时间获取模块，用于获取授权运行时间数据；

停机实现模块，用于根据所述授权运行时间数据，基于主从站通信模式对目标PLC下发授权过期停机指令。

第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所提供的基于主从站通信模式的PLC授权过期停机方法的步骤。

第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所提供的基于主从站通信模式的PLC授权过期停机方法的步骤。

本发明实施例提供的基于主从站通信模式的PLC授权过期停机方法，基于主从站通信模式，无需在PLC上进行编程或改动原有程序，只需要获取授权运行时间数据，根据该时间数据来对PLC下发停机指令，实现简单方便，克服了现有技术通过在PLC内部的运行程序中写入相应的程序段来控制PLC的状态，以及通过配置上位机软件来实现使用权的控制和管理所带来的程序易被篡改、需要授权、编程复杂以及造价高昂等一系列问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的基于主从站通信模式的PLC授权过期停机方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的基于主从站通信模式的PLC授权过期停机装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

如图1所示，为本发明实施例提供的基于主从站通信模式的PLC授权过期停机方法的流程示意图，包括：

步骤100、获取授权运行时间数据；

具体地，为了实现对PLC的授权开停机进行管理，即当不允许基于PLC的工业自动控制设备运行时，将PLC置于STOP模式，当允许基于PLC的工业自动控制设备运行时，将PLC置于RUN模式，本发明实施例首先获取授权目标PLC运行的时间，即获取目标PLC对应的授权运行时间数据，所述授权运行时间数据的单位为年、月、日、时、分、秒甚至更小的时间单位。

步骤101、根据所述授权运行时间数据，基于主从站通信模式对目标PLC下发授权过期停机指令。

具体地，在本发明实施例中，执行主体可以为开停机系统电路板，此开停机系统电路板包括：两个通讯接口、控制电路、掉电存储器Flash、随机存取存储器RAM、电源处理单元和时钟电池。其中，所述两个通讯接口用于实现所述开停机系统电路板与外部设备之间基于主从站通信模式的通信连接，控制电路用于生成符合目标PLC通信格式的控制指令，所述两个通讯接口、掉电存储器Flash、随机存取存储器RAM、电源处理单元和时钟电池均与控制电路电连接。

需要说明的是，为了方便理解本发明实施例提供的方法，后文以开停机系统电路板作为执行主体为例进行说明，但这不代表本发明实施例的执行主体只能是开停机系统电路板，其他可以实现本发明实施例提供的基于主从站通信模式的PLC授权过期停机方法的实体装置都可以是本发明实施例的执行主体。

主从站通信模式包括主站模式和从站模式，在本发明实施例中，开停机系统电路板作为主站，主站模式下，开停机系统电路主动发送数据帧，目标PLC作为从站，从站模式下，目标PLC对请求的数据帧后作出正确响应。

典型的主从站通信模式包括基于PPI(Point to Point Interface，点对点接口)协议的通信模式。PPI协议是西门子为S7-200全系列开发的一种通讯协议。PPI是一种主从协议，主站发送要求到从站，从站做出响应。从站不主动发信息，只是等待主站的要求并做出响应。选择PPI协议进行通信时，一般而言，用户必须购买其昂贵的监控产品或第三方厂家的组态软件。而采用其它通讯方式也存在编程复杂，需要购买软件和授权，也存在不便于采用机载上位控制机器的等局限性。

本发明实施例实现了对支持主从站通信模式的PLC的停机、复机(置STOP、置RUN)进行控制，无须改变PLC内部的控制程序。

具体来说，根据所述授权运行时间数据，判断目标PLC的运行时间数据是否达到所述授权运行时间数据，若达到，则对该目标PLC下发符合目标PLC通信格式的授权过期停机指令。

基于上述实施例的内容，所述获取授权运行时间数据之前，还包括：

具体地，开停机系统电路板在初始状态且在获取到授权运行时间数据之前，发送符合所述目标PLC通信格式的停止STOP指令至所述目标PLC，以指示所述目标PLC进入停机状态，使得PLC一直处于初始停机状态，PLC不响应其外部IO点的指令。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例，所述获取授权运行时间数据具体为：

获取非接触CPU卡中存储的授权运行时间数据。

具体地，在本实施例中，授权运行时间数据是存储在非接触CPU卡中的。非接触CPU卡又称智能卡，非接触CPU卡内的集成电路中带有微处理器CPU、存储单元(包括随机存储器RAM、程序存储器ROM(FLASH)、用户数据存储器EEPROM)以及芯片操作系统COS。装有COS的CPU卡相当于一台微型计算机，不仅具有数据存储功能，同时具有指令处理和数据安全保护等功能。在安全方面，非接触CPU卡与非接触IC卡相比，拥有独立的CPU处理器和芯片操作系统，所以可以更灵活的支持各种不同的应用需求、更安全的设计数据交换流程，截止目前尚无破解和篡改的技术和方法，因此，非接触CPU卡是一种极为安全的存储载体，本发明实施例利用非接触CPU卡存储授权运行时间数据，可以使得授权运行时间数据不易被篡改。

值得说明的是，在开停机系统电路板没有获取到非接触CPU卡中存储的授权运行时间数据之前，PLC一直处于停机状态，PLC不响应其外部IO点的指令，因此，本发明实施例实现了利用非接触CPU卡控制PLC的开停机状态。

相应地，此时开停机系统电路板需要外接一个用于获取非接触CPU卡中数据信息的设备，该设备可以是机载CPU卡读写器。机载CPU卡读写器用于读取非接触CPU卡内的授权运行时间数据，并将授权运行时间数据发送给开停机系统电路板。

相应地，实际使用非接触CPU卡时，需要对非接触CPU卡进行初始化并设置授权运行时间数据，其方案是：首先，通过非接触CPU卡读写主机、经过非接触CPU卡上位读写器对该非接触CPU卡清空；其次，通过非接触CPU卡读写主机、经过非接触CPU卡上位读写器向非接触CPU卡10中写入目标PLC的授权运行时间数据，并写入数据权限标识，该数据权限标识用于表示该非接触CPU卡中存储的授权运行时间数据是可以向目标PLC配套的开停机系统电路板传递的。

基于上述实施例的内容，在所述获取授权运行时间数据之后，还包括：

确定所述非接触CPU卡是否具有开机权限；

若确定所述非接触CPU卡具有开机权限，则发送符合所述目标PLC通信格式的运行指令至所述目标PLC，以指示所述目标PLC进入运行状态。

具体地，开停机系统电路板首先获取非接触CPU卡中存储的授权运行时间数据，在获取到授权运行时间数据之后，进一步确定所述非接触CPU卡是否具有开机权限，这样做的好处在于可以进一步确定PLC授权运行的有效性，提高PLC授权开停机管理的安全性。

若确定所述非接触CPU卡具有开机权限，则发送符合所述目标PLC通信格式的运行指令至PLC，所述运行指令可以是RUN指令，PLC接收到RUN指令后进入运行状态，否则，若所述非接触CPU卡没有开机权限，则不会发送运行指令至PLC，PLC不会进入运行状态。

在上述各实施例的基础上，本发明另一实施例，根据所述授权运行时间数据，基于主从站通信模式对目标PLC下发授权过期停机指令，具体为：

每隔预设时间段，确定与所述目标PLC共有的同步时钟数据；

具体地，由于工业级电路板上的时钟在长期运行(如一天、一周等)后，都会与标准的时钟基准存在时间差，因此，开停机系统电路板与目标PLC上均设置有时钟，这两个时钟必定会略有不同，需要每隔预设时间段确定开停机系统电路板的板载时钟数据与目标PLC的时钟数据共有的同步时钟数据。

当所述同步时钟数据早于授权运行时间数据时，目标PLC是有授权、可以运行的；当所述同步时钟数据达到所述授权运行时间数据时，说明目标PLC的授权到期，需要使该目标PLC进入停机状态，则发送符合所述目标PLC通信格式的授权过期停机指令至所述目标PLC，以指示所述目标PLC进入授权过期停机状态。

基于上述实施例的内容，所述每隔预设时间段，确定与所述目标PLC共有的同步时钟数据，具体为：

具体地，预设时间段可以是60s或其他时间长度，每隔预设时间段，开停机系统电路板获取自身的板载时钟数据，并向所述目标PLC发送符合所述目标PLC通信格式的时钟数据读取指令；

若开停机系统电路板接收到所述目标PLC发送的携带有所述目标PLC的时钟数据的响应数据帧，则将所述板载时钟数据与所述目标PLC的时钟数据进行比较，若所述板载时钟数据与所述目标PLC的时钟数据之间的差值小于等于预设数值，例如，5秒，则将所述板载时钟数据与所述目标PLC的时钟数据的中间数值确定为所述同步时钟数据。并且，开停机系统电路板执行自己的时钟设置指令，将该中间数值设置为开停机系统电路板内部的时钟数值；同时，开停机系统电路板将该中间数值发送给目标PLC，目标PLC根据该中间数值自动完成其内部的时钟数值设置。

基于上述实施例的内容，将所述板载时钟数据与所述目标PLC的时钟数据进行比较之后，还包括：

具体地，本发明实施例还提供另外一种同步时钟数据的确定方法。开停机系统电路板将所述板载时钟数据与所述目标PLC的时钟数据进行比较，若所述板载时钟数据与所述目标PLC的时钟数据之间的差值大于预设数值，则将所述板载时钟数据与所述目标PLC的时钟数据中的较大值确定为所述同步时钟数据。并且，开停机系统电路板执行自己的时钟设置指令，将该较大值设置为开停机系统电路板内部的时钟数值；同时，开停机系统电路板将该较大值发送给目标PLC，目标PLC根据该较大值自动完成其内部的时钟数值设置。

如图2所示，为本发明实施例提供的基于主从站通信模式的PLC授权过期停机装置的结构示意图，包括：授权时间获取模块210和停机实现模块220，其中，

授权时间获取模块210，用于获取授权运行时间数据；

具体地，为了实现对PLC的授权开停机进行管理，即当不允许基于PLC的工业自动控制设备运行时，将PLC置于STOP模式，当允许基于PLC的工业自动控制设备运行时，将PLC置于RUN模式，授权时间获取模块210首先获取授权目标PLC运行的时间，即获取目标PLC对应的授权运行时间数据，所述授权运行时间数据的单位为年、月、日、时、分、秒甚至更小的时间单位。

停机实现模块220，用于根据所述授权运行时间数据，基于主从站通信模式对目标PLC下发授权过期停机指令。

具体地，主从站通信模式包括主站模式和从站模式，在本发明实施例中，基于主从站通信模式的PLC授权过期停机装置作为主站，主动发送数据帧，目标PLC作为从站，从站模式下，目标PLC对请求的数据帧后作出正确响应。

具体来说，停机实现模块220根据所述授权运行时间数据，判断目标PLC的运行时间数据是否达到所述授权运行时间数据，若达到，则对该目标PLC下发符合目标PLC通信格式的授权过期停机指令。

本发明实施例提供的基于主从站通信模式的PLC授权过期停机装置，基于主从站通信模式，实现了无需在PLC上进行编程或改动原有程序，只需要获取授权运行时间数据，根据该时间数据来对PLC下发停机指令，实现简单方便，克服了现有技术通过在PLC内部的运行程序中写入相应的程序段来控制PLC的状态，以及通过配置上位机软件来实现使用权的控制和管理所带来的程序易被篡改、需要授权、编程复杂以及造价高昂等一系列问题。

图3为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图，如图3所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)310、通信接口(Communications Interface)320、存储器(memory)330和通信总线340，其中，处理器310，通信接口320，存储器330通过通信总线340完成相互间的通信。处理器310可以调用存储在存储器330上并可在处理器310上运行的计算机程序，以执行上述各方法实施例所提供的基于主从站通信模式的PLC授权过期停机方法，例如包括：获取授权运行时间数据；根据所述授权运行时间数据，基于主从站通信模式对目标PLC下发授权过期停机指令。

此外，上述的存储器330中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例提供的基于主从站通信模式的PLC授权过期停机方法，例如包括：获取授权运行时间数据；根据所述授权运行时间数据，基于主从站通信模式对目标PLC下发授权过期停机指令。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种基于主从站通信模式的PLC授权过期停机方法，其特征在于，包括：

获取授权运行时间数据；

根据所述授权运行时间数据，基于主从站通信模式对目标PLC下发授权过期停机指令；

其中，所述获取授权运行时间数据具体为：

获取非接触CPU卡中存储的授权运行时间数据；

每隔预设时间段，确定与所述目标PLC共有的同步时钟数据；

若所述同步时钟数据达到所述授权运行时间数据，则发送符合所述目标PLC通信格式的授权过期停机指令至所述目标PLC，以指示所述目标PLC进入授权过期停机状态；

所述每隔预设时间段，确定与所述目标PLC共有的同步时钟数据，具体为：

若所述板载时钟数据与所述目标PLC的时钟数据之间的差值小于等于预设数值，则将所述板载时钟数据与所述目标PLC的时钟数据的中间数值确定为所述同步时钟数据；

2.根据权利要求1所述的基于主从站通信模式的PLC授权过期停机方法，其特征在于，在所述获取授权运行时间数据之后，还包括：

确定所述非接触CPU卡是否具有开机权限；

3.根据权利要求1所述的基于主从站通信模式的PLC授权过期停机方法，其特征在于，所述获取授权运行时间数据之前，还包括：

4.一种基于主从站通信模式的PLC授权过期停机装置，其特征在于，包括：

授权时间获取模块，用于获取授权运行时间数据；

停机实现模块，用于根据所述授权运行时间数据，基于主从站通信模式对目标PLC下发授权过期停机指令；

其中，所述获取授权运行时间数据具体为：

获取非接触CPU卡中存储的授权运行时间数据；

每隔预设时间段，确定与所述目标PLC共有的同步时钟数据；

5.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至3任一项所述基于主从站通信模式的PLC授权过期停机方法的步骤。

6.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述基于主从站通信模式的PLC授权过期停机方法的步骤。