CN111983949B - 基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法和系统，其中，控制方法包括：按照预设规则制作参数模板文件，其中，参数模板文件采用excel格式；Dotnet上位机的数据监控软件读取参数模板文件，并生成excel文件和控制命令；根据单晶生长工艺编制树状菜单文件；Dotnet上位机的数据监控软件读取树状菜单文件，并显示树状菜单，以及根据树状菜单中各菜单项包含的参数的名称，从excel文件中导入对应的参数，生成各菜单项对应的参数矩阵；Dotnet上位机向下位机发送控制命令，以对目标设备进行相应控制。该方法可提高工艺参数查找与修改的便利性，以及上位机与下位机之间参数传递的效率。

Description

基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法和系统

技术领域

本发明涉及工业控制领域，具体涉及一种基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法和一种基于Dotnet上位机与下位机的设备控制系统。

背景技术

在对设备进行控制时，上位机发出命令传输给下位机如PLC(Programmable LogicController，可编程逻辑控制器)、单片机等，下位机根据该命令生成相应时序信号，并通过该时序信号直接控制相应设备。设备运行过程中，下位机读取设备的状态数据(一般为模拟量)，并将状态数据转换成数字信号反馈给上位机。由此，通过数据的传输，实现了上位机、下位机的互动。

然而，上述互动过程存在如下问题：

1)上位机传输的数据大多是.xml格式文件，这种类型的文件中的数据排列对非专业人员而言有些杂乱，很难在短时间内精确查找到所需数据；

2)工艺人员离线进行参数修改时，要想远程传送给上位机，要么连入复杂的MES系统(Manufacturing Execution System，制造执行系统)，操作较为繁琐，要么利用存储介质来实现硬盘间的转移，费时费力；

3)在参数编辑时，同一组参数只能按照参数名字母首地址来排序，若要对某一工艺需求的参数进行编辑，查找参数比较耗时；

4)在参数传递时，由于参数排列地址的不确定性，上位机将参数下载至下位机时，为一行一行依次下载，当参数较多如以万计时，所需下载时间较长，极大的影响了生产效率。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法。该方法可提高工艺参数查找与修改的便利性，以及上位机与下位机之间参数传递的准确性。

本发明的第二个目的在于提出一种基于Dotnet上位机与下位机的设备控制系统。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法，包括以下步骤：按照预设规则制作参数模板文件，其中，所述参数模板文件采用excel格式；Dotnet上位机的数据监控软件读取所述参数模板文件，并生成excel文件和控制命令；根据单晶生长工艺编制树状菜单文件；所述Dotnet上位机的数据监控软件读取所述树状菜单文件，并显示树状菜单，以及根据所述树状菜单中各菜单项包含的参数的名称，从所述excel文件中导入对应的参数，生成各菜单项对应的参数矩阵；所述Dotnet上位机向下位机发送所述控制命令，以对目标设备进行相应控制。

本发明实施例的基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法，通过将工艺参数按照工艺顺序以多级菜单的形式进行矩阵式排列，有助于减少不必要的信息误差，提高了工艺参数查找修改的便利性，并且可实现数据包的批量导入、导出、下载和数据转换，使得上位机与下位机之间参数的传递更为快速。

另外，根据本发明上述实施例的基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法还可以具有以下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述按照预设规则制作参数模板文件，包括：在远程终端上按照预设规则制作所述参数模板文件，或者，在所述Dotnet上位机上按照预设规则制作所述参数模板文件。

根据本发明的一个实施例，如果是在远程终端上按照预设规则制作所述参数模板文件，则所述方法还包括：分别在所述远程终端和所述Dotnet上位机上配置SQL Sever数据库，以实现所述远程终端与所述Dotnet上位机的远程连接；将所述参数模板文件导入所述远程终端的SQL Sever数据库。

根据本发明的一个实施例，所述参数模板文件的表格第一行为视图模式，第一列为参数的序号名，第二列为参数的数据类型，第三列为参数的名称，第四列为参数的描述，第五列为参数的值组名称，其中，所述视图模式包括行模式和列模式。

根据本发明的一个实施例，所述树状菜单包括一级菜单、二级菜单和三级菜单，所述一级菜单包括过程参数、控制参数和设备参数，所述过程参数的二级菜单包括装料、抽空、化料、引晶、缩颈、放肩、等径、收尾、关机和取棒，每个二级菜单的三级菜单包括坩埚控制、真空控制、磁场控制、热场控制和PID闭环控制。

根据本发明的一个实施例，所述Dotnet上位机的数据监控软件监测到所述参数矩阵中参数出现新增、删除或者重命名时，根据改变后的参数重新生成控制命令和excel文件，并更新所述参数模板文件；所述Dotnet上位机的数据监控软件监测到所述参数模板文件中参数出现新增、删除或者重命名时，根据改变后的参数重新生成控制命令和excel文件，并更新所述参数矩阵。

根据本发明的一个实施例，所述Dotnet上位机创建DataTable型数据表，其中，所述DataTable型数据表的第一列为参数模板文件的文件名，第二列为参数模板文件的生成时间，第三列为参数模板文件的修改时间；所述Dotnet上位机监测到参数模板文件发生改变时，更新所述DataTable型数据表。

根据本发明的一个实施例，所述参数矩阵的第一列为对应菜单项的工艺步骤的条件判断参数，且行数为工艺步骤数，所述参数矩阵的其他列包括参数的名称所在列和参数的地址所在列。

根据本发明的一个实施例，所述下位机为PLC设备，所述Dotnet上位机和所述下位机通过工业以太网进行通信。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种基于Dotnet上位机与下位机的设备控制系统，所述系统采用上述基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法。

本发明实施例的基于Dotnet上位机与下位机的设备控制系统在采用上述基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法时，可提高工艺参数查找与修改的便利性，以及上位机与下位机之间参数传递的效率。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法的流程图；

图2是根据本发明一个实施例的参数模板文件的示意图；

图3是根据本发明一个实施例的参数模板文件导入SQL Sever数据库后的示意图；

图4是根据本发明一个实施例的DataTable型数据表的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法和系统。

图1是根据本发明一个实施例的基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法的流程图。如图1所示，该设备控制方法包括以下步骤：

S1，按照预设规则制作参数模板文件，其中，参数模板文件采用excel格式。

在本发明的一个实施例中，参数模板文件的表格第一行为视图模式，第一列为参数的序号名，第二列为参数的数据类型，第三列为参数的名称，第四列为参数的描述，第五列为参数的值组名称，其中，视图模式包括行模式和列模式。

具体地，可按照预设规则制作excel格式的参数模板文件，其中，参数模板文件规定了每一个字段和每一个记录即每一行、每一列所代表的含义。例如，如图2所示，第一行显示为行模式，第一列显示的为参数的序号名如“Element1”，第二列显示的“System.Double”代表数据类型为双精度浮点类型，第三列至第五列分别规定了参数的名称、对参数的描述补充以及参数的值组名称。

在本发明的一个实施例中，按照预设规则制作参数模板文件，包括：在远程终端上按照预设规则制作参数模板文件，或者，在Dotnet上位机上按照预设规则制作参数模板文件。

其中，远程终端可以为远程计算机，Dotnet上位机为基于Dotnet平台开发的工控上位机。工控上位机主要是指直接发出操控命令的计算机，可以检测工业场景中各种信号的变化，如液压、水位、温度等。

在本发明的一个实施例中，如果是在远程终端上按照预设规则制作参数模板文件，则所述方法还包括：分别在远程终端和Dotnet上位机上配置SQL Sever数据库，以实现远程终端与Dotnet上位机的远程连接；将参数模板文件导入远程终端的SQL Sever数据库。

具体地，可预先在远程终端和Dotnet上位机上分别通过SSMS(SQL ServerManagement Studio，SQL数据库管理工具)和SSCM(SQL Server Configuration Manager，SQL数据库配置管理器)配置与SQL Sever数据库的远程连接。在工艺人员远程离线进行参数修改，并且需要将修改后的参数传送至Dotnet上位机时，可在远程终端按照预设规则制作参数模板文件，并按照如图3所示，将其导入SQL Sever数据库。由此，Dotnet上位机中的数据监控软件即可读取远程终端传输的参数模板文件，实现对设备的远程控制。

S2，Dotnet上位机的数据监控软件读取参数模板文件，并生成excel文件和控制命令。

其中，在需要将参数模板文件导出时，可配置Dotnet上位机与SQL Sever数据库实现远程连接，并通过Dotnet上位机的数据监控软件直接从SQL Sever数据库中读取所需要的参数模板文件，并生成excel格式文件和相应的控制命令以传送给下位机对目标设备进行控制。

可选地，当Dotnet上位机获取到参数模板文件时，可载入自定义方法“Publicstatic bool Import(string recipeName，string pathFileName){}”，将参数模板文件中的数据导入到程序中，再载入自定义方法“Public static bool Vlidate(stringRecipeName，string valuesName){}”，使Dotnet上位机读取参数模板中的数据，并将Excel格式的参数模板文件中值组中的值从第一行依次传递给对应列表中的中间变量，以完成中间变量的赋值。

S3，根据单晶生长工艺编制树状菜单文件。

在本发明的一个实施例中，树状菜单可包括一级菜单、二级菜单和三级菜单，一级菜单包括过程参数、控制参数和设备参数，过程参数的二级菜单包括装料、抽空、化料、引晶、缩颈、放肩、等径、收尾、关机和取棒，每个二级菜单的三级菜单包括坩埚控制、真空控制、磁场控制、热场控制和PID闭环控制。

S4，Dotnet上位机的数据监控软件读取树状菜单文件，并显示树状菜单，以及根据树状菜单中各菜单项包含的参数的名称，从excel文件中导入对应的参数，生成各菜单项对应的参数矩阵。

具体地，可通过特定软件编制树状菜单文件，编制完成后，可将树状菜单文件载入Dotnet上位机的数据监控软件。进而，Dotnet上位机的数据监控软件可读取树状菜单文件，并可显示该树状菜单。可根据树状菜单各菜单项所包含的参数的名称，从excel文件中导入所对应的参数，并生成该菜单项所对应的可读写的参数矩阵，该参数矩阵可最多为21×9矩阵。由此，当需要修改参数时，工艺人员可在现场通过Dotnet上位机显示的树状菜单快速查找到所需修改的参数，进而可在参数矩阵中修改参数值。

具体而言，通过参数模板文件中的“TagName”一列可获取参数模板文件中的变量值，并按照不同数据块地址，依次赋值给对应长度的数组里的元素中值，然后载入自定义方法“public bool WriteFloatMutiple(string regType,int strAdrr,float[]dataList){}”，以实现将数组里的元素中值批量赋给中间变量参数地址相对应的设备变量，从而完成参数模板文件中数据导入相应参数矩阵。

在本发明的一个实施例中，参数矩阵的第一列为对应菜单项的工艺步骤的条件判断参数，且行数为工艺步骤数，参数矩阵的其他列包括参数的名称所在列和参数的地址所在列。

具体地，生成参数矩阵的具体方法为，Dotnet上位机先创建参数矩阵中每一个单元格对应的中间变量以及中间变量参数地址相对应的设备变量，然后在参数矩阵的第一列创建不同步骤的条件判断参数，其中，创建的行数为总需的步骤数；在此之后，可从第一列开始逐列添加对应到三级菜单的相关参数列，并规定每一列参数的名称及地址。由此，通过参数地址的设置，在Dotnet上位机下载参数至下位机时，可提高参数的下载速度。需要说明的是，每一个相关参数列的行数都要与第一列步骤条件判断参数的行数一致。

在本发明的一个实施例中，Dotnet上位机的数据监控软件监测到参数矩阵中参数出现新增、删除或者重命名时，根据改变后的参数重新生成控制命令和excel文件，并更新参数模板文件；Dotnet上位机的数据监控软件监测到参数模板文件中参数出现新增、删除或者重命名时，根据改变后的参数重新生成控制命令和excel文件，并更新参数矩阵。

具体地，当Dotnet上位机的数据监控软件监控到树状菜单目录内参数矩阵内的参数发生改变如参数的新增、删除、重命名时，可对参数模板文件进行更新，以确保实时显示目录内参数的变动。当然，Dotnet上位机的数据监控软件监测到参数模板文件中参数出现新增、删除或者重命名时，可根据改变后的参数重新生成控制命令和excel文件，并对参数矩阵进行更新，以确保参数矩阵中参数的正确性。

在本发明的一个实施例中，Dotnet上位机创建DataTable型数据表，其中，DataTable型数据表的第一列为参数模板文件的文件名，第二列为参数模板文件的生成时间，第三列为参数模板文件的修改时间；Dotnet上位机监测到参数模板文件发生改变时，更新DataTable型数据表。

举例而言，如图4所示，Dotnet上位机的数据监控软件读取到名称为5.6_28的参数模板文件，对其内的参数进行逐行读取，若判断之前未读取过相同名称、相同参数内容的参数模板文件，则可生成一行三列的数据，第一列为参数模板文件的名称5.6_28，该文件的创建时间为2020/5/22 10:55:04，修改时间为2020/5/22 10:55:04。若参数内容改变，则生成的修改时间与创建时间不同。

S5，Dotnet上位机向下位机发送控制命令，以对目标设备进行相应控制。

在本发明的一个实施例中，下位机为PLC设备，Dotnet上位机和下位机通过工业以太网进行通信。

具体地，Dotnet上位机的数据监控软件直接从SQL Sever数据库中读取所需要的参数模板文件，并生成excel文件格式和相应的控制命令后，可将该控制命令通过如MODBUS以太网通讯发送至下位机如PLC设备，以使得下位机在接收该控制命令后，对目标设备进行相应控制。

综上所述，本发明实施例的基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法通过将工艺参数按照工艺顺序以多级菜单的形式进行矩阵式排列，有助于减少不必要的信息误差，提高了工艺参数查找修改的便利性，并且通过上位机与PLC工业以太网通信技术,实现了数据包的批量导入、导出、下载和数据转换，使得上位机与下位机之间参数的传递更为准确快速。

进一步地，本发明提出了一种基于Dotnet上位机与下位机的设备控制系统，所述系统采用上述基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法。

本发明实施例的基于Dotnet上位机与下位机的设备控制系统在采用上述基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法时，可提高工艺参数查找与修改的便利性，以及上位机与下位机之间参数传递的准确性快速。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

按照预设规则制作参数模板文件，其中，所述参数模板文件采用excel格式；

Dotnet上位机的数据监控软件读取所述参数模板文件，并生成excel文件和控制命令；

根据单晶生长工艺编制树状菜单文件；

所述Dotnet上位机的数据监控软件读取所述树状菜单文件，并在所述Dotnet上位机上显示树状菜单，以及根据所述树状菜单中各菜单项包含的参数的名称，从所述excel文件中导入对应的参数，生成各菜单项对应的参数矩阵；

所述Dotnet上位机向下位机发送所述控制命令，以对目标设备进行相应控制；

其中，所述方法还包括：

所述Dotnet上位机的数据监控软件监测到所述参数矩阵中参数出现新增、删除或者重命名时，根据改变后的参数重新生成控制命令和excel文件，并更新所述参数模板文件，其中，所述改变后的参数通过所述Dotnet上位机上显示的树状菜单查找到并修改。

2.如权利要求1所述的基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法，其特征在于，所述按照预设规则制作参数模板文件，包括：

在远程终端上按照预设规则制作所述参数模板文件，或者，在所述Dotnet上位机上按照预设规则制作所述参数模板文件。

3.如权利要求2所述的基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法，其特征在于，如果是在远程终端上按照预设规则制作所述参数模板文件，则所述方法还包括：

分别在所述远程终端和所述Dotnet上位机上配置SQL Sever数据库，以实现所述远程终端与所述Dotnet上位机的远程连接；

将所述参数模板文件导入所述远程终端的SQL Sever数据库。

4.如权利要求1所述的基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法，其特征在于，所述参数模板文件的表格第一行为视图模式，第一列为参数的序号名，第二列为参数的数据类型，第三列为参数的名称，第四列为参数的描述，第五列为参数的值组名称，其中，所述视图模式包括行模式和列模式。

5.如权利要求1所述的基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法，其特征在于，所述树状菜单包括一级菜单、二级菜单和三级菜单，所述一级菜单包括过程参数、控制参数和设备参数，所述过程参数的二级菜单包括装料、抽空、化料、引晶、缩颈、放肩、等径、收尾、关机和取棒，每个二级菜单的三级菜单包括坩埚控制、真空控制、磁场控制、热场控制和PID闭环控制。

6.如权利要求1所述的基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法，其特征在于，还包括：

所述Dotnet上位机的数据监控软件监测到所述参数模板文件中参数出现新增、删除或者重命名时，根据改变后的参数重新生成控制命令和excel文件，并更新所述参数矩阵。

7.如权利要求6所述的基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述Dotnet上位机创建DataTable型数据表，其中，所述DataTable型数据表的第一列为参数模板文件的文件名，第二列为参数模板文件的生成时间，第三列为参数模板文件的修改时间；

所述Dotnet上位机监测到参数模板文件发生改变时，更新所述DataTable型数据表。

8.如权利要求1所述的基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法，其特征在于，所述参数矩阵的第一列为对应菜单项的工艺步骤的条件判断参数，且行数为工艺步骤数，所述参数矩阵的其他列包括参数的名称所在列和参数的地址所在列。

9.如权利要求1所述的基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法，其特征在于，所述下位机为PLC设备，所述Dotnet上位机和所述下位机通过工业以太网进行通信。

10.一种基于Dotnet上位机与下位机的设备控制系统，其特征在于，所述系统采用如权利要求1-9中任一项所述的基于Dotnet上位机与下位机的设备控制方法，实现对目标设备的控制。

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