CN114398071A - 一种控制系统的控制逻辑组态实现方法及系统 - Google Patents

一种控制系统的控制逻辑组态实现方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种控制系统的控制逻辑组态实现方法及系统，所述方法包括：通过控制逻辑数据库读取算法模型图元文件、算法模型实例信息；根据算法模型图元文件、算法模型实例信息在视图中生成多个算法模型图元；根据控制逻辑，通过算法模型图元的终端连接不同的算法模型图元，并利用碰撞算法调整算法模型图元之间连接线的位置，得到控制逻辑图。所述系统包括图元化模块、视图操作页面、图元绘制模块、算法模型实例模块、算法图元树、图元连接模块和控制逻辑数据库等。本发明能够在视图中将不同的算法模型图元所代表的算法模型组合在一起，根据不同的应用场景创建不同的实例化功能块，实现控制逻辑组态，提高了控制系统组态工具的易用性和扩展性。

Description

一种控制系统的控制逻辑组态实现方法及系统
技术领域
本发明涉及一种控制系统的控制逻辑组态实现方法及系统，属于工业过程自动控制技术领域。
背景技术
控制系统作为一种通用的流程工艺控制平台，在工业过程工艺系统运行过程中起着关键性的作用，其主要提供监控工具、控制逻辑组态工具以及硬件设备实现工业过程控制。监控工具(一般是人机界面)实现对现场设备的监视和控制；控制逻辑组态工具对现场设备进行自动控制的逻辑设计、调试和运行监视；硬件设备为通讯设备，实现监视工具和就地设备之间的监视信号与控制信号的交互。
在电力系统中，组态工具的算法块功能是固定的，组态过程就是将一个个算法模块按照一定的逻辑关系组合起来。对一个设备或者一种数学计算的逻辑组态形成一个逻辑页，一个工程项目会有上万个逻辑页。
目前有两种组态方式，即图形化和填表式两种。这两种组态方式主要有以下缺点：1、作为算法模块的图形化展现方式及算法图元的输入输出引脚在组态工具中是固定的，不能根据需求改变；2、缺乏封装功能，不能将几个算法模块组合成一个复杂的算法模块，以此来实现更复杂的控制逻辑；3、算法模块之间的连线方式不直观，尤其是在组态复杂控制逻辑的时候，往往连接线缺乏自适应，即算法模块在逻辑视图中拖动时，算法模块的连接线不能自适应算法图元的变化而变化。上述缺点导致控制逻辑组态工具在实际运用中操作复杂、难以扩展。
发明内容
为了解决现有技术中控制逻辑组态操作复杂、难以扩展的问题，本发明提出了一种控制系统的控制逻辑组态实现方法及系统，通过适应性更高的算法模型图元构建方式和图元连接方式提高了控制系统组态工具的易用性和扩展性。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术手段：
第一方面，本发明提出了一种控制系统的控制逻辑组态实现方法，包括如下步骤：
通过控制逻辑数据库读取算法模型图元文件、算法模型实例信息；
根据算法模型图元文件、算法模型实例信息在视图中生成多个算法模型图元；
根据控制逻辑，通过算法模型图元的终端连接不同的算法模型图元，并利用碰撞算法调整算法模型图元之间连接线的位置，得到控制逻辑图。
结合第一方面，进一步的，所述控制逻辑数据库用于存储控制系统中的算法模型信息、算法模型图元、算法模型图元文件和算法模型实例信息，其中，算法模型实例由多个算法模型图元组成。
结合第一方面，进一步的，算法模型图元和算法模型图元文件的构建方法为：
根据算法模型的模型类别和模型名称自定义的生成一个由多条线段组成的几何图形；
根据算法模型的输入输出信息为几何图形配置引脚和终端；
根据算法模型所需的算法公式或硬件设备信息生成动态数据；
通过键-值的数学算法关联动态数据和几何图形，形成算法模型图元；
将算法模型图元保存为一个算法模型图元文件，并为算法模型图元文件配置支持读写操作的接口。
结合第一方面，进一步的，算法模型图元文件包括几何图形信息、引脚参数信息、终端参数信息和动态数据，几何图形信息包括线段类型、线段颜色、线段数量、每条线段的方向、几何图形宽度和几何图形高度，引脚参数信息包括引脚类型、引脚标识和引脚参数，终端参数信息包括终端标识、终端名称、终端方位、终端的目标引脚、终端的目标图元对应的算法模型名称。
结合第一方面，进一步的，引脚类型包括输入引脚和输出引脚，输入引脚的引脚参数包括算法模型输入参数和算法模型状态参数，输出引脚的引脚参数为算法模型输出参数。
结合第一方面，进一步的，当算法模型的输入输出信息发生变化时，通过算法模型图元文件的写操作接口修改算法模型图元的引脚和终端，为该算法模型生成一个新的算法模型图元和算法模型图元文件。
结合第一方面，进一步的，通过算法模型图元的终端连接不同的算法模型图元的方法为：
获取2个待连接的算法模型图元在视图中的终端坐标：P1(P1x,P1y)、P2(P2x,P2y)；
当P1x<P2x时，令P01(P01x,P01y)＝P1(P1x,P1y)，P04(P04x,P04y)＝P2(P2x,P2y)，否则，令P01(P01x,P01y)＝P2(P2x,P2y)，P04(P04x,P04y)＝P1(P1x,P1y)；
当P1y<P2y时，令P02x＝(P1x+P2x)/2，P02y＝P1y，P03x＝(P1x+P2x)/2，P03y＝P2y；
当P1y≥P2y时，令P02x＝P1x，P02y＝(P1y+P2y)/2，P03x＝P2x，P03y＝(P1y+P2y)/2；
当P1对应的终端的终端方位为0°或270°，P2对应的终端的终端方位为90°或180°，且P1x<P2x时，在视图中按照P01→P02→P03→P04的坐标顺序绘制多个直线段，形成连接线；
当P1对应的终端的终端方位为90°或180°，P2对应的终端的终端方位为0°或270°，且P1x<P2x时，在视图中按照P04→P03→P02→P01的坐标顺序绘制多个直线段，形成连接线；
当P1对应的终端的终端方位为0°或270°，P2对应的终端的终端方位为90°或180°，且P1x≥P2x时，在视图中按照P01→P03→P02→P04的坐标顺序绘制多个直线段，形成连接线；
当P1对应的终端的终端方位为90°或180°，P2对应的终端的终端方位为0°或270°，且P1x≥P2x时，在视图中按照P04→P02→P03→P01的坐标顺序绘制多个直线段，形成连接线。
结合第一方面，进一步的，利用碰撞算法调整算法模型图元之间连接线的位置的方法为：
根据连接线上关键点P01、P02、P03和P04的坐标在视图中显示三个移动点Pt01、Pt02和Pt03，其中，Pt01、Pt02和Pt03的坐标的计算公式如下：
Figure BDA0003445849870000051
从Pt01、Pt02和Pt03中任选一个移动点，在另外两个移动点的约束下沿着与连接线中直线段垂直或水平的方向移动；
根据移动后的Pt01、Pt02和Pt03坐标为连接线计算新的转折点，并根据转折点重新绘制多个直线段，调整连接线的位置。
第二方面，本发明提出了一种控制系统的控制逻辑组态实现系统，包括：
图元化模块，用于根据算法模型信息生成算法模型图元和算法模型图元文件；
视图操作页面，用于显示算法模型图元和控制逻辑图，提供算法模型图元的选择、拖拽和数据录入功能；
图元绘制模块，用于读取算法模型图元文件和算法模型实例信息，在视图操作页面中生成对应的算法模型图元；
算法模型实例模块，用于在视图操作页面生成多个算法模型图元，并将多个算法模型图元封装成一个算法模型实例；
图元连接模块，用于根据控制逻辑，在视图操作页面中通过算法模型图元的终端连接不同的算法模型图元，并利用碰撞算法调整算法模型图元之间连接线的位置，得到控制逻辑图；
控制逻辑数据库，用于存储算法模型信息、算法模型图元、算法模型图元文件和算法模型实例信息，其中，算法模型实例由多个算法模型图元组成。
结合第二方面，进一步的，控制逻辑数据库包括算法模型表、算法模型属性表、算法模型实例表、算法模型实例属性表；其中，算法模型表存储有算法模型的模型名称、模型类别和模型描述；算法模型属性表存储有算法模型的模型名称、模型属性和模型属性数据类型；算法模型实例表存储有实例标识、实例名称、实例包含的所有算法模型图元对应的模型名称、实例属性和实例属性的参数值；算法模型实例属性表存储有实例包含的所有算法模型图元对应的模型名称、模型属性和模型属性数据类型。
采用以上技术手段后可以获得以下优势：
本发明提出了一种控制系统的控制逻辑组态实现方法及系统，可以在视图中将不同的算法模型图元所代表的算法模型组合在一起，根据不同的应用场景创建不同的实例化功能块，实现控制逻辑组态，提高了控制系统组态工具的易用性和扩展性。本发明根据控制系统中算法模型的信息自动生成对应的算法模型图元，能够方便快捷的实现抽象的算法模型图形化，通过算法模型图元的接口可以根据需求改变图元的输入输出引脚等，为一个算法模型配备多个算法模型图元，提高了图元适配性。在控制逻辑组态过程中，本发明根据算法模型图元的终端连接不同的算法模型图元，并通过碰撞算法对连接线进行优化处理，将连接线分为多个可调整的直线段，连接方式更加直观，还能够自适应的改变连接线位置，避免出现在局部区域由于连接线过于集中而无法清晰展示多个算法图元之间的逻辑关系。
此外，本发明还提供了封装功能，可以根据多个基础的算法模型图元组合封装成一个复杂的算法模型实例，实现复杂控制的图形化组态，满足更复杂的控制需求。
附图说明
图1为本发明一种控制系统的控制逻辑组态实现方法的步骤流程图；
图2为本发明方法的简化操作图；
图3为本发明实施例中算法模型图元的组成部分示意图；
图4为本发明实施例中算法图元树的示意图；
图5为本发明实施例中视图操作页面的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明：
本发明提出了一种控制系统的控制逻辑组态实现方法，如图1、2所示，具体包括如下步骤：
步骤A、算法模型图元构建和控制逻辑数据库构建。
为了实现控制逻辑组态，本发明需要对算法模型进行图形化构建，根据算法模型的信息得到对应的算法模型图元，如图3所示，算法模型图元主要由几何图形、输入输出引脚、终端和动态数据组成，图元构建方法的具体操作如下：
步骤A01、根据算法模型的模型类别和模型名称自定义的生成一个由多条线段组成的几何图形。
在本发明实施例中，几何图形采用矩形进行定义，具体定义过程如下：1、几何图形的宽度等于算法模型的模型名称的尺寸大小加上预先设置的固定尺寸；2、几何图形的长度等于引脚个数乘以两个输入引脚之间的间距，其中引脚个数为该算法模型在控制系统中输入和输出数量的最大值，引脚之间的间距为一个定值，可以根据需要设置；3、根据上述宽度和长度生成一个矩形，即几何图形的主体框架；4、以该矩形的几何中心点作为坐标原点，建立该算法模型图元的坐标系；4、将算法模型名称在矩形框中居中布置，完成几何图形的定义。
步骤A02、根据算法模型的输入输出信息为几何图形配置引脚和终端。
引脚包括引脚名称、引脚坐标等引脚名称为算法模型的输入输出属性参数的字符串，引脚坐标为该引脚在图元坐标系中的坐标值。引脚可以分为输入引脚和输出引脚，输入引脚的引脚参数包括算法模型输入参数和算法模型状态参数，输出引脚的引脚参数为算法模型输出参数。
通常来说，算法模型在控制系统中使用时，只要存在一个输入需求，就需要为几何图形配置一个输入引脚，存在一个输出需求，就需要为几何图形配置一个输出引脚。
每个引脚对应一个终端，终端包含终端名称、终端方位和终端坐标，其中，终端名称与引脚名称一一对应。终端方位分为0°、90°、180°和270°四种，终端方位提供了两个不同的算法模型图元之间连接的方向，当终端指向90°或者180°时，该终端对应输入引脚，当终端指向0°或者270°时，该终端对应输出引脚。当两个算法模型图元连接起来时，终端可以为相连的算法模型图元引脚提供信息。
步骤A03、根据算法模型所需的算法公式或硬件设备信息生成动态数据，通过键-值的数学算法关联动态数据和几何图形，形成算法模型图元。
算法模型图元的动态数据包括算法公式和/或硬件设备信息，硬件设备信息包括算法模型所代表的设备厂家、设备生成日期、设备安装信息等。将动态数据与几何图形关联起来，可以算法模型功能映射到算法模型图元中。
步骤A04、将算法模型图元保存为一个算法模型图元文件，并为算法模型图元文件配置支持读写操作的接口。
算法模型图元文件包括算法模型图元的所有信息，通过算法模型图元文件就可以实例化一个算法模型图元。算法模型图元文件具体存储了算法模型图元的申明和属性，其中，申明包括算法模型图元的图元名称、算法模型的模型类型和算法模型图元的外观尺寸等信息；属性包括几何图形信息、引脚参数信息、终端参数信息和动态数据等内容。几何图形信息包括组成该几何图形的线段的线段类型、线段颜色、线段数量、每条线段的方向、几何图形宽度和几何图形高度等信息，引脚参数信息包括引脚类型、引脚标识、引脚参数、在图元坐标系中的引脚坐标等信息，终端参数信息包括终端标识、终端名称、终端方位、终端的目标引脚、终端的目标图元对应的算法模型名称、在图元坐标系中的终端坐标等信息。
算法模型图元文件的接口支持文件读取和文件写入操作，当通过接口读取算法模型图元文件时，能够在视图中绘制出图形化的算法模型；当算法模型的输入输出信息发生变化时，通过算法模型图元文件的写操作接口修改算法模型图元的引脚和终端，可以创建并保存一个新的算法模型图元和算法模型图元文件，可通过自定义实现一个算法模型对应多个不同的算法模型图元，实现了算法模型图形化的自定义。
本发明方法构建了一个控制逻辑数据库，用于存储控制系统中的算法模型信息、算法模型图元、算法模型图元文件和算法模型实例信息，其中，算法模型实例可以看做一个复杂的算法模型，由多个基础算法模型封装而成，在图元形式上算法模型实例由多个算法模型图元连接组成。
控制逻辑数据库中的很多数据以表格形式存储，主要包括算法模型表、算法模型属性表、算法模型实例表和算法模型实例属性表等.
算法模型表用于存储组态工具中所有的算法模型基础信息，具体包括算法模型的模型名称、模型类别和模型描述等信息。算法模型属性表用于存储算法模型的属性信息，具体包括算法模型的模型名称、模型属性、模型描述和模型属性数据类型等信息。在本发明实施例中，模型属性分为输入属性、状态属性和输出属性。
算法模型实例表用于存储组态过程中生成的算法模型实例信息，具体包括实例标识、实例名称、实例包含的所有算法模型图元对应的模型名称、实例属性和实例属性的参数值等信息。算法模型实例属性表用于存储算法模型实例中包含的算法模型的属性信息，具体包括实例包含的所有算法模型图元对应的模型名称、模型属性和模型属性数据类型等信息。
通过控制逻辑数据库可以读取算法模型、算法模型图元、算法模型实例等的信息，与控制逻辑图组态的场景和实例化算法模型图元的方法结合，可以实现控制逻辑组态过程。
步骤B、根据控制系统的控制需求，通过控制逻辑数据库读取所需的算法模型图元文件、算法模型实例信息。
步骤C、根据算法模型图元文件、算法模型实例信息在视图中生成多个算法模型图元。一个算法模型图元文件可以生成一个算法模型图元，而一个算法模型实例信息可以生成多个算法模型图元。
视图是控制逻辑组态的场景，在视图中实现可视化操作和算法模型图元的实例化操作。视图由一个初始大小的窗口部件组成，其窗口部件为实例化算法模型图元的场所。
步骤D、根据控制逻辑，通过算法模型图元的终端连接不同的算法模型图元，并利用碰撞算法调整算法模型图元之间连接线的位置，得到控制逻辑图。
算法模型图元的每个引脚对应一个终端，当进行控制逻辑组态时，需要根据算法模型图元的终端信息对任意两个算法模型图元的引脚进行连线，相连的引脚应该一个是输入引脚，一个是输出引脚。
步骤D01、在视图中，以视图的左上角作为坐标原点，建立视图坐标系，将步骤C中生成的算法模型图元的相关坐标转化到视图坐标系中。
步骤D02、假设2个待连接的算法模型图元在视图中的终端坐标分别为P1(P1x,P1y)、P2(P2x,P2y)，则根据终端坐标P1和P2计算连接两个算法模型图元所需的关键点坐标。
计算关键点P01、P02、P03和P04坐标的方法具体如下：
D02-1、当P1x<P2x时，令P01(P01x,P01y)＝P1(P1x,P1y)，P04(P04x,P04y)＝P2(P2x,P2y)。
D02-2、当P1x≥P2x时，令P01(P01x,P01y)＝P2(P2x,P2y)，P04(P04x,P04y)＝P1(P1x,P1y)。
D02-3、当P1y<P2y时，令P02x＝(P1x+P2x)/2，P02y＝P1y，P03x＝(P1x+P2x)/2，P03y＝P2y。
D02-4、当P1y≥P2y时，令P02x＝P1x，P02y＝(P1y+P2y)/2，P03x＝P2x，P03y＝(P1y+P2y)/2。
步骤D03、根据终端坐标P1、P2和终端方位，确定关键点P01、P02、P03和P04的连接顺序，在视图中按顺序绘制多个直线段，连接2个算法模型图元。
D03-1、当P1对应的终端的终端方位为0°或270°(即P1对应输出引脚)，P2对应的终端的终端方位为90°或180°(即P2对应输入引脚)，且P1x<P2x时，按照输出引脚连接输入引脚的逻辑，在视图中按照P01→P02→P03→P04的坐标顺序绘制多个直线段，相连两个直线段之间相互垂直，形成连接线。
D03-2、当P1对应的终端的终端方位为90°或180°(即P1对应输入引脚)，P2对应的终端的终端方位为0°或270°(即P2对应输出引脚)，且P1x<P2x时，按照输出引脚连接输入引脚的逻辑，在视图中按照P04→P03→P02→P01的坐标顺序绘制多个直线段，相连两个直线段之间相互垂直，形成连接线。
D03-3、当P1对应的终端的终端方位为0°或270°(即P1对应输出引脚)，P2对应的终端的终端方位为90°或180°(即P2对应输入引脚)，且P1x≥P2x时，按照输出引脚连接输入引脚的逻辑，在视图中按照P01→P03→P02→P04的坐标顺序绘制多个直线段，相连两个直线段之间相互垂直，形成连接线。
D03-4、当P1对应的终端的终端方位为90°或180°(即P1对应输入引脚)，P2对应的终端的终端方位为0°或270°(即P2对应输出引脚)，且P1x≥P2x时，按照输出引脚连接输入引脚的逻辑，在视图中按照P04→P02→P03→P01的坐标顺序绘制多个直线段，相连两个直线段之间相互垂直，形成连接线。
当视图中存在多个算法模型图元时，会产生多条连接线，这些连接线可能会出现交叉显示的问题，为了更直观的显示逻辑关系，本发明方法要对算法模型图元之间的连接线进行处理。
步骤D04、当需要调整一条连接线的位置时，在视图中点击该连接线，视图会根据连接线上关键点P01、P02、P03和P04的坐标自动计算3个允许移动的移动点Pt01、Pt02和Pt03，并在视图中显示移动点Pt01、Pt02和Pt03的坐标。
Pt01、Pt02和Pt03的坐标的计算公式如下：
Figure BDA0003445849870000131
步骤D05、通过鼠标从Pt01、Pt02和Pt03中任选一个移动点进行拖动，可以改变该移动点在视图中的位置，移动点不能随便拖动，必须要在另外两个移动点的约束下沿着与连接线中直线段垂直或水平的方向移动。
步骤D06、根据移动后的Pt01、Pt02和Pt03坐标为连接线计算新的转折点，并根据转折点重新绘制多个直线段，调整连接线的位置。
假设在步骤D05中，将移动点Pt02从原始位置移动到了坐标Pt处，移动后的三个移动点的坐标为Pt01(Pt01x,Pt01y)、Pt02(Ptx,Pty)和Pt03(Pt03x,Pt03y)。
根据移动后的坐标可以计算出如下新的转折点：
Figure BDA0003445849870000141
假设原始连接线是步骤D03的D03-3中生成的连接线，则根据新的转折点Pt04、Pt05、Pt06、Pt07，可以在视图中按照P01→Pt01→Pt04→Pt05→Pt06→Pt07→P04的坐标顺序重新绘制多个直线段，生成新的连接线，代替原始的P01→P03→P02→P04的连接线，从而调整连接线的位置。
当改变任一算法模型图元在视图中的位置或算法模型图元中移动点的位置时，与该算法模型图元连接的所有连接线会进行自适应位置调整。
步骤E、在不同的算法模型图元之间形成连接线的过程中，对相连算法模型图元进行输入输出信息交互。将算法模型图元中的输出引脚对应的终端信息填写到与之连接的算法模型图元的输入引脚处，同时，将算法模型图元中的输入引脚对应的终端信息填写到与之连接的算法模型图元的输出引脚处。当一个图元的输出引脚对应的终端同时连接多个算法模型图元的输入引脚终端时，只需要添加连接该算法模型图元的输入引脚对应的终端信息。
本发明还提出了一种控制系统的控制逻辑组态实现系统，主要包括图元化模块、视图操作页面、图元绘制模块、算法模型实例模块、算法图元树、图元连接模块和控制逻辑数据库等。
控制逻辑数据库主要用于存储算法模型信息、算法模型图元、算法模型图元文件和算法模型实例信息，其中，算法模型实例由多个算法模型图元组成。
控制逻辑数据库包括算法模型表、算法模型属性表、算法模型实例表，算法模型实例属性表；其中，算法模型表存储有算法模型的模型名称、模型类别和模型描述；算法模型属性表存储有算法模型的模型名称、模型属性和模型属性数据类型；算法模型实例表存储有实例标识、实例名称、实例包含的所有算法模型图元对应的模型名称、实例属性和实例属性的参数值；算法模型实例属性表存储有实例包含的所有算法模型图元对应的模型名称、模型属性和模型属性数据类型。
图元化模块用于根据算法模型信息生成算法模型图元和算法模型图元文件，具体操作与本发明方法的步骤A01～A04一致。通过图元化模型可以将控制系统中的算法模型转换成对应的算法模型图元，以便在控制逻辑组态中使用。
视图操作页面是控制逻辑组态的场景，用于显示算法模型图元和控制逻辑图，提供算法模型图元的选择、拖拽和数据录入等功能。本发明系统可以包括多个视图操作页面，每个视图操作页面为一个控制逻辑组态页，用户在系统提供的视图操作页面中进行控制逻辑图形化组态。视图操作页面的窗口部件有一个固定的初始尺寸，通过鼠标中键滚动可以实现视图缩放。鼠标中键旋转的距离作为缩放系数，滚动后窗口部件的尺寸等于初始尺寸乘以缩放系数。
为了在控制逻辑组态实现过程中更方便、快捷、可视化的运用算法模型图元，本发明构建了一个算法图元树，算法图元树主要用于通过树状结构整理图元化模块生成的所有算法模型图元，并通过树状结构的节点提供算法模型图元文件的读取功能。
算法图元树是一个树状数据结构，如图4所示，树的根节点为算法图元库名称，树的子节点为算法模型的分类，每个算法模型节点作为具体算法模型图元的父节点。
算法图元树的构建方法为：将控制系统中的算法模型类别作为树状结构的第一级子节点；将同一算法模型类别下的不同算法模型名称作为树状结构的第二级子节点；将同一算法模型名称下的不同算法模型图元名称作为树状结构的第三级子节点；根据算法模型图元名称将第三级子节点与算法模型图元文件关联起来，形成算法图元树。
算法图元树通常会显示在视频操作页面的一侧，用户通过鼠标点击算法图元树的节点即可选中需要的算法模型图元，通过拖拽的方式就可以在视图中实例化算法模型图元，如图5所示。
图元绘制模块主要用于读取算法模型图元文件和算法模型实例信息，在视图操作页面中生成对应的算法模型图元。通过鼠标左击选中算法图元树中的任一节点事，视图通过算法图元树的节点读取算法模型图元文件，将绘制算法模型图元所需的信息保存到系统剪切板中，当鼠标点击视图窗口内的任意位置时，视图读取剪切板中的信息，在该位置绘制出具体的算法模型图元，鼠标在视图操作页面中拖拽已有的算法模型图元，可以改变算法模型图元的位置。
算法模型实例模块主要用于在视图操作页面生成多个算法模型图元，并将多个算法模型图元封装成一个算法模型实例。
在视图中生成一个算法模型实例的同时打开控制逻辑数据库，在算法模型实例表和算法模型实例属性表中分别新建条目，将该实例的相关信息存储到算法模型实例表中，通过鼠标双击算法模型实例中的算法模型图元，获取该图元的名称，然后根据算法模型图元名称从算法模型属性表中查找出对应的算法模型属性信息，并将算法模型实例中所有算法模型图元赌赢的算法模型属性信息存储到算法模型实例属性表中。
图元连接模块主要用于在视图操作页面中为所有算法模型图元生成连接线，从而得到一个完整的控制逻辑图。图元连接模块会根据控制逻辑确定算法模型图元的连接关系，然后在视图操作页面中通过算法模型图元的终端连接不同的算法模型图元，同时，利用碰撞算法调整算法模型图元之间连接线的位置，避免连接线交叉。图元连接模块的具体操作与本发明方法的步骤D一致。
与现有技术相比，本发明方法和系统具有如下优点：1、根据控制系统中算法模型的信息自动生成对应的算法模型图元，能够方便快捷的实现抽象的算法模型图形化，通过算法模型图元的接口可以根据需求改变图元的输入输出引脚等，为一个算法模型配备多个算法模型图元，提高了图元适配性；2、在视图操作页面进行算法模型图元的可视化操作，将不同的算法模型图元所代表的算法模型组合在一起，根据不同的应用场景创建不同的实例化功能块，实现控制逻辑组态；3、在连接算法模型图元的过程中，根据终端进行图元连接，并通过碰撞算法对连接线进行优化处理，将连接线分为多个可调整的直线段，连接方式更加直观，还能够自适应的改变连接线位置，避免出现在局部区域由于连接线过于集中而无法清晰展示多个算法图元之间的逻辑关系；4、提供了算法模型图元的封装功能，可以根据多个基础的算法模型图元组合封装成一个复杂的算法模型实例，实现复杂控制的图形化组态，满足更复杂的控制需求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种控制系统的控制逻辑组态实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
通过控制逻辑数据库读取算法模型图元文件、算法模型实例信息；
根据算法模型图元文件、算法模型实例信息在视图中生成多个算法模型图元；
根据控制逻辑，通过算法模型图元的终端连接不同的算法模型图元，并利用碰撞算法调整算法模型图元之间连接线的位置，得到控制逻辑图。
2.根据权利要求1所述的一种控制系统的控制逻辑组态实现方法，其特征在于，所述控制逻辑数据库用于存储控制系统中的算法模型信息、算法模型图元、算法模型图元文件和算法模型实例信息，其中，算法模型实例由多个算法模型图元组成。
3.根据权利要求1或2所述的一种控制系统的控制逻辑组态实现方法，其特征在于，算法模型图元和算法模型图元文件的构建方法为：
根据算法模型的模型类别和模型名称自定义的生成一个由多条线段组成的几何图形；
根据算法模型的输入输出信息为几何图形配置引脚和终端；
根据算法模型所需的算法公式或硬件设备信息生成动态数据；
通过键-值的数学算法关联动态数据和几何图形，形成算法模型图元；
将算法模型图元保存为一个算法模型图元文件，并为算法模型图元文件配置支持读写操作的接口。
4.根据权利要求3所述的一种控制系统的控制逻辑组态实现方法，其特征在于，算法模型图元文件包括几何图形信息、引脚参数信息、终端参数信息和动态数据，几何图形信息包括线段类型、线段颜色、线段数量、每条线段的方向、几何图形宽度和几何图形高度，引脚参数信息包括引脚类型、引脚标识和引脚参数，终端参数信息包括终端标识、终端名称、终端方位、终端的目标引脚、终端的目标图元对应的算法模型名称。
5.根据权利要求4所述的一种控制系统的控制逻辑组态实现方法，其特征在于，引脚类型包括输入引脚和输出引脚，输入引脚的引脚参数包括算法模型输入参数和算法模型状态参数，输出引脚的引脚参数为算法模型输出参数。
6.根据权利要求3所述的一种控制系统的控制逻辑组态实现方法，其特征在于，当算法模型的输入输出信息发生变化时，通过算法模型图元文件的写操作接口修改算法模型图元的引脚和终端，为该算法模型生成一个新的算法模型图元和算法模型图元文件。
7.根据权利要求1所述的一种控制系统的控制逻辑组态实现方法，其特征在于，通过算法模型图元的终端连接不同的算法模型图元的方法为：
获取2个待连接的算法模型图元在视图中的终端坐标：P1(P1x,P1y)、P2(P2x,P2y)；
当P1x<P2x时，令P01(P01x,P01y)＝P1(P1x,P1y)，P04(P04x,P04y)＝P2(P2x,P2y)，否则，令P01(P01x,P01y)＝P2(P2x,P2y)，P04(P04x,P04y)＝P1(P1x,P1y)；
当P1y<P2y时，令P02x＝(P1x+P2x)/2，P02y＝P1y，P03x＝(P1x+P2x)/2，P03y＝P2y；
当P1y≥P2y时，令P02x＝P1x，P02y＝(P1y+P2y)/2，P03x＝P2x，P03y＝(P1y+P2y)/2；
当P1对应的终端的终端方位为0°或270°，P2对应的终端的终端方位为90°或180°，且P1x<P2x时，在视图中按照P01→P02→P03→P04的坐标顺序绘制多个直线段，形成连接线；
当P1对应的终端的终端方位为90°或180°，P2对应的终端的终端方位为0°或270°，且P1x<P2x时，在视图中按照P04→P03→P02→P01的坐标顺序绘制多个直线段，形成连接线；
当P1对应的终端的终端方位为0°或270°，P2对应的终端的终端方位为90°或180°，且P1x≥P2x时，在视图中按照P01→P03→P02→P04的坐标顺序绘制多个直线段，形成连接线；
当P1对应的终端的终端方位为90°或180°，P2对应的终端的终端方位为0°或270°，且P1x≥P2x时，在视图中按照P04→P02→P03→P01的坐标顺序绘制多个直线段，形成连接线。
8.根据权利要求7所述的一种控制系统的控制逻辑组态实现方法，其特征在于，利用碰撞算法调整算法模型图元之间连接线的位置的方法为：
根据连接线上关键点P01、P02、P03和P04的坐标在视图中显示三个移动点Pt01、Pt02和Pt03，Pt01、Pt02和Pt03的坐标的计算公式如下：
Figure FDA0003445849860000031
从Pt01、Pt02和Pt03中任选一个移动点，在另外两个移动点的约束下沿着与连接线中直线段垂直或水平的方向移动；
根据移动后的Pt01、Pt02和Pt03坐标为连接线计算新的转折点，并根据转折点重新绘制多个直线段，调整连接线的位置。
9.一种控制系统的控制逻辑组态实现系统，其特征在于，包括：
图元化模块，用于根据算法模型信息生成算法模型图元和算法模型图元文件；
视图操作页面，用于显示算法模型图元和控制逻辑图，提供算法模型图元的选择、拖拽和数据录入功能；
图元绘制模块，用于读取算法模型图元文件和算法模型实例信息，在视图操作页面中生成对应的算法模型图元；
算法模型实例模块，用于在视图操作页面生成多个算法模型图元，并将多个算法模型图元封装成一个算法模型实例；
图元连接模块，用于根据控制逻辑，在视图操作页面中通过算法模型图元的终端连接不同的算法模型图元，并利用碰撞算法调整算法模型图元之间连接线的位置，得到控制逻辑图；
控制逻辑数据库，用于存储算法模型信息、算法模型图元、算法模型图元文件和算法模型实例信息，其中，算法模型实例由多个算法模型图元组成。
10.根据权利要求9所述的一种控制系统的控制逻辑组态实现系统，其特征在于，控制逻辑数据库包括算法模型表、算法模型属性表、算法模型实例表、算法模型实例属性表；其中，算法模型表存储有算法模型的模型名称、模型类别和模型描述；算法模型属性表存储有算法模型的模型名称、模型属性和模型属性数据类型；算法模型实例表存储有实例标识、实例名称、实例包含的所有算法模型图元对应的模型名称、实例属性和实例属性的参数值；算法模型实例属性表存储有实例包含的所有算法模型图元对应的模型名称、模型属性和模型属性数据类型。
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CN117215528A (zh) * 2023-08-02 2023-12-12 南京国电南自维美德自动化有限公司 一种动态图元坐标生成方法及系统

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