CN112486088A - Plc交互fc功能函数的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种PLC交互FC功能函数的实现方法，PLC通过驱动指令驱动驱动器，PLC包括FC功能子模块，FC功能子模块包括FC功能函数，FC功能函数包括：点动/寸动控制策略、单动控制策略、速度/力矩/位移控制策略、故障采集及故障复位策略、实参读写及动参写入策略，其中，FC功能函数采用分时触发MASTER或扩展帧+数据帧交互指令，二次重发机制。该方法可以解决不同PLC和不同驱动器之间交互统一问题，提高了交互效率和网络节点柔性设设定，大大降低了由于采购所带来的不确定性风险，采用参数输入输出方式，FC功能函数采用黑盒子封装加密，程序引用灵活方便，可实现多种复杂控制功能。

Description

PLC交互FC功能函数的实现方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)交互FC(function)功能函数的实现方法、一种非临时性计算机可读存储介质和一种计算机设备。

背景技术

目前，PLC都有和自有品牌驱动器交互相关联的FC子功能模块，分别实现启停控制、暂停、回归(归零)、绝对位移控制、相对位移控制，、读写等子功能，各功能函数可独立分别多次调用。

然而，当PLC和其他品牌类似驱动器交互时，无法实现重复调用，需要开发创新FC子功能模块，单独增加Pulse/mm转换功能，且需要物理检测开关回归清零，很难集成视觉辅助回零接口，柔性自适应性差。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，本发明的第一个目的提出一种PLC交互FC功能函数的实现方法，该方法可以解决不同PLC和不同驱动器之间交互统一问题，提高了交互效率和网络节点柔性设设定，在项目设计方案组网确定时大大增加灵活性，大幅降低硬件成本，大大降低了由于采购所带来的不确定性风险，采用参数输入输出方式，FC功能函数采用黑盒子封装加密，程序引用灵活方便，可实现多种复杂控制功能。

本发明的第二个目的提出一种非临时性计算机可读存储介质。

本发明的第三个目的在于提出一种计算机设备。

本发明采用的技术方案如下：

本发明的第一方面实施例提出了一种PLC交互FC功能函数的实现方法，所述PLC通过驱动指令驱动驱动器，所述PLC包括FC功能子模块，所述FC功能子模块包括FC功能函数，所述PLC交互FC功能函数的实现方法：点动/寸动控制策略、单动控制策略、速度/力矩/位移控制策略、故障采集及故障复位策略、实参读写及动参写入策略，其中，所述FC功能函数采用分时触发MASTER或扩展帧+数据帧交互指令，二次重发机制，且所述FC功能函数采用黑盒子封装加密。

本发明上述提出的PLC交互FC功能函数的实现方法还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述点动/寸动控制策略包括：任何手/自动控制模式下或断电重启情况下点动/寸动允许初始化，初始化完成后设定点动/寸动速度，指定交互驱动器；点动/寸动控制；急停或暂停下点动/寸动禁止，急停或暂停后点动/寸动控制策略重启调用。

根据本发明的一个实施例，所述单动控制策略，包括：任何手自动控制模式下或断电重启情况下单动允许初始化，初始化完成后设定单动速度，指定交互驱动器；单动运行开始正转，单动停止立即停止，急停或暂停下单动禁止，急停或暂停后点动/寸动控制策略重启调用。

根据本发明的一个实施例，所述速度/力矩/位移控制策略，包括：任何手自动控制模式下或断电重启情况下单动允许初始化，初始化完成后设定单动速度，指定交互驱动器，或者轮询；速度/力矩/位移控制模式选择，单动运行或总启动开始正转，单动停止或总停止立即停止，急停或暂停下单动禁止，急停或暂停后点动/寸动控制策略重启调用。

根据本发明的一个实施例，所述故障采集及故障复位策略，包括：任何手自动控制模式下轮询实现采集故障代码，故障复位命令输入时实现故障复位。

根据本发明的一个实施例，所述实参读写及动参写入策略，包括：实时读取速度/力矩或编码器脉冲数/PUU(Pos of User Unit，使用者单位)数；写入电子齿轮比分子/分母；写入多段速度和多段力矩等；实时动参写入。

本发明第二方面的实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明第一方面实施例所述的PLC交互FC功能函数的实现方法。

本发明第三方面的实施例提出了一种计算机设备，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，实现本发明第一方面实施例所述的PLC交互FC功能函数的实现方法。

本发明的有益效果：

本发明可以解决不同PLC和不同驱动器之间交互统一问题，提高了交互效率和网络节点柔性设设定，在项目设计方案组网确定时大大增加灵活性，大幅降低硬件成本，大大降低了由于采购所带来的不确定性风险，采用参数输入输出方式，FC功能函数采用黑盒子封装加密，程序引用灵活方便，可实现多种复杂控制功能。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的PLC交互FC功能函数的实现方法的原理图；

图2是根据本发明一个实施例的PLC交互FC功能函数的实现方法的示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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，都属于本发明保护的范围。

图1是根据本发明一个实施例的PLC交互FC功能函数的实现方法的原理图。PLC通过驱动指令驱动驱动器，PLC包括FC功能子模块，FC功能子模块包括FC功能函数，PLC交互FC功能函数的实现方法包括：点动/寸动控制策略、单动控制策略、速度/力矩/位移控制策略、故障采集及故障复位策略、实参读写及动参写入策略。其中，FC功能函数采用分时触发MASTER或扩展帧+数据帧交互指令，二次重发机制，且FC功能函数采用黑盒子封装加密。

其中分时触发主要采用10MS以上按照不同时序排队处理分发指令(包括控制指令，采集指令，故障报警指令，参数设置指令等)，很好解决了指令时许冲突。

扩展帧+数据帧的交互方式主要采用CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线的仲裁机制，控制指令和故障指令采用有应答方式，采集指令和参数设置指令采用单向收发无应答。

有应答方式如果无返回则启用二次重发机制，提高了通讯交互的可靠性。

采用上述五种策略实现驱动器的全部控制需要，以上五种策略可满足STL/TL/LAD一次调用可实现多台驱动器点动/寸动/单动/(速度/力矩/位移)/故障采集/实参读写(动参写入)等功能；自动轮询过程具有二次重发机制；具有自动脉冲或位置清零功能；具有脉冲丢失自动修复功能；驱动器故障代码延时复位功能。

由此，该方法可以解决不同PLC和不同驱动器之间交互统一问题，提高了交互效率和网络节点柔性设设定，在项目设计方案组网确定时大大增加灵活性，大幅降低硬件成本，大大降低了由于采购所带来的不确定性风险，采用参数输入输出方式，FC功能函数采用黑盒子封装加密，程序引用灵活方便，可实现多种复杂控制功能。

根据本发明的一个实施例，点动/寸动(点动/寸动)控制策略包括：任何手/自动控制模式下或断电重启情况下点动/寸动允许初始化，初始化完成后设定点动/寸动速度(也可以默认20r/min)，指定交互驱动器(站号)；点动/寸动控制(点动/寸动+开始正转，点动/寸动-开始反转，)；急停(Emergmency)或暂停(Halt)下点动/寸动禁止，急停或暂停后点动/寸动控制策略重启调用。

具体的，点动/寸动是电动机控制方式中的一种，由于在控制回路中没有自保，也没有并接其它的自动装置，只是按下控制回路的启动按钮，主回路才通电，松开启动按钮，主回路断电。寸动就是指电机完成一个完整的加速和减速过程，在这个过程中负载移动一个固定的距离，这个距离就叫寸动距离，这个过程就叫寸动。

在网络节点范围内可自由设定或选择驱动器站号，点动允许写入模式＝1；通讯寄存器40000+n＝Mxxxx＝1写入驱动器；以1个字数据长度的报文格式可手动交互实现点动允许使能：

Input_Parameter:＝(ID,JOG_Allow,JOG+,JOG-,Emergmency)

Out_Parameter:＝(Complete,Alarm,Fault)。

根据本发明的一个实施例，单动控制策略，包括：任何手自动控制模式下或断电重启情况下单动允许初始化，初始化完成后可设定单动速度(也可以默认50r/min)，指定交互驱动器(站号)；单动运行(RUN)开始正转，单动停止(STOP)立即停止，急停(Emergmency)或暂停(Halt)下单动禁止，急停或暂停后点动/寸动控制策略重启调用。

具体的，单动允许写入模式＝15；通讯寄存器40000+n＝Mxxxx＝1写入驱动器；以1个字数据长度的报文格式可手动或自动交互实现单动允许使能；可实现轮询和单一单动控制：

Input_Parameter:＝(ID_polling,Single action_Allow,Speed_Gain,Torque_Gain,RUN,STOP,Halt,Emergmency)

Out_Parameter:＝(Complete,Alarm,Fault)

根据本发明的一个实施例，速度/力矩/位移控制策略，包括：任何手自动控制模式下或断电重启情况下单动允许初始化，初始化完成后可设定单动速度(也可以默认50r/min)，可指定交互驱动器(站号)，也可以轮询；速度/力矩/位移控制模式选择(包含混合模式选择)，单动运行(RUN)或总启动(Startup)开始正转，单动停止(STOP)或总停止(Endup)立即停止，急停(Emergmency)或暂停(Halt)下单动禁止，急停或暂停后FC1重启调用。闭环实参Kt,Kp,Ki可实时写入。

具体的，单动允许写入模式＝15；通讯寄存器40000+n＝Mxxxx＝1写入驱动器；以1个字数据长度的报文格式可手动或自动交互实现单动允许使能；速度，扭矩，位移设定，Kt,Kp,Ki系数设定，总启动，总停止，暂停，急停：

Input_Parameter:＝(ID_polling,Single action_Allow,CSpeed_Gain,Torque_Gain,Postion_Gain,Kt,Kp,Ki,Total_RUN,Total_STOP,Halt,Emergmency)

Out_Parameter:＝(Complete,Alarm,Fault)

根据本发明的一个实施例，故障采集及故障复位策略，包括：任何手自动控制模式下轮询实现采集故障代码，故障复位命令输入时可实现故障复位。

具体的，读取模式＝0；通讯寄存器40000+n＝Mxxxx＝1写入驱动器；以1个字数据长度的报文格式可自动采集故障报警，以代码格式输出：

Input_Parameter:＝(ID_polling，Reset)

Out_Parameter:＝(Complete,Alarm_Code,Fault_Code)

根据本发明的一个实施例，实参读写及动参写入策略，包括：可实现实时读取速度/力矩或编码器脉冲数/PUU数；可写入电子齿轮比分子/分母；可写入多段速度和多段力矩等；实时动参可写入。

具体的，读取模式＝0/1；通讯寄存器40000+n＝Mxxxx＝1写入驱动器；以1个字数据长度的报文格式可自动读写实参或写入动参，以代码格式输出：

Input_Parameter:＝(ID_polling,R/W_Mode,Parameters_Number,Start_Address)

Out_Parameter:＝(Complete,Alarm,Fault)

本发明的上述的PLC交互FC功能函数的实现方法可参照图2所示。

本发明的上述的PLC交互FC功能函数的实现方法，采用分时触发MASTER交互指令或扩展帧+数据帧，二次重发机制，有效的解决了交互失败，提高了交互的可靠性，在项目中实际应用取得了很好的效果。

交互驱动器或变频器数量可设定，MODBUS总线协议无中继情况下最多支持32个网络节点，有中继可以支持到126个网络节点，CAN总线最多支持110个网络节点。实际测试响应时间最多20MS，受MASTER指令执行时间限制。实际交互过程中返回交互成功，交互在忙，交互错误以及错误代码。

综上，本发明采用分时触发MASTER或扩展帧+数据帧交互指令，二次重发机制，更加注重策略的独立完整性；增加了自动脉冲或位置清零功能；使手动和自动脉冲或位置清零兼容性更好；增加了脉冲丢失自动修复功能；增强FC功能方法模块自适应性；增加了驱动器故障代码延时复位功能，使手动和自动故障复位兼容性更好，提供了维护修复等级。

此外，本发明还提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的PLC交互FC功能函数的实现方法。

根据本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，存储在其上的计算机程序被处理器执行时，执行点动/寸动控制策略、单动控制策略、速度/力矩/位移控制策略、故障采集及故障复位策略、实参读写及动参写入策略，其中，FC功能函数采用分时触发MASTER或扩展帧+数据帧交互指令，二次重发机制，且FC功能函数采用黑盒子封装加密，可以解决不同PLC和不同驱动器之间交互统一问题，提高了交互效率和网络节点柔性设设定，在项目设计方案组网确定时大大增加灵活性，大幅降低硬件成本，大大降低了由于采购所带来的不确定性风险，采用参数输入输出方式，FC功能函数采用黑盒子封装加密，程序引用灵活方便，可实现多种复杂控制功能。

本发明还提出一种计算机设备，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，实现上述的PLC交互FC功能函数的实现方法。

根据本发明实施例的计算机设备，存储在存储器上的计算机程序被处理器执行时，执行点动/寸动控制策略、单动控制策略、速度/力矩/位移控制策略、故障采集及故障复位策略、实参读写及动参写入策略，其中，FC功能函数采用分时触发MASTER或扩展帧+数据帧交互指令，二次重发机制，且FC功能函数采用黑盒子封装加密，可以解决不同PLC和不同驱动器之间交互统一问题，提高了交互效率和网络节点柔性设设定，在项目设计方案组网确定时大大增加灵活性，大幅降低硬件成本，大大降低了由于采购所带来的不确定性风险，采用参数输入输出方式，FC功能函数采用黑盒子封装加密，程序引用灵活方便，可实现多种复杂控制功能。

在本发明的描述中，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一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，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，可以是两个元件车厢内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。

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必针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

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。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。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种PLC交互FC功能函数的实现方法，其特征在于，所述PLC通过驱动指令驱动驱动器，所述PLC包括FC功能子模块，所述FC功能子模块包括FC功能函数，

所述PLC交互FC功能函数的实现方法包括：

点动/寸动控制策略、单动控制策略、速度/力矩/位移控制策略、故障采集及故障复位策略、实参读写及动参写入策略，其中，

所述FC功能函数采用分时触发MASTER或扩展帧+数据帧交互指令，二次重发机制，且所述FC功能函数采用黑盒子封装加密。

2.根据权利要求1所述的PLC交互FC功能函数的实现方法，其特征在于，所述点动/寸动控制策略包括：

任何手/自动控制模式下或断电重启情况下点动/寸动允许初始化，初始化完成后设定点动/寸动速度，指定交互驱动器；

点动/寸动控制；

急停或暂停下点动/寸动禁止，急停或暂停后点动/寸动控制策略重启调用。

3.根据权利要求1所述的PLC交互FC功能函数的实现方法，其特征在于，所述单动控制策略，包括：

任何手自动控制模式下或断电重启情况下单动允许初始化，初始化完成后设定单动速度，指定交互驱动器；

单动运行开始正转，单动停止立即停止，急停或暂停下单动禁止，急停或暂停后点动/寸动控制策略重启调用。

4.根据权利要求1所述的PLC交互FC功能函数的实现方法，其特征在于，所述速度/力矩/位移控制策略，包括：

任何手自动控制模式下或断电重启情况下单动允许初始化，初始化完成后设定单动速度，指定交互驱动器，或者轮询；

速度/力矩/位移控制模式选择，单动运行或总启动开始正转，单动停止或总停止立即停止，急停或暂停下单动禁止，急停或暂停后点动/寸动控制策略重启调用。

5.根据权利要求1所述的PLC交互FC功能函数的实现方法，其特征在于，所述故障采集及故障复位策略，包括：

任何手自动控制模式下轮询实现采集故障代码，故障复位命令输入时实现故障复位。

6.根据权利要求1所述的PLC交互FC功能函数的实现方法，其特征在于，所述实参读写及动参写入策略，包括：

实时读取速度/力矩或编码器脉冲数/PUU数；

写入电子齿轮比分子/分母；

写入多段速度和多段力矩等；

实时动参写入。

7.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现根据权利要求1-6中任一项所述的PLC交互FC功能函数的实现方法。

8.一种计算机设备，其特征在于，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，实现根据权利要求1-6中任一项所述的PLC交互FC功能函数的实现方法。

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