CN111813041B - 一种基于计算机编程语言的可编程逻辑控制器及实现方法 - Google Patents

一种基于计算机编程语言的可编程逻辑控制器及实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于计算机编程语言的可编程逻辑控制器及实现方法，包括：用户逻辑层模块，用于管理用户逻辑层中的PLC业务逻辑代码，其中所述的PLC业务逻辑代码为使用计算机编程语言编辑源代码后经过相应处理得到的代码，用于根据PLC本机和/或扩展单元的PLC资源的状态参数计算出PLC资源的控制参数；PLC控制层模块，用于PLC控制层获取PLC本机和/或扩展单元的PLC资源的状态参数，通过PLC层间接口把所述的状态参数传入所述PLC业务逻辑代码中，再通过PLC层间接口接收用户逻辑层模块返回的控制参数；PLC层间接口模块，用于对PLC层间接口的管理，以及处理所述的PLC层间接口相关的业务逻辑，其中所述的PLC层间接口为所述的用户逻辑层与PLC控制层交互数据的接口。

Description

一种基于计算机编程语言的可编程逻辑控制器及实现方法
技术领域
本发明涉及智能控制领域，尤其涉及一种基于计算机编程语言的可编程逻辑控制器及实现方法。
背景技术
PLC即可编程逻辑控制器，现阶段的PLC主要包括用户逻辑层、PLC控制层，用户通过梯形图、指令表、功能模块图等PLC语言编辑PLC业务逻辑代码后下载到PLC中的用户逻辑层，由PLC的PLC控制层对用户逻辑层的PLC业务逻辑代码进行解析执行而达到用户逻辑层对PLC本机和/或扩展单元的PLC资源进行管理、操控的目标。PLC语言不属于计算机编程语言，要想使用PLC还必须精通PLC语言，所以存在PLC业务逻辑代码编辑难度大，并且解析PLC业务逻辑代码执行效率低的问题，并且限制PLC必须是能够解析PLC业务逻辑代码的装置。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种基于计算机编程语言的可编程逻辑控制器及实现方法，解决了传统使用PLC语言编辑PLC业务逻辑代码难度大、解析PLC业务逻辑代码执行效率低，以及传统PLC限制PLC必须是能够解析PLC代码的装置的问题。
为了达到上述目的，本发明实施例所采用的技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供一种基于计算机编程语言的可编程逻辑控制器，包括：
用户逻辑层模块，用于管理用户逻辑层中的PLC业务逻辑代码，其中所述的PLC业务逻辑代码为使用计算机编程语言编辑源代码后经过相应处理得到的代码，用于根据PLC本机和/或扩展单元的PLC资源的状态参数计算出PLC资源的控制参数；
PLC控制层模块，用于PLC控制层获取PLC本机和/或扩展单元的PLC资源的状态参数，通过PLC层间接口把所述的状态参数传入所述PLC业务逻辑代码中，再通过PLC层间接口接收用户逻辑层模块返回的控制参数；
PLC层间接口模块，用于对PLC层间接口的管理，以及处理所述的PLC层间接口相关的业务逻辑，其中所述的PLC层间接口为所述的用户逻辑层与PLC控制层交互数据的接口。
进一步地，所述的PLC资源包括PLC本机和扩展单元上需参与逻辑处理、逻辑关联的软硬件资源。
进一步地，所述的状态参数、控制参数均包括以下一种或多种：
数字输入端口的数量，其指所述的PLC资源中数字输入端口的数量；
模拟输入端口的数量，其指所述的PLC资源中模拟输入端口的数量；
监听器的数量，其指所述的PLC资源中监听器口的数量；
数字输出端口的数量，其指所述的PLC资源中数字输出端口的数量；
模拟输出端口的数量，其指所述的PLC资源中模拟输出端口的数量；
处理器的数量，其指所述的PLC资源中处理器的数量；
时间戳，其指当前时间的时间戳；
当前时间，其指当前时间；
当前日期，其指当前日期；
数字输入端口的新状态，其指所述的PLC资源中数字输入端口的当前状态；
数字输入端口的旧状态，其指所述的PLC资源中数字输入端口的以前的状态；
监听器的状态，其指所述的PLC资源中监听器的当前状态；
数字输出端口的控制掩码，用于指示所述的PLC资源中哪些数字输出端口需要控制输出；
数字输出端口的控制码，用于控制所述的PLC资源中数字输出端口的输出状态；
处理器的控制掩码，用于指示所述的PLC资源中哪些处理器需要控制输出；
模拟输入端口的状态，指所述的PLC、扩展单元的PLC资源中的模拟输入端口的当前数值；
模拟输出端口的控制掩码，用于指示所述的PLC资源中哪些模拟输出端口需要控制输出；
模拟输出端口的控制码，用于控制所述的PLC资源中模拟输出端口的输出数值；
数字输入端口脉冲计数，用于指示所述的PLC资源的数字输入端口的脉冲计数；
数字输出端口脉冲输出，用于传输控制所述的PLC资源的数字输出端口的脉冲输出的相关参数；
复合端口的控制掩码，用于指示所述的PLC资源中哪些复合端口需要读和/或写，所述的复合端口是一种数据通讯接口，用于与外部设备进行数据交互；
复合端口数据，用于读和/或写所述的PLC资源中复合端口的数据；
多媒体的控制码，用于控制所述的PLC本机和/或扩展单元对多媒体的处理方式。
进一步地，所述的PLC层间接口包括以下一种或多种：
函数接口，用于PLC控制层与用户逻辑层通过函数式接口或抽象方法接口交互数据；
统一资源定位符，用于PLC控制层与用户逻辑层通过网络统一资源定位符交互数据。
进一步地，还包括以下一种或多种：
PLC资源管理模块，用于PLC控制层根据控制参数和/或状态参数，管理、操控所述的PLC本机的PLC资源，和/或把控制参数发送给扩展单元，由扩展单元管理、操控扩展单元的PLC资源；
PLC故障日志管理模块，用于PLC控制层通过PLC层间接口接收用户逻辑层模块返回的PLC故障日志，和/或管理PLC故障日志，所述的PLC故障日志指所述的可编程逻辑控制器的故障、日志信息，所述的日志指所述的PLC的工作状态相关信息；
网络接口，用于接入网络的物理接口，以及处理相应的数据交互；
扩展单元接口，用于与扩展单元联接的物理接口，以及处理相应的数据交互；
远程更新代码模块，用于远程更新所述的PLC业务逻辑代码；
本地下载接口，用于本地更新所述的PLC业务逻辑代码的物理访问接口，以及处理相应的业务逻辑；
拨动开关，用于设定可编程逻辑控制器的工作模式；
调试打印接口，用于打印调试信息；
存储器，用于保存数据；
RTC，用于给所述的可编程逻辑控制器提供时钟；
看门狗，用于防止所述的可编程逻辑控制器死机；
LED指示灯，用于指示所述的可编程逻辑控制器的工作状态，和/或指示PLC资源的状态；
外设接口，用于提供外围设备访问的物理访问接口，以及处理与外围设备数据交互；
人机交互接口，用于与人建立联系、交换信息的接口；
PLC资源驱动模块，用于给可编程逻辑控制器的PLC资源提供硬件驱动；
编解码模块，用于把可编程逻辑控制器的PLC资源相关的数据组织成所述的状态参数，和/或把所述的控制参数解析成控制可编程逻辑控制器的PLC资源相关的数据；
Web容器管理模块，用于管理Web容器，所述的Web容器指一种服务程序，在服务器一个端口就有一个提供相应服务的程序，而这个程序就是处理从客户端发出的请求；
PWM模块，用于控制PLC资源的数字输出端口的脉冲输出，和/或获取PLC资源的数字输入端口的脉冲数量；
多媒体处理模块，用于对多媒体相关数据的处理；
PLC资源接口，指PLC资源与外界联接的物理接口。
进一步地，所述的PLC业务逻辑代码的源代码是基于函数库开发的，所述的函数库指包含若干个函数的文件，方便使用计算机编程语言编辑PLC业务逻辑代码。
进一步地，所述的函数库包括以下一种或多种：
数字输入端口的读函数，用于读取所述的PLC本机和/或扩展单元的数字输入端口的状态；
数字输入端口的上升沿判断函数，用于判断所述的PLC本机和/或扩展单元的数字输入端口是否为上升沿；
数字输入端口的下降沿判断函数，用于判断所述的PLC本机和/或扩展单元的数字输入端口是否为下降沿；
数字输出端口的读函数，用于读取所述的PLC本机和/或扩展单元的数字输出端口的状态；
数字输出端口的写函数，用于控制所述的PLC本机和/或扩展单元的数字输出端口的输出状态；
模拟输入端口的读函数，用于读取所述的PLC本机和/或扩展单元的模拟输入端口的数值；
模拟输出端口的读函数，用于读取所述的PLC本机和/或扩展单元的模拟输出端口的数值；
模拟输出端口的写函数，用于控制所述的PLC本机和/或扩展单元的模拟输出端口的数值；
监听器的读函数，用于读取监听器的状态；
处理器的写函数，用于控制处理器的状态；
计数器的操作函数，用于管理计数器的相关函数，所述的计数器用于计数；
定时器的操作函数，用于管理定时器的相关函数，所述的定时器用于定时；
计时器的操作函数，用于管理计时器的相关函数，所述的计时器用于计时；
复合端口的操作函数，用于读和/或写所述的PLC本机和/或扩展单元的复合端口的数据；
多媒体操作函数，用于控制所述的PLC本机和/或扩展单元的多媒体相关数据的处理。
进一步地，所述的扩展单元包括：
PLC资源驱动模块，用于给所述的扩展单元的PLC资源提供硬件驱动；
PLC管理模块，用于获取所述的扩展单元的PLC资源的状态参数，和/或根据控制参数控制所述的扩展单元的PLC资源的输出；
编解码模块，用于把所述的扩展单元的PLC资源相关的数据组织成所述的状态参数，和/或把所述的控制参数解析成所述的扩展单元的PLC资源相关的数据；
网络接入模块，用于处理所述的扩展单元与所述的PLC本机进行数据交互。
进一步地，所述的扩展单元还包括以下一种或多种：
调试打印接口，用于打印调试信息；
拨码开关，用于设定所述的扩展单元在由所述的PLC本机管理的局域网内的标识；
存储器，用于保存数据；
网络接入接口，用于所述的扩展单元直接或间接联接所述的PLC本机的物理接口；
外设接口，用于外围设备访问的物理访问接口，以及处理与外围设备数据交互；
RTC，用于给所述的扩展单元提供时钟；
看门狗，用于防止所述的扩展单元死机；
LED指示灯，用于指示所述的扩展单元的工作状态，和/或指示所述的扩展单元的PLC资源的状态；
PWM模块，用于控制所述的扩展单元的PLC资源数字输出端口的脉冲输出，和/或获取所述的扩展单元的PLC资源的数字输入端口的脉冲数量；
多媒体处理模块，用于所述的扩展单元的对多媒体相关数据的处理；
PLC资源接口，用于所述的扩展单元的PLC资源与外界直接或间接的连接。
第二方面，本发明实施例还提供一种基于计算机编程语言的可编程逻辑控制器的实现方法，所述的方法包括以下步骤：
使用计算机编程语言编辑PLC业务逻辑代码的源代码，生成PLC业务逻辑代码后下载到用户逻辑层；
由PLC控制层通过PLC层间接口把PLC本机和/或扩展单元的PLC资源的状态参数传入用户逻辑层的PLC业务逻辑代码后执行，得到PLC本机和/或扩展单元的PLC资源的控制参数，再通过PLC层间接口将控制参数返回给PLC控制层；
根据所述控制参数执行相应的业务逻辑功能。
进一步地，所述的方法还包括以下的一种或多种：
根据控制参数，管理、操控PLC资源；
PLC控制层通过PLC层间接口接收用户逻辑层模块返回的PLC故障日志；
根据PLC故障日志，显示故障、日志信息，和/或仿真、调试所述的PLC本机；
远程更新所述的PLC业务逻辑代码；
本地更新所述的PLC业务逻辑代码；
通过LED、数码管、显示屏指示所述的PLC本机的状态，和/或指示所述的PLC本机、扩展单元的PLC资源的状态；
通过人机交互接口交换信息；
把PLC资源相关的数据组织成状态参数，和/或把控制参数解析成PLC资源相关的数据；
通过状态参数把PLC控制层数字输入端口的脉冲计数传输给用户逻辑层，或在用户逻辑层计算数字输入端口的脉冲计数；
根据所述控制参数控制PLC资源的数字输出端口的PWM输出；
通过PLC本机和/或扩展单元读取传感器的数据，把所述的数据传递到用户逻辑层；
通过PLC本机和/或扩展单元对复合端口的进行读和/或写；
通过PLC本机和/或扩展单元从其它设备获取多媒体数据，和/或在PLC本机上对多媒体数据进行处理，和/或传送给其它设备处理。
根据以上技术方案，本发明通过把PLC主要分成用户逻辑层、PLC层间接口、PLC控制层，用户使用计算机编程语言编辑PLC业务逻辑代码后下载到PLC中的用户逻辑层，由PLC的PLC控制层通过PLC层间接口把PLC本机和/或扩展单元的PLC资源的状态参数等参数传入用户逻辑层的PLC业务逻辑代码后执行，从而得到PLC本机和/或扩展单元的PLC资源的控制参数，然后根据控制参数执行相应的业务逻辑功能而达到用户逻辑层对PLC本机和/或扩展单元的PLC资源进行管理、操控的目标。解决了传统使用PLC语言编辑PLC业务逻辑代码难度大、解析PLC业务逻辑代码执行效率低，以及传统PLC限制PLC必须是能够解析PLC代码的装置的问题。达到使用C、C++、Python、scratch 、VB、汇编语言、Java、ASP、Go、BASIC、Python、PHP、Javascript、JSP等计算机编程语言编辑PLC业务逻辑代码，以及PLC无限制，可以是嵌入式设备，还可以是计算机、服务器。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的实施例1提供的一种基于计算机编程语言的可编程逻辑控制器的结构示意图；
图2为本发明的实施例2提供的一种基于计算机编程语言的可编程逻辑控制器的实现方法的流程图；
图3为本发明的实施例3提供的一种基于计算机编程语言的可编程逻辑控制器的控制系统的结构示意图；
图4为本发明的实施例4提供的一种基于计算机编程语言的可编程逻辑控制器的控制系统的结构示意图；
图5为本发明的实施例5提供的一种基于计算机编程语言的可编程逻辑控制器的硬件原理示意图；
图6为本发明的实施例6的扩展单元的硬件原理示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
实施例1：
图1示出本发明的实施例提供的一种基于计算机编程语言的可编程逻辑控制器的结构示意图，本实施例提供的一种基于计算机编程语言的可编程逻辑控制器100，包括：
用户逻辑层模块101，用于管理用户逻辑层中的PLC业务逻辑代码，其中所述的PLC业务逻辑代码为使用计算机编程语言编辑源代码后经过相应处理得到的代码，用于根据PLC本机和/或扩展单元的PLC资源的状态参数计算出PLC资源的控制参数；
PLC控制层模块102，用于PLC控制层获取PLC本机和/或扩展单元的PLC资源的状态参数，通过PLC层间接口把所述的状态参数传入所述PLC业务逻辑代码中，再通过PLC层间接口接收用户逻辑层模块返回的控制参数；
PLC层间接口模块103，用于对PLC层间接口的管理，以及处理所述的PLC层间接口相关的业务逻辑，其中所述的PLC层间接口为所述的用户逻辑层与PLC控制层交互数据的接口。
需要说明的是，本申请中所述的PLC本机指基于计算机编程语言的可编程逻辑控制器的本机。
本发明实施例通过把PLC主要分成用户逻辑层、PLC层间接口、PLC控制层，使用计算机编程语言编辑PLC业务逻辑代码的源代码，生成PLC业务逻辑代码后下载到用户逻辑层；由PLC控制层通过PLC层间接口把PLC本机和/或扩展单元的PLC资源的状态参数传入用户逻辑层的PLC业务逻辑代码后执行，得到PLC本机和/或扩展单元的PLC资源的控制参数，再通过PLC层间接口将控制参数返回给PLC控制层；根据所述控制参数执行相应的业务逻辑功能。解决了传统使用PLC语言编辑PLC业务逻辑代码难度大、解析PLC业务逻辑代码执行效率低，以及传统PLC限制PLC必须是能够解析PLC代码的装置的问题。达到使用C、C++、Python、scratch 、VB、汇编语言、Java、ASP、Go、BASIC、Python、PHP、Javascript、JSP等计算机编程语言编辑PLC业务逻辑代码，以及PLC无限制，可以是嵌入式设备，还可以是计算机、服务器。需要说明的是，上述罗列的计算机编程语言不仅限于以上罗列的，只要是计算机编程语言都可以。
本实施例中，所述的PLC资源包括PLC本机和扩展单元上需参与逻辑处理、逻辑关联的软硬件资源，如数字输入端口、模拟输入端口、数字输出端口、模拟输出端口、中间寄存器等的统称。
本实施例中，所述的状态参数、控制参数均包括以下一种或多种：
数字输入端口的数量，其指所述的PLC资源中数字输入端口的数量；
模拟输入端口的数量，其指所述的PLC资源中模拟输入端口的数量；
监听器的数量，其指所述的PLC资源中监听器口的数量；
数字输出端口的数量，其指所述的PLC资源中数字输出端口的数量；
模拟输出端口的数量，其指所述的PLC资源中模拟输出端口的数量；
处理器的数量，其指所述的PLC资源中处理器的数量；
时间戳，其指当前时间的时间戳；
当前时间，其指当前时间；
当前日期，其指当前日期；
数字输入端口的新状态，其指所述的PLC资源中数字输入端口的当前状态；
数字输入端口的旧状态，其指所述的PLC资源中数字输入端口的以前的状态；
监听器的状态，其指所述的PLC资源中监听器的当前状态；
数字输出端口的控制掩码，用于指示所述的PLC资源中哪些数字输出端口需要控制输出；
数字输出端口的控制码，用于控制所述的PLC资源中数字输出端口的输出状态；
处理器的控制掩码，用于指示所述的PLC资源中哪些处理器需要控制输出；
模拟输入端口的状态，指所述的PLC、扩展单元的PLC资源中的模拟输入端口的当前数值；
模拟输出端口的控制掩码，用于指示所述的PLC资源中哪些模拟输出端口需要控制输出；
模拟输出端口的控制码，用于控制所述的PLC资源中模拟输出端口的输出数值；
数字输入端口脉冲计数，用于指示所述的PLC资源的数字输入端口的脉冲计数；
数字输出端口脉冲输出，用于传输控制所述的PLC资源的数字输出端口的脉冲输出的相关参数；
复合端口的控制掩码，用于指示所述的PLC资源中哪些复合端口需要读和/或写，所述的复合端口是一种数据通讯接口，用于与外部设备进行数据交互；
复合端口数据，用于读和/或写所述的PLC资源中复合端口的数据；
多媒体的控制码，用于控制所述的PLC本机和/或扩展单元对多媒体的处理方式；所述的多媒体用于对声音、图像、动画、视频影像等进行获取、存储和管理。
本实施例中，所述的PLC层间接口包括以下一种或多种：
函数接口，用于PLC控制层与用户逻辑层通过函数式接口或抽象方法接口交互数据；
统一资源定位符，用于PLC控制层与用户逻辑层通过网络统一资源定位符交互数据。
本实施例中，还包括以下一种或多种：
PLC资源管理模块，用于PLC控制层根据控制参数和/或状态参数，管理、操控所述的PLC本机的PLC资源，和/或把控制参数发送给扩展单元，由扩展单元管理和操控扩展单元的PLC资源，从而实现所述的PLC管理、操控扩展单元的PLC资源的目标；
PLC故障日志管理模块，用于PLC控制层通过PLC层间接口接收用户逻辑层模块返回的PLC故障日志，和/或管理PLC故障日志，所述的PLC故障日志指所述的可编程逻辑控制器的故障、日志信息，所述的日志指所述的PLC的工作状态相关信息，主要用于在线仿真、调试所述的PLC。
网络接口，用于直接或间接接入网络的物理接口，以及处理相应的数据交互；
扩展单元接口，用于与扩展单元联接的物理接口，以及处理相应的数据交互；
远程更新代码模块，用于远程更新所述的PLC业务逻辑代码；
本地下载接口，用于本地更新所述的PLC业务逻辑代码的物理访问接口，以及处理相应的业务逻辑；
拨动开关，用于设定可编程逻辑控制器的工作模式，所述的工作模式有正常模式、调试模式、下载模式等。
调试打印接口，用于打印调试信息；
存储器，用于保存数据；
RTC，用于给所述的可编程逻辑控制器提供时钟；
看门狗，用于防止所述的可编程逻辑控制器死机；
LED指示灯，用于指示所述的可编程逻辑控制器的工作状态，和/或指示PLC资源的状态；
外设接口，用于提供外围设备访问的物理访问接口，以及处理与外围设备数据交互；
人机交互接口，用于与人建立联系、交换信息的接口；所述的人机交互接口可以接键盘、显示屏、触摸屏等，可用以连PLC组态软件。
PLC资源驱动模块，用于给可编程逻辑控制器的PLC资源提供硬件驱动；
编解码模块，用于把可编程逻辑控制器的PLC资源相关的数据组织成所述的状态参数，和/或把所述的控制参数解析成可编程逻辑控制器的PLC资源相关的数据；
Web容器管理模块，用于管理Web容器，所述的Web容器指一种服务程序，在服务器一个端口就有一个提供相应服务的程序，而这个程序就是处理从客户端发出的请求，如JAVA中的Tomcat容器，ASP的IIS或PWS都是这样的容器。
PWM输出控制模块，用于控制PLC资源的数字输出端口的脉冲输出；
多媒体处理模块，用于对多媒体相关数据的处理；
PLC资源接口，指PLC资源与外界联接的物理接口。
本实施例中，进一步地，所述的PLC资源驱动模块包括以下一种或多种：
NPN数字输入端口驱动单元，其指电流从公共端流入，从数字输入端口流出的数字输入端口驱动，所述的数字输入端口驱动指数字输入端口的硬件驱动；
PNP数字输入端口驱动单元，其指电流从公共端流出，从数字输入端口流入的数字输入端口驱动；
继电器输出数字输出端口驱动单元，其指用继电器作为数字输出端口的驱动元件；
可控硅输出数字输出端口驱动单元，其指用可控硅作为数字输出端口的驱动元件；
晶体管输出数字输出端口驱动单元，其指用晶体管作为数字输出端口的驱动元件。
本实施例中，所述的PLC业务逻辑代码的源代码是基于函数库开发的，所述的函数库指包含若干个函数的文件，方便使用计算机编程语言编辑PLC业务逻辑代码。
本实施例中，进一步地，所述的函数库包括以下一种或多种：
数字输入端口的读函数，用于读取所述的PLC本机和/或扩展单元的数字输入端口的状态；
数字输入端口的上升沿判断函数，用于判断所述的PLC本机和/或扩展单元的数字输入端口是否为上升沿；
数字输入端口的下降沿判断函数，用于判断所述的PLC本机和/或扩展单元的数字输入端口是否为下降沿；
数字输出端口的读函数，用于读取所述的PLC本机和/或扩展单元的数字输出端口的状态；
数字输出端口的写函数，用于控制所述的PLC本机和/或扩展单元的数字输出端口的输出状态；
模拟输入端口的读函数，用于读取所述的PLC本机和/或扩展单元的模拟输入端口的数值；
模拟输出端口的读函数，用于读取所述的PLC本机和/或扩展单元的模拟输出端口的数值；
模拟输出端口的写函数，用于控制所述的PLC本机和/或扩展单元的模拟输出端口的数值；
监听器的读函数，用于读取监听器的状态；
处理器的写函数，用于控制处理器的状态；
计数器的操作函数，用于管理计数器的相关函数，所述的计数器用于计数；
定时器的操作函数，用于管理定时器的相关函数，所述的定时器用于定时；
计时器的操作函数，用于管理计时器的相关函数，所述的计时器用于计时；
复合端口的操作函数，用于读和/或写所述的PLC本机和/或扩展单元的复合端口的数据；
多媒体操作函数，用于控制所述的PLC本机和/或扩展单元的多媒体相关数据的处理。
本实施例中，所述的扩展单元，又称扩展设备，其指用于扩展PLC中PLC资源的装置，当PLC中的PLC资源不足时，需要用扩展单元扩展PLC资源，所述的状态参数指PLC资源的状态的参数，如A0(模拟输入端口0)端口电平值为1.50，则A0的状态参数为1.50，所述的控制参数指控制PLC资源的状态的参数。所述的扩展单元包括：
PLC资源驱动模块，用于给所述的扩展单元的PLC资源提供硬件驱动；
PLC管理模块，用于获取所述的扩展单元的PLC资源的状态参数，和/或根据控制参数控制所述的扩展单元的PLC资源的输出；
编解码模块，用于把所述的扩展单元的PLC资源相关的数据组织成所述的状态参数，和/或把所述的控制参数解析成所述的扩展单元的PLC资源相关的数据；
网络接入模块，用于处理所述的扩展单元与所述的PLC本机进行数据交互。
本实施例中，进一步地，所述的扩展单元还包括以下一种或多种：
调试打印接口，用于打印调试信息；
拨码开关，用于设定所述的扩展单元在由所述的PLC本机管理的局域网内的标识；
存储器，用于保存数据；
网络接入接口，用于所述的扩展单元直接或间接联接所述的PLC本机的物理接口；
外设接口，用于外围设备访问的物理访问接口，以及处理与外围设备数据交互；
RTC，用于给所述的扩展单元提供时钟；
看门狗，用于防止所述的扩展单元死机；
LED指示灯，用于指示所述的扩展单元的工作状态，和/或指示所述的扩展单元的PLC资源的状态；
PWM模块，用于控制所述的扩展单元的PLC资源数字输出端口的脉冲输出，和/或获取所述的扩展单元的PLC资源的数字输入端口的脉冲数量；
多媒体处理模块，用于所述的扩展单元的对多媒体相关数据的处理；
PLC资源接口，用于所述的扩展单元的PLC资源与外界直接或间接的连接。
实施例2：
图2为本发明的实施例2提供的一种基于计算机编程语言的可编程逻辑控制器的实现方法的流程图；本实施例提供一种基于计算机编程语言的可编程逻辑控制器的实现方法，所述的方法包括以下步骤：
步骤S101，使用计算机编程语言编辑PLC业务逻辑代码的源代码，生成PLC业务逻辑代码后下载到用户逻辑层；
步骤S102，由PLC控制层通过PLC层间接口把PLC本机和/或扩展单元的PLC资源的状态参数传入用户逻辑层的PLC业务逻辑代码后执行，得到PLC本机和/或扩展单元的PLC资源的控制参数，再通过PLC层间接口将控制参数返回给PLC控制层；
具体地，这里以PLC本机的PLC资源为例，将PLC资源组织成状态参数的形式如表1所示：
表1：
Figure 635571DEST_PATH_IMAGE002
（在本实施例，把状态参数、控制参数合并在一起，通过PLC层间接口传递，还可以把状态参数、控制参数分开）。
PLC的PLC控制层通过PLC层间接口把PLC本机的PLC资源的状态参数等参数（形如表1）传入用户逻辑层的PLC业务逻辑代码后得到PLC本机的PLC资源的控制参数（形如表1），PLC层间接口的函数接口的形式比较简单，PLC层间接口的函数接口形如:
函数名称(PLC本机的PLC资源的状态参数, PLC本机的PLC资源的控制参数的空间, 所有扩展单元的PLC资源的状态参数, 所有扩展单元的PLC资源的控制参数的空间，PLC故障日志的空间)；
PLC层间接口的统一资源定位符形如：
请求：sagelink.cn/hello&PLC资源的状态参数；
响应：PLC资源的控制参数；
步骤S103，根据所述控制参数执行相应的业务逻辑功能。
PLC的PLC控制层根据控制参数和/或状态参数（形如表1）执行相应的业务逻辑功能，达到对PLC本机的PLC资源进行管理、操控的目标。
上述步骤中，用户使用计算机编程语言编辑PLC的PLC业务逻辑代码的源代码，可通过调用函数库中的函数方法直接操作状态参数、控制参数的数据（形如表1），无需要关心某个PLC资源在状态参数、控制参数的位置，方便用户使用计算机编程语言编辑PLC业务逻辑代码。当然也可以不通过调用函数库中的函数方法，根据PLC资源在状态参数、控制参数的位置，操作位置中的数据。
本实施例中，进一步地，所述的方法还包括以下的一种或多种：
根据控制参数，管理、操控PLC资源；
PLC控制层通过PLC层间接口接收用户逻辑层模块返回的PLC故障日志；
根据PLC故障日志，显示故障、日志信息，和/或仿真、调试所述的PLC本机；
远程更新所述的PLC业务逻辑代码；
本地更新所述的PLC业务逻辑代码；
通过LED、数码管、显示屏指示所述的PLC本机的状态，和/或指示所述的PLC本机、扩展单元的PLC资源的状态；
通过人机交互接口交换信息；
把PLC资源相关的数据组织成状态参数，和/或把控制参数解析成PLC资源相关的数据；
通过状态参数把PLC控制层数字输入端口的脉冲计数传输给用户逻辑层，或在用户逻辑层计算数字输入端口的脉冲计数；
根据所述控制参数控制PLC资源的数字输出端口的PWM输出；
通过PLC本机和/或扩展单元读取传感器的数据，把所述的数据传递到用户逻辑层；
通过PLC本机和/或扩展单元对复合端口的进行读和/或写；
通过PLC本机和/或扩展单元从其它设备获取多媒体数据，和/或在本机上保存、播放、显示，和/或传送给其它设备处理。
实施例3：
图3示出本发明的实施例3提供的一种基于计算机编程语言的可编程逻辑控制器的控制系统的结构示意图。
如图3所示，控制系统包括可编程逻辑控制器PLC、若干个扩展单元，扩展单元与PLC可通过直接或间接方式联接，也可以通过互联网远程联接。
这里可编程逻辑控制器PLC和若干个扩展单元已经在实施例1中做了详细描述，这里不再进行赘述。
在本实施例中，PLC可以是嵌入式设备，也可以是PC机，还可以是包含Web容器的嵌入式设备、PC机。
实施例4：
图4示出本发明的实施例4提供的一种基于计算机编程语言的可编程逻辑控制器的控制系统的结构示意图。
如图4所示，控制系统200包括服务器201、PLC控制层模块102、PLC层间接口模块103和若干个扩展单元202，所述PLC层间接口模块103包括第一PLC层间接口模块1031和第二PLC层间接口模块1032，所述服务器201中包含用户逻辑层模块101和第二PLC层间接口模块1032，PLC控制层模块102和第一PLC层间接口模块1031相连，第一PLC层间接口模块1031和第二PLC层间接口模块1032相连，每个 PLC控制层模块102连接若干个扩展单元202，PLC控制层模块102与服务器201可通过直接或间接方式连接，也可以通过互联网远程连接，扩展单元202与PLC控制层模块102可通过直接或间接方式连接，也可以通过互联网远程连接。
本实施例中，用户逻辑层模块101、PLC控制层模块102、PLC层间接口模块103构成一种基于计算机编程语言的可编程逻辑控制器100，各模块具体内容已经在实施例1中讲述，这里不再赘述。
在本实施例中，PLC控制层模块可以是嵌入式设备，也可以是PC机，还可以是包含Web容器的嵌入式设备、PC机；服务器可以是嵌入式设备，也可以是PC机，还可以是包含Web容器的嵌入式设备、PC机。
实施例5：
图5示出本发明的实施例5提供的一种基于计算机编程语言的可编程逻辑控制器的硬件原理示意图。
如图5所示，PLC的硬件包括电源板、PLC控制板、网络管理板、PLC资源驱动板等，其中：
电源板，所述的电源板包括直流转多路直流、交流转多路直流的一种或多种，所述的直流转多路直流指把直流输入转化成多种直流输出，如DC24直流输入转化成直流24伏、直流12伏、供负载使用的直流5伏、供控制核心使用的直流5伏等输出；所述的交流转多路直流指把交流输入转化成多种直流输出，如AC220交流输入转化成直流24伏、直流12伏、供负载使用的直流5伏、供控制核心使用的直流5伏等输出；采用直流24伏输入转化成直流24伏、直流12伏、供负载使用的直流5伏、供PLC控制板、网络管理板使用的直流5伏。
PLC控制板，包括主控器、用户逻辑层模块、PLC控制层模块、PLC层间接口模块、编解码模块、本地下载接口、拨动开关、调试打印接口、RTC、看门狗、LED指示灯、人机交互接口，所述的主控器选择STM32F205。所述的主控器包括计算机CPU、MCU、MPU、CPLD、FPGA的一种或多种；
网络管理板，包括网络管理模块,还可包括主控器，所述的主控器选择ESP32-S2。
PLC资源驱动板，包括PLC资源驱动模块,数字输入端口的类型为NPN，数字输出端口的类型为晶体管输出。
本实例中，PLC控制板的主控器还可以是其它MCU，或者MPU，或者FPGA，网络管理板的主控器还可以是其它MCU，或者MPU，或者FPGA，PLC资源驱动板的PLC资源的类型和数量可任意选择，PLC资源驱动板中还可包括主控器。本实施例不是本发明的唯一的形式，还可以有其它的形式。
实施例6：
图6示出本发明的实施例6提供的扩展单元的硬件原理示意图。
如图6所示，扩展单元的硬件包括电源板、扩展单元控制板、网络接入板、PLC资源驱动板等，其中：
电源板，采用直流24伏输入转化成直流24伏、直流12伏、供负载使用的直流5伏、供PLC控制板、网络接入板使用的直流5伏。
扩展单元控制板，包括主控器、PLC管理模块、编解码模块、调试打印接口、RTC、LED指示灯，所述的主控器选择STM32F205。
网络接入板，包括网络管理模块,还可包括主控器，所述的主控器选择ESP32-S2。
PLC资源驱动板，包括PLC资源驱动模块,数字输入端口的类型为NPN，数字输出端口的类型为晶体管输出。
本实例中，PLC控制板的主控器还可以是其它MCU，或者MPU，或者FPGA，网络管理板的主控器还可以是其它MCU，或者MPU，或者FPGA，PLC资源驱动板的PLC资源的类型和数量可任意选择，PLC资源驱动板中还可包括主控器。本实施例不是本发明的唯一的形式，还可以有其它的形式。
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)

1.一种基于计算机编程语言的可编程逻辑控制器，其特征在于，包括：
用户逻辑层模块，用于管理用户逻辑层中的PLC业务逻辑代码，其中所述的PLC业务逻辑代码为使用计算机编程语言编辑源代码后经过相应处理得到的代码，用于根据PLC本机和/或扩展单元的PLC资源的状态参数计算出PLC资源的控制参数；
PLC控制层模块，用于PLC控制层获取PLC本机和/或扩展单元的PLC资源的状态参数，通过PLC层间接口把所述的状态参数传入所述PLC业务逻辑代码中，再通过PLC层间接口接收用户逻辑层模块返回的控制参数；
PLC层间接口模块，用于对PLC层间接口的管理，以及处理所述的PLC层间接口相关的业务逻辑，其中所述的PLC层间接口为所述的用户逻辑层与PLC控制层交互数据的接口；
所述的PLC层间接口为统一资源定位符和/或函数接口，所述统一资源定位符用于PLC控制层与用户逻辑层通过网络统一资源定位符交互数据，所述函数接口用于PLC控制层与用户逻辑层通过函数式接口或抽象方法接口交互数据；
所述用户逻辑层部署在服务器上，所述PLC控制层部署在PLC控制层模块。
2.如权利要求1所述的可编程逻辑控制器，其特征在于，所述的PLC资源包括PLC本机和扩展单元上需参与逻辑处理、逻辑关联的软硬件资源。
3.如权利要求1所述的可编程逻辑控制器，其特征在于，所述的状态参数、控制参数均包括以下一种或多种：
数字输入端口的数量，其指所述的PLC资源中数字输入端口的数量；
模拟输入端口的数量，其指所述的PLC资源中模拟输入端口的数量；
监听器的数量，其指所述的PLC资源中监听器口的数量；
数字输出端口的数量，其指所述的PLC资源中数字输出端口的数量；
模拟输出端口的数量，其指所述的PLC资源中模拟输出端口的数量；
处理器的数量，其指所述的PLC资源中处理器的数量；
时间戳，其指当前时间的时间戳；
当前时间，其指当前时间；
当前日期，其指当前日期；
数字输入端口的新状态，其指所述的PLC资源中数字输入端口的当前状态；
数字输入端口的旧状态，其指所述的PLC资源中数字输入端口的以前的状态；
监听器的状态，其指所述的PLC资源中监听器的当前状态；
数字输出端口的控制掩码，用于指示所述的PLC资源中哪些数字输出端口需要控制输出；
数字输出端口的控制码，用于控制所述的PLC资源中数字输出端口的输出状态；
处理器的控制掩码，用于指示所述的PLC资源中哪些处理器需要控制输出；
模拟输入端口的状态，指所述的PLC资源中的模拟输入端口的当前数值；
模拟输出端口的控制掩码，用于指示所述的PLC资源中哪些模拟输出端口需要控制输出；
模拟输出端口的控制码，用于控制所述的PLC资源中模拟输出端口的输出数值；
数字输入端口脉冲计数，用于指示所述的PLC资源的数字输入端口的脉冲计数；
数字输出端口脉冲输出，用于传输控制所述的PLC资源的数字输出端口的脉冲输出的相关参数；
复合端口的控制掩码，用于指示所述的PLC资源中哪些复合端口需要读和/或写，所述的复合端口是一种数据通讯接口，用于与外部设备进行数据交互；
复合端口数据，用于读和/或写所述的PLC资源中复合端口的数据；
多媒体的控制码，用于控制所述的PLC本机和/或扩展单元对多媒体的处理方式。
4.如权利要求1所述的可编程逻辑控制器，其特征在于，还包括以下一种或多种：
PLC资源管理模块，用于PLC控制层根据控制参数和/或状态参数，管理、操控所述的PLC本机的PLC资源，和/或把控制参数发送给扩展单元，由扩展单元管理、操控扩展单元的PLC资源；
PLC故障日志管理模块，用于PLC控制层通过PLC层间接口接收用户逻辑层模块返回的PLC故障日志，和/或管理PLC故障日志；
网络接口，用于接入网络的物理接口，以及处理相应的数据交互；
扩展单元接口，用于与扩展单元联接的物理接口，以及处理相应的数据交互；
远程更新代码模块，用于远程更新所述的PLC业务逻辑代码；
本地下载接口，用于本地更新所述的PLC业务逻辑代码的物理访问接口，以及处理相应的业务逻辑；
拨动开关，用于设定可编程逻辑控制器的工作模式；
调试打印接口，用于打印调试信息；
存储器，用于保存数据；
RTC，用于给所述的可编程逻辑控制器提供时钟；
看门狗，用于防止所述的可编程逻辑控制器死机；
LED指示灯，用于指示所述的可编程逻辑控制器的工作状态，和/或指示PLC资源的状态；
外设接口，用于提供外围设备访问的物理访问接口，以及处理与外围设备数据交互；
人机交互接口，用于与人建立联系、交换信息的接口；
PLC资源驱动模块，用于给可编程逻辑控制器的PLC资源提供硬件驱动；
编解码模块，用于把可编程逻辑控制器的PLC资源相关的数据组织成所述的状态参数，和/或把所述的控制参数解析成控制可编程逻辑控制器的PLC资源相关的数据；
Web容器管理模块，用于管理Web容器，所述的Web容器指一种服务程序，在服务器一个端口就有一个提供相应服务的程序，而这个程序就是处理从客户端发出的请求；
PWM模块，用于控制PLC资源的数字输出端口的脉冲输出，和/或获取PLC资源的数字输入端口的脉冲数量；
多媒体处理模块，用于对多媒体相关数据的处理；
PLC资源接口，指PLC资源与外界联接的物理接口。
5.如权利要求1所述的可编程逻辑控制器，其特征在于，所述的PLC业务逻辑代码的源代码是基于函数库开发的，所述的函数库指包含若干个函数的文件，方便使用计算机编程语言编辑PLC业务逻辑代码。
6.如权利要求5所述的可编程逻辑控制器，其特征在于，所述的函数库包括以下一种或多种：
数字输入端口的读函数，用于读取所述的PLC本机和/或扩展单元的数字输入端口的状态；
数字输入端口的上升沿判断函数，用于判断所述的PLC本机和/或扩展单元的数字输入端口是否为上升沿；
数字输入端口的下降沿判断函数，用于判断所述的PLC本机和/或扩展单元的数字输入端口是否为下降沿；
数字输出端口的读函数，用于读取所述的PLC本机和/或扩展单元的数字输出端口的状态；
数字输出端口的写函数，用于控制所述的PLC本机和/或扩展单元的数字输出端口的输出状态；
模拟输入端口的读函数，用于读取所述的PLC本机和/或扩展单元的模拟输入端口的数值；
模拟输出端口的读函数，用于读取所述的PLC本机和/或扩展单元的模拟输出端口的数值；
模拟输出端口的写函数，用于控制所述的PLC本机和/或扩展单元的模拟输出端口的数值；
监听器的读函数，用于读取监听器的状态；
处理器的写函数，用于控制处理器的状态；
计数器的操作函数，用于管理计数器的相关函数，所述的计数器用于计数；
定时器的操作函数，用于管理定时器的相关函数，所述的定时器用于定时；
计时器的操作函数，用于管理计时器的相关函数，所述的计时器用于计时；
复合端口的操作函数，用于读和/或写所述的PLC本机和/或扩展单元的复合端口的数据；
多媒体操作函数，用于控制所述的PLC本机和/或扩展单元的多媒体相关数据的处理。
7.如权利要求1所述的可编程逻辑控制器，其特征在于，所述的扩展单元包括：
PLC资源驱动模块，用于给所述的扩展单元的PLC资源提供硬件驱动；
PLC管理模块，用于获取所述的扩展单元的PLC资源的状态参数，和/或根据控制参数控制所述的扩展单元的PLC资源的输出；
编解码模块，用于把所述的扩展单元的PLC资源相关的数据组织成所述的状态参数，和/或把所述的控制参数解析成所述的扩展单元的PLC资源相关的数据；
网络接入模块，用于处理所述的扩展单元与所述的PLC本机进行数据交互。
8.如权利要求7所述的可编程逻辑控制器，其特征在于，所述的扩展单元还包括以下一种或多种：
调试打印接口，用于打印调试信息；
拨码开关，用于设定所述的扩展单元在由所述的PLC本机管理的局域网内的标识；
存储器，用于保存数据；
网络接入接口，用于所述的扩展单元直接或间接联接所述的PLC本机的物理接口；
外设接口，用于外围设备访问的物理访问接口，以及处理与外围设备数据交互；
RTC，用于给所述的扩展单元提供时钟；
看门狗，用于防止所述的扩展单元死机；
LED指示灯，用于指示所述的扩展单元的工作状态，和/或指示所述的扩展单元的PLC资源的状态；
PWM模块，用于控制所述的扩展单元的PLC资源数字输出端口的脉冲输出，和/或获取所述的扩展单元的PLC资源的数字输入端口的脉冲数量；
多媒体处理模块，用于所述的扩展单元的对多媒体相关数据的处理；
PLC资源接口，用于所述的扩展单元的PLC资源与外界直接或间接的连接。
9.一种基于计算机编程语言的可编程逻辑控制器的实现方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
使用计算机编程语言编辑PLC业务逻辑代码的源代码，生成PLC业务逻辑代码后下载到用户逻辑层；
由PLC控制层通过PLC层间接口把PLC本机和/或扩展单元的PLC资源的状态参数传入用户逻辑层的PLC业务逻辑代码后执行，得到PLC本机和/或扩展单元的PLC资源的控制参数，再通过PLC层间接口将控制参数返回给PLC控制层；
根据所述控制参数执行相应的业务逻辑功能；
其中所述的PLC层间接口为统一资源定位符和/或函数接口，所述统一资源定位符用于PLC控制层与用户逻辑层通过网络统一资源定位符交互数据，所述函数接口用于PLC控制层与用户逻辑层通过函数式接口或抽象方法接口交互数据；
所述用户逻辑层部署在服务器上，所述PLC控制层部署在PLC控制层模块。
10.如权利要求9所述的可编程逻辑控制器的实现方法，其特征在于，所述的方法还包括以下的一种或多种：
根据控制参数，管理、操控PLC资源；
PLC控制层通过PLC层间接口接收用户逻辑层模块返回的PLC故障日志；
根据PLC故障日志，显示故障、日志信息，和/或仿真、调试所述的PLC本机；
远程更新所述的PLC业务逻辑代码；
本地更新所述的PLC业务逻辑代码；
通过LED、数码管、显示屏指示所述的PLC本机的状态，和/或指示所述的PLC本机、扩展单元的PLC资源的状态；
通过人机交互接口交换信息；
把PLC资源相关的数据组织成状态参数，和/或把控制参数解析成PLC资源相关的数据；
通过状态参数把PLC控制层数字输入端口的脉冲计数传输给用户逻辑层，或在用户逻辑层计算数字输入端口的脉冲计数；
根据所述控制参数控制PLC资源的数字输出端口的PWM输出；
通过PLC本机和/或扩展单元读取传感器的数据，把所述的数据传递到用户逻辑层；
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