CN112286135B - 飞机加油车plc控制器的程序实时调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种飞机加油车PLC控制器的程序实时调整方法，属于程序控制技术领域。该方法根据用户预定要求，确定输入开关变量、输出变量和特殊作业状态的功能逻辑并用二进制数表达，再形成对应的第一十进制数；将二进制数、十进制数和特殊作业状态的功能逻辑分别在EXCEL表格中进行表达，构建逻辑关系表；编制通用程序并建立与十进制数形成映射的映射关系表和转换程序语句；当用户现场作业变更控制要求时，在逻辑关系表中修改运算公式，产生更新的十进制数的映射关系后按照修改的映射关系表执行程序；从而形成适应用户现场变更要求的控制程序实时调整以实现新的功能要求。

Description

飞机加油车PLC控制器的程序实时调整方法

技术领域

本发明涉及一种对飞机加油车PLC控制器的程序进行实时功能逻辑调整的方法，属于程序控制技术领域。

背景技术

飞机加油车作业过程中需要以作业状态信号控制车辆静止，防止作业状态下异常的车辆移动通过连接受油航空器的软管或飞机翼下升起的平台对受油航空器造成损伤,即采用作业联锁控制系统强制作业状态下的整车处于驻车制动；同时作业状态信号控制上装执行元件实现相应的作业功能。作业控制系统中以电磁阀和继电器作为控制执行元件，接收电气系统部分PLC控制器或作业开关的状态信号，产生相应的输出以控制整车实现对应的功能。其中的核心部分即以PLC控制器为主体的输入输出系统：PLC控制器输入端连接反映作业状态的输入开关信号，输出端连接电磁阀和继电器等控制执行元件，输入开关信号通过PLC程序的逻辑计算产生匹配当前输入的输出信号，输出信号即控制各执行元件动作。

通常的飞机加油车PLC控制器程序的编制是将输入和输出作为变量，使用编程语言和工具对输入和输出的逻辑关系进行数学运算表达或电气流程定义，再将编好的完整程序导入PLC控制器后，输入和输出即按照程序预定的逻辑产生对应关系。但据申请人了解，这些事先编好的程序中对于输入量与输出量的功能（即作业状态）逻辑控制往往是单一不变的，而且程序编制时均需要加密程序代码以保护整车制造商知识产权或软件制作权，因此难以灵活地适应用户现场因加油规范变更带来的PLC控制程序逻辑功能发生变化的情况。目前当面对用户现场的作业控制功能变更导致PLC控制程序的逻辑功能需要调整时，一般是需要专业技术人员携带专用设备和重新编制的程序代码去现场进行变更，这就导致响应效率低且实施成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：飞机加油车在用户现场作业控制功能发生变化时，PLC控制程序的变更不涉及程序主体语句，仅改变程序中输入输出十进制数数列映射关系，实现灵活、高效的PLC控制程序逻辑功能调整。

本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种飞机加油车PLC控制器的程序实时调整方法，涉及输入开关变量、输出变量和特殊作业状态，其特征在于执行以下步骤：

1） 根据用户预定要求，确定所述输入开关变量的第一数量N、所述输出变量的第二数量M和特殊作业状态的功能逻辑；

2） 以所述输入开关变量的排列组合作为第一组合并以第一二进制数表达，所述第一二进制数的位数是所述第一数量N，所述第一组合的数量是2的N次方，再根据所述第一二进制数形成对应的第一十进制数；

以所述输出变量的排列组合作为第二组合并以第二二进制数表达，所述第二二进制数的位数是所述第二数量M，再根据所述第二二进制数形成对应的第二十进制数；

3） 将所述第一二进制数、第一十进制数、第二二进制数、第二十进制数和特殊作业状态的功能逻辑分别在Excel表格中通过运算进行数字和逻辑字符展示以构建逻辑关系表；所述运算的公式选择所述Excel表格的数学或逻辑函数式；

4） 编制所述PLC控制器的通用程序，在所述通用程序中建立与所述十进制数形成映射的映射关系表和转换程序语句；

5） 将所述输入开关变量对应的开关和输出变量对应的电磁阀分别与所述PLC控制器的输入和输出端子连接；

6） 当用户现场作业变更控制要求时，在所述逻辑关系表中修改所述特殊作业状态的逻辑功能和所述第二二进制数的每位数值运算的公式，产生适应所述变更控制要求的等效运算函数式；

7） 所述逻辑关系表自动更新所述第二二进制数和第二十进制数，并产生更新的第一十进制数和第二十进制数,根据更新的所述十进制数修改所述映射关系表；

8） 所述PLC控制器的通用程序按照修改后的所述映射关系表执行。

进一步，所述第一二进制数的所述运算的公式是DEC2BIN函数式；所述第一二进制数的每位数值的所述运算的公式是MID函数式；所述第二二进制数的所述运算的公式是字符合并函数式；所述第二十进制数的所述运算的公式是BIN2DEC函数式；所述特殊作业状态的功能逻辑和所述第二二进制数的每位数值的所述运算的公式是基于用户定制要求功能逻辑的等效运算函数式。

进一步，在所述第3）步骤构建的所述逻辑关系表中增加建立作业状态的文字表达项作为状态校验区，所述文字表达项的所述运算的公式是IF函数式。这样，可以方便工程技术人员较快地检索数据表，提高数据表数据校核的效率。

进一步，所述等效运算函数式是取值结果与所述定制要求功能逻辑对应发生同步变化的所述Excel表格中的数学或逻辑函数式。

本发明的有益效果是：由于将输入开关变量、输出变量理和用户定制要求的作业状态通过数制转化并在Excel表中构建逻辑关系表，再将PLC控制器的通用程序与逻辑关系表的十进制数之间构建映射关系，这样就使得用户现场定制要求发生变更时，通过逻辑关系表的更新后调整通用程序中的映射关系，即可完成变更要求的功能逻辑并形成执行，从而形成适应用户现场变更要求的功能逻辑调整并实现新的功能要求。本发明仅涉及输入输出十进制数之间的映射转换，本身并不包含控制系统的核心逻辑，因此程序代码可以完全面向用户开放，整车制造商仅需向用户提供符合用户功能要求的输入输出十进制数数列映射关系，用户就可以现场实现灵活、高效的PLC控制器的程序功能逻辑调整。

附图说明

下面结合附图对本发明的飞机加油车PLC控制器的程序实时调整方法作进一步说明。

图1是实施例1中表示PLC控制器的结构示意图。

图2是实施例1中反映输入变量及其二进制数和十进制数的逻辑关系表的部分截图。

图3是在图2中增加反映特殊作业状态的功能逻辑的逻辑关系表的部分截图。

图4是图3中增加反映输出变量及其二进制数和十进制数的逻辑关系表的部分截图。

图5是实施例1通用程序中反映映射关系表的部分程序截图。

图6实施例1对应输入的开关和对应输出的电磁阀分别与PLC控制器的输入端子和输出端子连接示意图。

图7是实施例1作业状态发生变化生成新功能逻辑后修改后的逻辑关系表截图。

图8是实施例1作业状态发生变化后修改映射关系表后的部分通用程序截图。

图9是实施例2中的逻辑关系表截图。

具体实施方式

实施例1

本实施例的一种飞机加油车PLC控制器的程序实时调整方法，涉及在PLC控制中的输入开关变量、输出变量和特殊作业状态，并执行以下步骤：

1） 根据用户预定要求，本实施例针对的现场加油设置有3个作业监控点和1个作业电磁阀，对应PLC控制程序中的3个输入开关变量和1个输出变量，即确定输入开关变量的第一数量N=3，输出变量的第二数量M=1。

如图1所示，输入开关变量1对应连接的PLC控制器的输入端子IN00，表示执行库装油作业的状态：开关闭合为非作业状态、开关断开为作业状态；输入开关变量2对应连接的PLC控制器的输入端子IN01，表示执行抽油作业的状态：开关闭合为非作业状态、开关断开为作业状态；输入开关变量3对应连接的PLC控制器的输入端子IN02，表示油罐高液位状态：开关闭合为油罐存油达到高液位、开关断开为油罐存油未达到高液位；输出变量对应连接的PLC控制器的输出端子OUT00，表示控制电磁阀进行操作作业的启停。本实施例的特殊作业状态是一个，其功能逻辑表示为“库装油状态下，油罐达到高液位”。

2） 如上所述，3个输入开关变量的状态均是开或关的两种，因此以3个输入开关变量的排列组合作为第一组合并以第一二进制数来表达该第一组合，第一组合的数量是2的3次方等于8，第一二进制数的位数就是第一数量的3，即有8个3位二进制数，具体是：000、001、010、011、100、101、110和111；再根据8个第一二进制数形成对应的第一十进制数分别是：0、1、2、3、4、5、6和7。

同样，对应1个输出开关变量，其排列组合作为第二组合并以第二二进制数表达，第二组合的数量是2的1次方等于2，第二二进制数的位数是第二数量1，即有2个1位二进制数是：0、1；再根据2个1位二进制数形成对应的第二十进制数分别是：0、1。

3） 将上述的第一二进制数、第一十进制数、第二二进制数、第二十进制数和特殊作业状态的功能逻辑分别在Excel表格中通过运算进行数字和逻辑字符展示，从而构建逻辑关系表（如图4所示）。

如图2所示，在Excel表格中运算的公式选择Excel表格自带的数学或逻辑函数式，其中第一二进制数运算的公式是选择用Excel表格的DEC2BIN函数式，例如000运算的公式是DEC2BIN（C5,3），其中C代表第C行，5代表第5列，3代表是3位。对于第一二进制数的每位数运算的公式是选择用Excel表格的MID函数式，例如000的第一位0运算的公式是MID（D5,1,1），其中D代表第D行，5代表第5列，1,1代表取第一位开始的一位数。

特殊作业状态的功能逻辑和第二二进制数的每位数值分别进行运算的公式是基于用户定制要求功能逻辑的等效运算函数式。等效运算函数式也是用逻辑关系表的Excel表的数学或逻辑运算公式来体现该定制要求功能逻辑的，就是使用该数学或逻辑运算公式的取值结果（整形变量或逻辑变量）应当与该定制要求功能逻辑对应发生同步变化，则该数学或逻辑运算公式就是该定制要求功能逻辑的“等效运算函数式”。例如，输入开关变量为a和b同时满足的功能逻辑等效为“逻辑与”，则可以用与函数或乘法函数对其取值结果予以表达，等效运算函数式即是“AND（a，b）”或“a*b”，与函数式的取值结果是逻辑变量（取值是“TRUE”或“FALSE”），而乘法函数式的取值结果是整型变量（取值是1或0）。

如图3所示，特殊作业状态的功能逻辑的等效运算函数式是选择用Excel表格的AND函数对第一二进制数的两位数进行取值结果表达，例如第3序号（第7行）特殊作业状态的取值结果“FALSE”运算的公式是AND((E5="0"),(G5="1"))，代表输入开关变量1断开且同时输入开关变量3位于低液位。从图3的表中可以看出，只有输入开关变量1在断开且同时输入开关变量3位于高液位时才是所要求的特殊作业状态，表中取值结果为“TRUE”。

本实施例中，输出开关变量只有1个，则第二二进制数只有一位，第二二进制数和其唯一一位数值相等，第二二进制数唯一一位数值的等效运算函数式是选择用Excel表格的AND（NOT）函数式。如图4所示，输出开关变量的第二二进制数是“1”（激活状态）时表示进行库装油或抽油作业且同时不存在特殊作业状态的功能逻辑（即库装油状态下，油罐达到高液位），对应输出开关变量的电磁阀表示为“TRUE”。转换为数学逻辑运算即E列数据为0或F列数据为0，且H列数据为“FALSE”，Excel表格公式“AND(NOT(E5*F5),NOT(H5))*1”即相应功能逻辑的等效运算函数式。使用表格公式“K5”，可以将第二二进制数的的唯一一位数值转化为第二二进制数，结合Excel表格“拖曳”操作可以便捷地得到所有输入开关量的第一组合对应的输出变量的第二二进制数和第二十进制数数列（本实施例只有1个输出变量，因此输出变量的第二二进制数和第二十进制数相同）。

4） 编制PLC控制器的通用程序，在通用程序中建立与十进制数（第一十进制数和第二十进制数）形成映射的映射关系表和转换程序语句，如图5所示。

5） 将输入开关变量对应的开关和输出变量对应的电磁阀分别与PLC控制器的输入端子和输出端子连接，如图6所示。

6） 当用户现场作业控制要求变更时，基于更新的控制要求，在所述逻辑关系表中修改所述特殊作业状态的功能逻辑和所述第二二进制数的每位数值运算的公式，产生适应更新要求的等效运算函数式。如本实施例的飞机加油车到达用户现场使用后，由于加油规范变更，需要将高液位控制功能应用于抽油作业，即新增一个功能逻辑是“抽油状态下，油罐达到高液位。”相应的，在逻辑关系表中按照特殊作业状态的功能逻辑运算的公式增加1列“抽油高液位”表达。如图7所示，其中一格取值结果“FALSE”运算的公式是AND((F5="0"),(G5="1"))。同时，修改对应的输出变量运算的公式；例如将第3）步骤中的“AND(NOT(E5*F5),NOT(H5))*1”修改为“AND(NOT(E5*F5),NOT(H5),NOT(I5))*1”，即增加“抽油高液位”状态控制的功能逻辑作为输出变量激活状态（取值结果为“1”）的逻辑判据。

7） 逻辑关系表将自动产生与之相适应的更新后的第二二进制数和第二十进制数，即产生符合更新要求的第一十进制数和第二十进制数，再按照更新的第一十进制数和第二十进制数修改所述映射关系表；如图8所示（第二十进制数“5”对应第一十进制数“1”转变为：第二十进制数“5”对应第一十进制数“0”）。

8） PLC控制器的通用程序按照修改后的映射关系表执行。

这样，就可以使飞机加油车在实现原功能设置（特殊作业状态的功能逻辑）的基础上，增加了“抽油状态下，油罐达到高液位时停止作业”的新功能控制，从而完成对飞机加油车PLC控制器的程序进行实时地调整。

实施例2

本实施例的一种飞机加油车PLC控制器的程序实时调整方法，是在实施例1基础上的进一步完善，除了与实施例1相同以外所不同的是：

在第3）步骤中构建逻辑功能关系表时，另外增加建立作业状态的文字表达项，作为状态校验区。如图9所示，以M列数据为例，E列数据为0时，表示启动了装油作业，此时装油应为打开状态，状态校验区M列数据应为“打开”；而E列数据为1时，表示终止了装油作业，此时装油应为关闭状态，状态校验区M列数据应为“关闭”。例如L列5行的表达公式是IF(E5="0","打开","关闭")，其中E代表第E行，5代表第5列。当E列5行为“0”时，L列5行填入“打开”；E列5行为“1”时，L列5行填入“关闭”。使用类似运算公式“IF(E5="0","打开","关闭")”即可将状态校验区M列数据对应输入状态显示正确的文字。其作用是用直观的文字表达输入和特殊功能控制状态，方便工程技术人员较快地检索数据表，提高数据表数据校核的效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，但本发明并不局限于此，所有根据本发明的构思及其技术方案加以等同替换或等同改变均应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种飞机加油车PLC控制器的程序实时调整方法，涉及输入开关变量、输出变量和特殊作业状态，其特征在于执行以下步骤：

1）根据用户预定要求，确定所述输入开关变量的第一数量N、所述输出变量的第二数量M和特殊作业状态的功能逻辑；

2）以所述输入开关变量的排列组合作为第一组合并以第一二进制数表达，所述第一二进制数的位数是所述第一数量N，所述第一组合的数量是2的N次方，再根据所述第一二进制数形成对应的第一十进制数；

以所述输出变量的排列组合作为第二组合并以第二二进制数表达，所述第二二进制数的位数是所述第二数量M，再根据所述第二二进制数形成对应的第二十进制数；

3）将所述第一二进制数、第一十进制数、第二二进制数、第二十进制数和特殊作业状态的功能逻辑分别在Excel表格中通过运算进行数字和逻辑字符展示以构建逻辑关系表；所述运算的公式选择所述Excel表格的数学或逻辑函数式；

4）编制所述PLC控制器的通用程序，在所述通用程序中建立与所述十进制数形成映射的映射关系表和转换程序语句；

5）将所述输入开关变量对应的开关和输出变量对应的电磁阀分别与所述PLC控制器的输入和输出端子连接；

6）当用户现场作业变更控制要求时，在所述逻辑关系表中修改所述特殊作业状态的逻辑功能和所述第二二进制数的每位数值运算的公式，产生适应所述变更控制要求的等效运算函数式；

7）所述逻辑关系表自动更新所述第二二进制数和第二十进制数，并产生更新的第一十进制数和第二十进制数,根据更新的所述十进制数修改所述映射关系表；所述特殊作业状态是指，所述飞机加油车的库装油状态下油罐达到高液位或者抽油状态下油罐达到高液位时停止作业；

8）所述PLC控制器的通用程序按照修改后的所述映射关系表执行。

2.根据权利要求1所述飞机加油车PLC控制器的程序实时调整方法，其特征在于：所述第一二进制数的所述运算的公式是DEC2BIN函数式；所述第一二进制数的每位数值的所述运算的公式是MID函数式；所述第二二进制数的所述运算的公式是字符合并函数式；所述第二十进制数的所述运算的公式是BIN2DEC函数式；所述特殊作业状态的功能逻辑和所述第二二进制数的每位数值的所述运算的公式是基于用户定制要求功能逻辑的等效运算函数式。

3.根据权利要求1或2所述飞机加油车PLC控制器的程序实时调整方法，其特征在于：在所述第3）步骤构建的所述逻辑关系表中增加建立作业状态的文字表达项作为状态校验区，所述文字表达项的所述运算的公式是IF函数式。

4.根据权利要求2所述飞机加油车PLC控制器的程序实时调整方法，其特征在于：所述等效运算函数式是取值结果与所述定制要求功能逻辑对应发生同步变化的所述Excel表格中的数学或逻辑函数式。

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