CN113341864A - 一种基于plc的控制相似性可逆向逻辑系统及其分析方法 - Google Patents

一种基于plc的控制相似性可逆向逻辑系统及其分析方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于PLC的控制相似性可逆向逻辑系统及其分析方法，涉及PLC处理技术领域。本发明包括总控制台、设备采集器、控制器、生产设备和两个分布式控制柜，总控制台，用于将各种数字量、模拟量指令转换为控制信号通过现场总线传至两个分布式控制柜；设备采集器，用于读取每台生产设备的PLC型号及其运行参数；控制器，对每组传感器读取的生产设备各运行参数进行控制；分布式控制柜，用于采集设备采集器的信号，经运算后转换后传递给总控制台。本发明通过对生产设备PLC控制器进行识别，在其中的编程逻辑与程序下发之间，建立其协同控制与相似性控制算法，实现对PLC程序的对象化、可移值、可编译的算法模型的构建，提高了PLC的编程效率。

Description

一种基于PLC的控制相似性可逆向逻辑系统及其分析方法
技术领域
本发明属于PLC处理技术领域，特别是涉及一种基于PLC的控制相似性可逆向逻辑系统及其分析方法。
背景技术
在工业自动化控制技术方面，有嵌入式微控制器技术、可编程序控制技术、工业控制计算机技术，嵌入式微控制器技术的典型代表是单片机，功能相对简单，可编程序控制器，简称PLC，是以计算机技术为基础，专为工业环境而设计的数值运算操作的电子系统，功能处于嵌入式微控制器和工业控制计算机中间，具有可靠性高，适用复杂恶劣环境的优点，工业控制计算机具有功能强大、运算速度快的优点。但是，由于工业生产设备种类繁多，且同一类型的生成设备也十分终端，在生产设备刚买来时，需要根据生产需要进行将程序烧写到每一台生产设备上，这样每台设备都需要进行PLC的烧写导致PLC的编程效率极低，相同设备需要反复烧写重复工作。
结合送变电施工特点和工作环境，经调研和比较，决定采用可编程序控制器作为主要控制设备，当多机控制时，应用工业控制计算机作为上位机实现多机控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于PLC的控制相似性可逆向逻辑系统及其分析方法，通过对生产设备PLC控制器进行识别，在其中的编程逻辑与程序下发之间，建立其协同控制与相似性控制算法，解决了现有的PLC需要反复烧写、编程效率低的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种基于PLC的控制相似性可逆向逻辑系统，包括总控制台、设备采集器、控制器、生产设备和两个分布式控制柜，
所述总控制台，用于运行编程软件、组态软件，并将各种数字量、模拟量指令转换为控制信号通过现场总线传至两个分布式控制柜，并将两个分布式控制柜传来的信号运算转换为显示信号传给计算机组态显示，同时根据各参数逻辑关系运算实现生产设备的自动控制；
所述设备采集器，用于读取每台生产设备的PLC型号及其运行参数；
所述控制器，对每组传感器读取的生产设备各运行参数进行控制；
所述生产设备，用于接收总控制台烧写的编程软件至PLC中，并控制生产设备进行生产；
所述分布式控制柜，用于采集设备采集器的信号，经运算后转换至所需参数经现场总线传递给总控制台；同时通过现场总线读取总控制台发出的控制数据，并经自动控制程序运算后发给控制器。
优选地，所述总控制台由分站PLC、分布式I/O组成，分站PLC具有高速计数端口及高速脉冲输出端口，高速计数端口用于采集生产设备运行参数信号，经分站PLC运算后转换至所需参数传递给总控制台PLC；同时从总控制台PLC接收传来的控制数据经自动控制程序运算后，通过高速脉冲输出端口将控制信号发给控制器，分布式I/O具有模拟量输入(AI)端口和数字量输出(DQ)端口、模拟量输出(AQ)端口，模拟量输入端口用于接收设备采集器的信号，并经现场总线传递给主控PLC；数字量输出端口、模拟量输出端口接收主控PLC传来的控制数据，并将控制信号发给生产设备进行工作。
优选地，所述生产设备内安装的PLC由电平检测模块、逻辑判断模块、延时电路模块和联锁保护模块；所述电平检测模块，用于按照DPT输入输出特性检测PLC的电平是否正确；所述逻辑判断模块，用于输出两个电信号经过运算后，发出切换信号来判断逻辑信号电路是否正确；所述延时电路模块，用于PLC内部定时器实现延迟的功能；所述联锁保护模块，用于对PLC输出点进行双重保护。
优选地，所述生产设备内的PLC烧写软件完成后，需要对烧写的PLC 进行软件调试和硬件调试；
所述软件调试时，将逻辑系统正确接线，检查电源情况，PLC的I/O 接口数量以及各元器件的记性，确认系统正常连接后，下载烧写程序至PLC 进行测试；
所述硬件调试时，改变输入信号极性，逻辑系统正、反组晶闸管整流装置封锁和开放功能切换正常，逻辑系统能够实现无环流可逆运行，则为硬件正常。
本发明为一种基于PLC的控制相似性可逆向逻辑分析方法，包括如下步骤：
步骤S1：向总控制台输入设计任务和需求；
步骤S2：设备采集器采集生产设备内的PLC型号以及运行参数；
步骤S3：分析规范用于的设计任务和要求；
步骤S4：在典型实例库中工作环境、功能子空间，进行搜索，将找到相同类型的生产PLC进行分类；
步骤S5：以相似系统取代目标系统，进行映射，并以映射后的系统结构作为设计的算法模型；
步骤S6：在编程逻辑与程序下方之间，导入协同控制与相似性控制的算法模型；
步骤S7：总控制台通过协同控制选取同一类型的PLC进行程序导入。
优选地，所述步骤S4中，从现存的典型实例库的实例进行搜索匹配，进行相似度比较和分析，将所有找到的相似系统，按照相似度大小进行排队，找出与设计任务和要求最为相似的系统，进行映射兵役映射后的系统结构作为设计的最原始的设计模型。
优选地，从现存的典型实例库的实例进行搜索匹配，当不存在相似系统时，对该系统进行优化、提炼形成新的典型实例，并将典型实例输入到典型实例库备用；当存在相似系统时，对该相似系统取代目标系统，进行映射，并以映射后的系统结构作为设计的原始算法模型。
优选地，所述步骤S5中，相似系统和目标系统进行比较的方法如下：
设相似系统为A，A＝{a1,a2,a3,...,an}；目标系统为B，B＝{b1,b2,b3,...,bm}， m≥n；
对A和B进行相似分析和比较，将系统A和B具有相同属性和特性两两对应组成相似元，用相似元ui＝(ai,bi)表示，当系统A,B间存在着n个相似元u1,u2,u3,...,un，则将这n相似元以集合U表示为：
U＝{u1,u2,u3,...,un}，其中ui＝(ai,bi),0≤ui≤1；
当0,<U1<1，表示两系统对应元素彼此相似；
当U1＝1，表示两系统对应元素完全不同；
当U1＝0，表示两系统对应的元素既不相同也不相似。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过对生产设备PLC控制器进行识别，在其中的编程逻辑与程序下发之间，建立其协同控制与相似性控制算法，实现对PLC程序的对象化、可移值、可编译的算法模型的构建，提高了PLC的编程效率。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明的一种基于PLC的控制相似性可逆向逻辑分析方法步骤图。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明为一种基于PLC的控制相似性可逆向逻辑分析方法，包括总控制台、设备采集器、控制器、生产设备和两个分布式控制柜，
总控制台，用于运行编程软件、组态软件，并将各种数字量、模拟量指令转换为控制信号通过现场总线传至两个分布式控制柜，并将两个分布式控制柜传来的信号运算转换为显示信号传给计算机组态显示，同时根据各参数逻辑关系运算实现生产设备的自动控制；
设备采集器，用于读取每台生产设备的PLC型号及其运行参数；
控制器，对每组传感器读取的生产设备各运行参数进行控制；
生产设备，用于接收总控制台烧写的编程软件至PLC中，并控制生产设备进行生产；
分布式控制柜，用于采集设备采集器的信号，经运算后转换至所需参数经现场总线传递给总控制台；同时通过现场总线读取总控制台发出的控制数据，并经自动控制程序运算后发给控制器。
其中，总控制台由分站PLC、分布式I/O组成，分站PLC具有高速计数端口及高速脉冲输出端口，高速计数端口用于采集生产设备运行参数信号，经分站PLC运算后转换至所需参数传递给总控制台PLC；同时从总控制台 PLC接收传来的控制数据经自动控制程序运算后，通过高速脉冲输出端口将控制信号发给控制器，分布式I/O具有模拟量输入(AI)端口和数字量输出 (DQ)端口、模拟量输出(AQ)端口，模拟量输入端口用于接收设备采集器的信号，并经现场总线传递给主控PLC；数字量输出端口、模拟量输出端口接收主控PLC传来的控制数据，并将控制信号发给生产设备进行工作。
其中，生产设备内安装的PLC由电平检测模块、逻辑判断模块、延时电路模块和联锁保护模块；电平检测模块，用于按照DPT输入输出特性检测PLC的电平是否正确；逻辑判断模块，用于输出两个电信号经过运算后，发出切换信号来判断逻辑信号电路是否正确；延时电路模块，用于PLC内部定时器实现延迟的功能；联锁保护模块，用于对PLC输出点进行双重保护。
其中，生产设备内的PLC烧写软件完成后，需要对烧写的PLC进行软件调试和硬件调试；
软件调试时，将逻辑系统正确接线，检查电源情况，PLC的I/O接口数量以及各元器件的记性，确认系统正常连接后，下载烧写程序至PLC进行测试；
硬件调试时，改变输入信号极性，逻辑系统正、反组晶闸管整流装置封锁和开放功能切换正常，逻辑系统能够实现无环流可逆运行，则为硬件正常。
请参阅图1所示，本发明为一种基于PLC的控制相似性可逆向逻辑分析方法，包括如下步骤：
步骤S1：向总控制台输入设计任务和需求；
步骤S2：设备采集器采集生产设备内的PLC型号以及运行参数；
步骤S3：分析规范用于的设计任务和要求；
步骤S4：在典型实例库中工作环境、功能子空间，进行搜索，将找到相同类型的生产PLC进行分类；
步骤S5：以相似系统取代目标系统，进行映射，并以映射后的系统结构作为设计的算法模型；
步骤S6：在编程逻辑与程序下方之间，导入协同控制与相似性控制的算法模型；
步骤S7：总控制台通过协同控制选取同一类型的PLC进行程序导入。
其中，步骤S4中，从现存的典型实例库的实例进行搜索匹配，进行相似度比较和分析，将所有找到的相似系统，按照相似度大小进行排队，找出与设计任务和要求最为相似的系统，进行映射兵役映射后的系统结构作为设计的最原始的设计模型。
其中，从现存的典型实例库的实例进行搜索匹配，当不存在相似系统时，对该系统进行优化、提炼形成新的典型实例，并将典型实例输入到典型实例库备用；当存在相似系统时，对该相似系统取代目标系统，进行映射，并以映射后的系统结构作为设计的原始算法模型。
其中，步骤S5中，相似系统和目标系统进行比较的方法如下：
设相似系统为A，A＝{a1,a2,a3,...,an}；目标系统为B，B＝{b1,b2,b3,...,bm}， m≥n；
对A和B进行相似分析和比较，将系统A和B具有相同属性和特性两两对应组成相似元，用相似元ui＝(ai,bi)表示，当系统A,B间存在着n个相似元u1,u2,u3,...,un，则将这n相似元以集合U表示为：
U＝{u1,u2,u3,...,un}，其中ui＝(ai,bi),0≤ui≤1；
当0,<U1<1，表示两系统对应元素彼此相似；
当U1＝1，表示两系统对应元素完全不同；
当U1＝0，表示两系统对应的元素既不相同也不相似。
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种基于PLC的控制相似性可逆向逻辑系统，包括总控制台、设备采集器、控制器、生产设备和两个分布式控制柜，其特征在于：
所述总控制台，用于运行编程软件、组态软件，并将各种数字量、模拟量指令转换为控制信号通过现场总线传至两个分布式控制柜，并将两个分布式控制柜传来的信号运算转换为显示信号传给计算机组态显示，同时根据各参数逻辑关系运算实现生产设备的自动控制；
所述设备采集器，用于读取每台生产设备的PLC型号及其运行参数；
所述控制器，对每组传感器读取的生产设备各运行参数进行控制；
所述生产设备，用于接收总控制台烧写的编程软件至PLC中，并控制生产设备进行生产；
所述分布式控制柜，用于采集设备采集器的信号，经运算后转换至所需参数经现场总线传递给总控制台；同时通过现场总线读取总控制台发出的控制数据，并经自动控制程序运算后发给控制器。
2.根据权利要求1所述的一种基于PLC的控制相似性可逆向逻辑系统，其特征在于，所述总控制台由分站PLC、分布式I/O组成，分站PLC具有高速计数端口及高速脉冲输出端口，高速计数端口用于采集生产设备运行参数信号，经分站PLC运算后转换至所需参数传递给总控制台PLC；同时从总控制台PLC接收传来的控制数据经自动控制程序运算后，通过高速脉冲输出端口将控制信号发给控制器，分布式I/O具有模拟量输入(AI)端口和数字量输出(DQ)端口、模拟量输出(AQ)端口，模拟量输入端口用于接收设备采集器的信号，并经现场总线传递给主控PLC；数字量输出端口、模拟量输出端口接收主控PLC传来的控制数据，并将控制信号发给生产设备进行工作。
3.根据权利要求1所述的一种基于PLC的控制相似性可逆向逻辑系统，其特征在于，所述生产设备内安装的PLC由电平检测模块、逻辑判断模块、延时电路模块和联锁保护模块；所述电平检测模块，用于按照DPT输入输出特性检测PLC的电平是否正确；所述逻辑判断模块，用于输出两个电信号经过运算后，发出切换信号来判断逻辑信号电路是否正确；所述延时电路模块，用于PLC内部定时器实现延迟的功能；所述联锁保护模块，用于对PLC输出点进行双重保护。
4.根据权利要求1所述的一种基于PLC的控制相似性可逆向逻辑系统，其特征在于，所述生产设备内的PLC烧写软件完成后，需要对烧写的PLC进行软件调试和硬件调试；
所述软件调试时，将逻辑系统正确接线，检查电源情况，PLC的I/O接口数量以及各元器件的记性，确认系统正常连接后，下载烧写程序至PLC进行测试；
所述硬件调试时，改变输入信号极性，逻辑系统正、反组晶闸管整流装置封锁和开放功能切换正常，逻辑系统能够实现无环流可逆运行，则为硬件正常。
5.一种基于PLC的控制相似性可逆向逻辑分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：向总控制台输入设计任务和需求；
步骤S2：设备采集器采集生产设备内的PLC型号以及运行参数；
步骤S3：分析规范用于的设计任务和要求；
步骤S4：在典型实例库中工作环境、功能子空间，进行搜索，将找到相同类型的生产PLC进行分类；
步骤S5：以相似系统取代目标系统，进行映射，并以映射后的系统结构作为设计的算法模型；
步骤S6：在编程逻辑与程序下方之间，导入协同控制与相似性控制的算法模型；
步骤S7：总控制台通过协同控制选取同一类型的PLC进行程序导入。
6.根据权利要求5所述的一种基于PLC的控制相似性可逆向逻辑分析方法，其特征在于，所述步骤S4中，从现存的典型实例库的实例进行搜索匹配，进行相似度比较和分析，将所有找到的相似系统，按照相似度大小进行排队，找出与设计任务和要求最为相似的系统，进行映射兵役映射后的系统结构作为设计的最原始的设计模型。
7.根据权利要求6所述的一种基于PLC的控制相似性可逆向逻辑分析方法，其特征在于，从现存的典型实例库的实例进行搜索匹配，当不存在相似系统时，对该系统进行优化、提炼形成新的典型实例，并将典型实例输入到典型实例库备用；当存在相似系统时，对该相似系统取代目标系统，进行映射，并以映射后的系统结构作为设计的原始算法模型。
8.根据权利要求5所述的一种基于PLC的控制相似性可逆向逻辑分析方法，其特征在于，所述步骤S5中，相似系统和目标系统进行比较的方法如下：
设相似系统为A，A＝{a1,a2,a3,...,an}；目标系统为B，B＝{b1,b2,b3,...,bm}，m≥n；
对A和B进行相似分析和比较，将系统A和B具有相同属性和特性两两对应组成相似元，用相似元ui＝(ai,bi)表示，当系统A,B间存在着n个相似元u1,u2,u3,...,un，则将这n相似元以集合U表示为：
U＝{u1,u2,u3,...,un}，其中ui＝(ai,bi),0≤ui≤1；
当0,<U1<1，表示两系统对应元素彼此相似；
当U1＝1，表示两系统对应元素完全不同；
当U1＝0，表示两系统对应的元素既不相同也不相似。
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