CN115151875A - 可编程逻辑控制器 - Google Patents

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CN115151875A CN202180018472.8A CN202180018472A CN115151875A CN 115151875 A CN115151875 A CN 115151875A CN 202180018472 A CN202180018472 A CN 202180018472A CN 115151875 A CN115151875 A CN 115151875A
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Abstract

一种可编程逻辑控制器PLC（202），包括：可编程逻辑模块（214）；Modbus接口（216），被配置为接收一个或多个Modbus命令，所述一个或多个Modbus命令指定用于一个或多个布尔逻辑运算的配置；以及可操作地耦合到Modbus接口（216）和可编程逻辑模块（214）的编程模块（218），该编程模块（218）被配置为根据由接收的一个或多个Modbus命令指定的用于一个或多个布尔逻辑运算的配置对可编程逻辑模块（214）进行编程。

Description

可编程逻辑控制器
技术领域
本发明涉及（一个或多个）可编程逻辑控制器。
背景技术
Modbus协议是一种用于在电子设备之间传输信息的公知的通信协议。在万维网上例如在http://www.modbus.org描述了Modbus协议，其连同所有相关网页一起通过引用并入本文中。Modbus协议规范在通过引用并入本文中的“MODBUS application protocolspecification v1.1b3”中描述。用于实现Modbus消息传递服务的软件开发者的参考信息可以在通过引用并入本文中的“MODBUS Messaging on TCP/IP Implementation GuideV1.0b”中找到。在通过引用并入本文中的“MODBUS over serial line specification andimplementation guide V1.02”中描述了Modbus协议在串行线上的实现。
Modbus协议通常用于工厂装备和工业电子设备之间的通信，该工业电子设备诸如是通过例如局域网（LAN）互连的可编程逻辑控制器（PLC）。
PLC是工业数字计算机，其通常连接到工业装备，以根据存储的程序控制和/或监视所述装备。PLC通常提供高度可靠的控制，并且易于编程和过程故障诊断。
发明内容
在第一方面，本发明提供了一种可编程逻辑控制器PLC。PLC包括可编程逻辑模块、被配置为接收一个或多个Modbus通信或命令的Modbus接口，指定用于一个或多个布尔逻辑运算的配置的一个或多个Modbus通信或命令；以及可操作地耦合到Modbus接口和可编程逻辑模块的编程模块，该编程模块被配置为根据由接收的一个或多个Modbus通信或命令指定的用于一个或多个布尔逻辑运算的配置对可编程逻辑模块进行编程。
一个或多个Modbus通信或命令可以是根据Modbus类型协议的消息。一个或多个Modbus通信或命令可以是封装在Modbus类型协议中的消息。Modbus类型协议可以从由以下各项组成的组选择：Modbus RTU、Modbus TCP/IP、Modbus TCP、TCP/IP上的Modbus或TCP上的Modbus、Modbus RTU/IP、UDP上的Modbus、Modbus Plus（Modbus+、MB+或MBP）、PemexModbus和Enron Modbus。有利的是，该方面倾向于用任何Modbus协议或Modbus类型协议（包括但不限于先前列出的那些协议）可实现。
PLC可以进一步包括一个或多个PLC输入。PLC可以进一步包括一个或多个PLC输出。
一个或多个第一Modbus命令可以指定第一布尔逻辑运算和用于第一布尔逻辑运算的第一输入。一个或多个第一Modbus命令可以被配置为通过将第一Modbus寄存器设置为第一值来指定第一布尔逻辑运算，并且通过将第二Modbus寄存器设置为第二值来指定第一输入。一个或多个第一Modbus命令可以进一步指定用于第一布尔逻辑运算的第二输入。第一布尔逻辑运算可以是从由以下各项组成的组选择的逻辑运算：“FALSE（假）”、“OR（或）”、“AND（与）”、“XOR（异或）”、“NOR（或非）”、“NAND（与非）”、“XNOR（异或非）”和“TRUE（真）”。PLC可以被配置为输出第一布尔逻辑运算的输出，以供远离PLC的设备使用。一个或多个第一Modbus命令可以指定用于第一布尔逻辑运算的第一输入是一个或多个PLC输入中的第一PLC输入接收的值。一个或多个第一Modbus命令可以指定用于第一布尔逻辑运算的第一输入是第二布尔逻辑运算的输出。一个或多个第一Modbus命令可以指定用于第一布尔逻辑运算的第一输入是反相输入。一个或多个Modbus命令可以指定第一布尔逻辑运算的输出是一个或多个PLC输出中的第一PLC输出处的值输出。
PLC的编程操作可以包括监视和/或控制远离PLC的装置系统。
Modbus接口可以被配置为从远离PLC的设备接收一个或多个Modbus命令。
在另外的方面，本发明提供了一种系统，该系统包括根据任一前述方面的PLC和远离PLC的设备，并且该设备被配置为将一个或多个Modbus命令传输到PLC的Modbus接口。
在另外的方面，本发明提供了一种用于可编程逻辑控制器PLC的编程操作的方法。PLC包括可编程逻辑模块。该方法包括由PLC的Modbus接口接收一个或多个Modbus通信或命令，所述一个或多个Modbus通信或命令指定用于一个或多个布尔逻辑运算的配置，以及由PLC的编程模块根据由接收的一个或多个Modbus通信或命令指定的用于一个或多个布尔逻辑运算的配置对可编程逻辑模块的操作进行编程。
该方法可以进一步包括由远离PLC的设备接收用户输入，由远离PLC的设备使用用户输入生成一个或多个Modbus通信或命令。例如，这可以包括将一个或多个通信或命令封装在Modbus类型协议中。该方法可以进一步包括由远离PLC的设备根据Modbus协议将一个或多个Modbus通信或命令传输到Modbus接口。
该方法可以进一步包括由PLC监视系统或装置或者由PLC控制系统或装置中的至少一个。该系统或装置可以远离PLC。
在另外的方面，本发明提供了一个程序或多个程序，所述程序被布置成使得当由计算机系统或一个或多个处理器执行时，它/它们使计算机系统或一个或多个处理器：接收一个或多个Modbus通信或命令，所述一个或多个Modbus通信或命令指定用于一个或多个布尔逻辑运算的配置；和根据用于一个或多个布尔逻辑运算的配置的可编程逻辑控制器PLC的程序操作。
在另外的方面，本发明提供了一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质存储根据任一前述方面的程序或多个程序中的至少一个程序。
附图说明
图1是过程水系统的示意性图示（未按比例）；
图2是示出供过程水系统使用的监视系统的示意性图示（未按比例）；
图3是对监视系统的可编程逻辑控制器进行编程并监视过程水系统的过程的过程流程图；和
图4是示出包括经编程的可编程逻辑控制器的监视系统的示意性图示（未按比例）。
具体实施方式
图1是在理解本发明方面有用的示例系统的示意性图示（未按比例）。该系统是要由可编程逻辑控制器（PLC）控制的过程水系统100，稍后在下面参考图2至图4更详细地描述其实施例。
在该示例中，过程水系统100包括过程水源102、进水阀104、储水箱106、第一水位传感器108、第二水位传感器110、泵112、过程模块114、排水阀116、排水部（drain）118和回流阀120。
过程水源102被配置为经由进水阀104向储水箱106供应过程水。进水阀104控制从过程水源102向储水箱106供应过程水。
储水箱106被配置为存储从过程水源102接收的过程水。
第一水位传感器108位于储水箱106内。第一水位传感器108被配置为感测储水箱106内的水位何时处于第一阈值水平或高于第一阈值水平。在该示例中，第一阈值水平对应于“最大允许水位”。
第二水位传感器110位于储水箱106内。第二水位传感器110被配置为感测储水箱106内的水位何时低于第二阈值水平。在该示例中，第二阈值水平对应于“最小允许水位”。
储水箱106进一步耦合到泵112。泵112被配置为将过程水从存储水箱106泵送到过程模块114。
过程模块114被配置为使用由泵122泵送到它的过程水来执行过程。由过程模块114使用过程水执行的过程可以是任何适当的过程，包括但不限于其中过程水用作冷却剂的冷却过程、清洁过程、制造过程、稀释过程等。
过程模块114经由排水阀116进一步耦合到排水部118。过程水（即未使用的过程水，或者已经被过程模块114使用的过程水）可以经由排水部118从系统100排出或移除。排水阀116控制过程水从过程模块114到排水部118的流动。
过程模块114经由回流阀120进一步耦合到储水箱106。回流阀120控制过程水从过程模块114到储水箱106的流动。以这种方式，过程水（即未使用的过程水，或者已经被过程模块114使用的过程水）可以被返回到储水箱以被再使用或再循环。
在该示例中，过程水系统100进一步包括多个开关，即第一开关141、第二开关142、第三开关143、第四开关144、第五开关145、第六开关146和第七开关147。
第一开关141可操作地耦合到第二水位传感器110。第一开关141被配置为如果第二水位传感器110感测到储水箱106内的水位低于第二阈值水平，则被关闭。第一开关141被配置为当第一开关141关闭时，即当水位低于最小允许水位时，输出TRUE（二进制1）的数字输出。如果第二水位传感器110感测到储水箱106内的水位处于第二阈值水平或高于第二阈值水平，则第一开关141被进一步配置为打开。第一开关141进一步被配置为当第一开关141打开时，即当水位处于最小允许水位或高于最小允许水位时，输出FALSE（二进制0）的数字输出。
第二开关142可操作地耦合到进水阀104。第二开关142被配置为如果进水阀104关闭，即如果进水阀104阻止过程水从过程水源102到储水箱106的流动，则关闭。第二开关142被配置为当第二开关142关闭时，即当进水阀104关闭时，输出TRUE（二进制1）的数字输出。第二开关142被进一步配置为如果进水阀104打开，即如果进水阀104准许过程水从过程水源102到储水箱106的流动，则打开。第二开关142进一步被配置为当第二开关142打开、即进水阀104打开时，输出FALSE（二进制0）的数字输出。
第三开关143可操作地耦合到第一水位传感器108。第三开关143被配置为如果第二水位传感器110感测到储水箱106内的水位低于第一阈值水平，则关闭。第三开关143被配置为当第三开关143关闭时，即当水位低于最大允许水位时，输出TRUE（二进制1）的数字输出。第三开关143进一步被配置为如果第一水位传感器108感测到储水箱106内的水位处于第一阈值水平或高于第一阈值水平，则打开。第三开关143进一步被配置为当第三开关143打开时，即当水位处于最大允许水位或高于最大允许水位时，输出FALSE（二进制0）的数字输出。
第四开关144可操作地耦合到泵112。更具体地，第四开关144耦合到被耦合到泵112（例如安装在泵112上）的温度传感器。温度传感器被配置为测量泵112的温度。第四开关144被配置为如果如温度传感器测量的泵112的温度处于阈值温度（对应于“最大允许泵温度”）或高于阈值温度，即如果泵112“太热”，则关闭。第四开关144被配置为当第四开关144关闭时，即当泵温度处于阈值温度或高于阈值温度时，输出TRUE（二进制1）的数字输出。第四开关144进一步被配置为如果如温度传感器测量的泵112的温度低于阈值温度，即如果泵112不“太热”，则打开。第四开关144进一步被配置为当泵温度低于阈值温度时输出FALSE（二进制0）的数字输出。
第五开关145可操作地耦合到泵112。第五开关145被配置为如果泵112开启，即如果泵112正在运行以便从存储水箱106泵送过程水，则关闭。第五开关145被配置为当第五开关145关闭时，即当泵112开启时，输出TRUE（二进制1）的数字输出。第五开关145进一步被配置为在泵112关闭的情况下打开，即，使得过程水不从储水箱116泵送。第五开关145进一步被配置为当第五开关145打开时，即泵112关闭时，输出FALSE（二进制0）的数字输出。
第六开关146可操作地耦合到回流阀120。第六开关146被配置为如果回流阀120关闭，即如果回流阀120阻止过程水从过程模块114到储水箱106的流动，则关闭。第六开关146被配置为当第六开关146关闭时，即当回流阀120关闭时，输出TRUE（二进制1）的数字输出。第六开关146进一步被配置为如果回流阀120打开，即如果回流阀120准许过程水从过程模块114到储水箱106的流动，则打开。第六开关146进一步被配置为当第六开关146打开时，即回流阀120打开时，输出FALSE（二进制0）的数字输出。
第七开关147可操作地耦合到将回流阀120连接到储水箱106的导管。更具体地，第七开关147耦合到流动传感器，该流动传感器被配置为检测将回流阀120连接到储水箱106的导管内的过程水的流动。第七开关147被配置为如果流动传感器检测到水正沿着将回流阀120连接到储水箱106的导管流动，则关闭。第七开关147被配置为当第七开关147关闭时，即当检测到水从过程模块114到储水箱106的流动时，输出TRUE（二进制1）的数字输出。第七开关147进一步被配置为如果流动传感器没有检测到水正沿着将回流阀120连接到储水箱106的导管流动时，则打开。第七开关147进一步被配置为当第七开关147打开时，即当没有检测到水从过程模块114到储水箱106的流动时，输出FALSE（二进制0）的数字输出。
图2是示出根据实施例的用于监视过程水系统100的监视系统200的示意性图示（未按比例）。
在该实施例中，监视系统200包括PLC 202、用户设备204、第一故障指示器206和第二故障指示器208。
PLC 202包括输入连接器210、输出连接器212、可编程逻辑模块214、Modbus接口216和编程模块218。
输入连接器210包括多个输入，所述多个输入可以是输入引脚。具体地，输入连接器210包括第一输入221、第二输入222、第三输入223、第四输入224、第五输入225、第六输入226和第七输入217。
在该实施例中，PLC 202可操作地耦合到过程水系统100，以使得监视系统200能够监视过程水系统100，如稍后下面参考图3和图4更详细地描述的。更具体地，在该实施例中，第一输入221（经由无线或有线连接）连接到第一开关141，使得在操作中，在第一输入221处接收第一开关141的输出。类似地，第二输入222（经由无线或有线连接）连接到第二开关142，使得在操作中，在第二输入222处接收第二开关142的输出。类似地，第三输入223（经由无线或有线连接）连接到第三开关143，使得在操作中，在第三输入223处接收第三开关143的输出。类似地，第四输入224（经由无线或有线连接）连接到第四开关144，使得在操作中，在第四输入224处接收第四开关144的输出。类似地，第五输入225（经由无线或有线连接）连接到第五开关145，使得在操作中，在第五输入225处接收第五开关145的输出。类似地，第六输入226（经由无线或有线连接）连接到第六开关146，使得在操作中，在第六输入226处接收第六开关146的输出。类似地，第七输入227（经由无线或有线连接）连接到第七开关147，使得在操作中，在第七输入227处接收第七开关147的输出。
输入连接器210连接到可编程逻辑模块214。具体地，输入连接器210的每个输入221-227连接到可编程逻辑模块214，使得在输入221-227处接收的信号可以被发送到可编程逻辑模块214。
输出连接器212包括多个输出，所述多个输出可以是输出引脚。具体地，输出连接器212包括第一输出231和第二输出232。
输出连接器212连接到可编程逻辑模块214。具体地，输出连接器212的每个输出231-232连接到可编程逻辑模块214，并且每个输出被配置为接收可编程逻辑模块214的相应输出。
输出连接器212的每个输出231-232进一步连接到相应的故障指示器。具体地，第一输出231耦合到第一故障指示器206，并且第二输出232耦合到第二故障指示器208。
可编程逻辑模块214在输入连接器210和输出连接器212之间耦合。可编程逻辑模块214被配置为在操作中接收来自输入连接器210的输入221-227的一个或多个输入信号，处理那些输入信号，并向输出连接器212的输出231-232输出一个或多个输出信号。可编程逻辑模块214对接收的输入信号的处理取决于可编程逻辑模块214的编程或配置。通过用户设备204经由Modbus接口216和编程模块218向可编程逻辑模块214发送或上传程序指令或信号，可编程逻辑模块214可以被编程（或重新编程），如稍后下面参考图3更详细描述的。
Modbus接口216是PLC 202的输入设备。Modbus接口216经由通信链路可操作地耦合到用户设备204。该通信链路是双向通信链路。该通信链路可以是有线或无线通信链路。Modbus接口216和用户设备204之间的适当通信链路的示例包括但不限于互联网协议（IP）通信链路和传输控制协议（TCP）通信链路。Modbus接口216被配置为在操作中接收来自用户设备204的根据Modbus类型协议的一个或多个通信（即Modbus类型通信或命令）。换句话说，Modbus接口216被配置为在操作中接收封装在Modbus类型协议中的一个或多个消息。Modbus类型协议可以是从Modbus类型协议组选择的任何Modus类型协议，包括但不限于Modbus RTU、Modbus TCP/IP、Modbus TCP、TCP/IP上的Modbus或TCP上的Modbus、ModbusRTU/IP、UDP上的Modbus、Modbus Plus（Modbus+、MB+或MBP）、Pemex Modbus、Enron Modbus等。
Modbus接口216进一步耦合到编程模块218，使得Modbus接口216接收的Modbus通信或命令被发送到编程模块218。Modbus接口216可以被配置为将接收的Modbus通信或命令转换成编程模块218可使用或可理解的格式。
编程模块218被配置为处理它从Modbus接口216接收的通信（即Modbus通信或命令，或格式化的Modbus通信或命令），并根据接收的通信对可编程逻辑模块214进行编程或配置。特别地，在该实施例中，如稍后下面参考图3和图4更详细描述的，来自用户设备204的通信包括一个或多个Modbus命令，其指定多个布尔逻辑运算符或函数，以及用于那些布尔逻辑运算符的配置或布置。编程模块218被配置为实现那些Modbus命令，以根据布尔逻辑运算符及其配置来编程或配置可编程逻辑模块214。特别地，编程模块218可以对可编程逻辑模块214进行编程，使得实际上，输入221-227经由布尔逻辑运算符的布置或网络连接到输出231-232，如Modbus通信中所指定的。
用户设备204可以是任何适当的电子通信设备，其例如是诸如平板计算机、膝上型计算机之类的计算机或智能电话。用户设备204是使用其用户可以向PLC 202的Modbus接口216发送Modbus通信的设备。
在该实施例中，可编程逻辑模块214、编程模块218、Modbus接口216和用户设备204进一步被配置为使得可以从可编程逻辑模块214向用户设备204发送编程模块218（诸如下述线圈）的输出、属性或特性。由用户设备204接收的该信息可以在用户设备204上显示给用户。
第一故障指示器206可以是任何适当的输出设备，其被配置为提供过程水系统100中已经发生故障的指示。第一故障指示器206耦合到第一输出231，使得在操作中，第一故障指示器206从第一输出231接收PLC 202的输出。在该实施例中，第一故障指示器206被配置为响应于从第一输出231接收到TRUE（二进制1）的数字输出，指示过程水系统100已经发生故障。此外，第一故障指示器206被配置为响应于从第一输出231接收到FALSE（二进制0）的数字输出，指示过程水系统100没有发生故障。
第二故障指示器208可以是任何适当的输出设备，其被配置为提供过程水系统100中已发生故障的指示。第二故障指示器208耦合到第二输出232，使得在操作中，第二故障指示器208从第二输出232接收PLC 202的输出。在该实施例中，第二故障指示器208被配置为响应于从第二输出232接收到TRUE（二进制1）的数字输出，指示过程水系统100已经发生故障。此外，第二故障指示器208被配置为响应于从第二输出232接收到FALSE（二进制0）的数字输出，指示过程水系统100没有发生故障。
第一和第二故障指示器206、208可以包括任何适当类型的指示器，诸如从由以下各项组成的指示器组选择的一个或多个指示器：视觉警告——诸如灯（例如闪光灯）或屏幕上显示的消息，以及听觉警告——诸如听觉警报。
优选地，第一和第二故障指示器206、208是不同类型的故障指示器。第一和第二故障指示器206、208可以指示不同严重性的故障。例如，第一故障指示器206可以指示相对低严重性的故障，而第二故障指示器208可以指示相对高严重性的故障。
可以通过配置或适配任何合适的装置，例如一个或多个计算机或其它处理装置或处理器，和/或提供附加模块，提供用于实现上面的布置和执行稍后下面所描述的方法步骤的装置，该装置包括PLC 202。该装置可以包括用于实现指令和使用数据的计算机、计算机网络或一个或多个处理器，所述指令和数据包括存储在机器可读存储介质中或上的计算机程序或多个计算机程序形式的指令和数据，所述机器可读存储介质诸如是计算机存储器、计算机磁盘、ROM、PROM等或者这些或其它存储介质的任何组合。
图3是对监视系统200的PLC 202进行编程和对过程水系统100进行监视的过程300的过程流程图。
应当注意，可以省略图3流程图中所描绘以及下面所描述的某些过程步骤，或者可以按与下面所呈现以及图3中所示出的不同次序执行这样的过程步骤。此外，尽管为了方便和易于理解，所有的过程步骤都已经被描绘为离散的时间顺序的步骤，然而一些过程步骤实际上可以同时执行或者至少在时间上在某种程度上重叠。
在步骤s302处，提供过程水系统100。
在步骤s304处，PLC 202耦合到过程水系统100。特别地，PLC 202的输入221-227中的每一个耦合到系统100的相应开关141-147，如较早上面参考图1和图2更详细描述的。
在步骤s306处，用户控制用户设备204，以制定用于编程或配置PLC 202的一个或多个消息或通信。
在该实施例中，消息或通信根据Modbus协议。换句话说，消息或通信被封装在Modbus类型协议（例如，Modbus RTU、Modbus TCP/IP、Modbus TCP、TCP/IP上的Modbus或TCP上的Modbus、Modbus RTU/IP、UDP上的Modbus、Modbus Plus（Modbus+、MB+或MBP）、PemexModbus、Enron Modbus等）中。在该实施例中，一个或多个消息或通信包括由Modbus设备（即PLC 202）使用的一个或多个Modbus命令。
在该实施例中，一个或多个消息指定了布尔逻辑运算和用于该布尔逻辑运算的一个或多个输入。布尔逻辑运算可以由Modbus命令指定，该Modbus命令指令Modbus设备将与该特定布尔运算相关联的值写入与布尔运算选择相关联的保持寄存器。用于布尔逻辑运算的输入可以由Modbus命令指定，该Modbus命令指令Modbus设备将与该特定输入相关联的值写入与布尔运算符输入相关联的保持寄存器。
作为示例：
-与用于布尔运算符的第一输入相对应的保持寄存器可以由标识符HR10、HR11、HR12、HR13等等来标识；
-与用于布尔运算符的第二输入相对应的保持寄存器可以由标识符HR20、HR21、HR22、HR23等等来标识；
-与布尔运算符相对应的保持寄存器可以由标识符HR30、HR31、HR32、HR33等等来标识；
-对于至布尔运算符的输入：
o原始输入可以由标识符RI1、RI2、RI3等等来标识。即，在该实施例中，在第一输入221处从第一开关141接收的原始输入（其为二进制值0或1）由标识符RI1标识；类似地，在第二输入222处从第二开关142接收的原始输入由标识符RI2标识；类似地，在第三输入223处从第三开关143接收的原始输入由标识符RI3标识；等等；
o反相原始输入可以由标识符Inv1、Inv2、Inv3等等来标识。反相原始输入是对原始输入的替代二进制值，即如果原始输入是1，那么反相输入是0，并且反之亦然。在该实施例中，原始输入RI1的反转由标识符Inv1标识；类似地，原始输入RI2的反转由标识符Inv2标识；类似地，原始输入RI3的反转由标识符Inv3标识；等等。有利的是，以这种方式指定反相原始输入倾向于减少或消除在用于对可编程逻辑模块214编程的Modbus命令中单独指定“NOT”逻辑运算符的需要。因此，用户设备204和PLC 202之间的通信带宽倾向于减小；
o处理的输入，即从较早布尔运算符输出的输入，即其为非原始输入，由标识符Pr1、Pr2、Pr3等等来标识。例如，第一布尔运算符的输出（即第一处理的输入）可以由标识符Pr1标识；类似地，第二布尔运算符的输出可以由标识符Pr2标识；类似地，第三布尔运算符的输出可以由标识符Pr3标识；等等；
-对于布尔运算符，不同的布尔运算符由标识符B0、B1、B2、B3等等来标识。在该实施例中，标识符“B0”被分配给运算符“FALSE”，标识符“B1”被分配给运算符“OR”，标识符“B2”被分配给运算符“AND”，标识符“B3”被分配给运算符“XOR”，标识符“B4”被分配给运算符“NOR”，标识符“B5”被分配给运算符“NAND”，标识符“B6”被分配给运算符“XNOR”，以及标识符“B7”被分配给运算符“TRUE”。
因此，作为示例，第一布尔运算符可以是二输入AND，其从第一和第二输入221、22接收原始输入值作为其输入。该第一布尔运算符可以在包括以下Modbus命令的消息中指定：
保持寄存器 值 注释
第一输入选择 HR1<sub>0</sub> RI<sub>1</sub> 这将第一输入指定为在输入221处接收的原始输入
第二输入选择 HR2<sub>0</sub> RI<sub>2</sub> 这将第二输入指定为在输入222处接收的原始输入
布尔运算选择 HR3<sub>0</sub> B<sub>2</sub> 这将布尔运算标识为“AND”
该第一布尔运算符的输出可以被分配值Pr1，该值可以用在后续Modbus命令中。
在该实施例中，由用户使用用户设备104创建的用于编程PLC 202的一个或多个消息如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Modbus保持寄存器（例如HR4i）可以用于将来自布尔运算（逻辑门）的输出连接到物理输出引脚231、232。例如，如果特定数值被写入保持寄存器HR41，那么来自第二布尔运算的输出将被连接到第一输出231。还例如，如果特定数值被写入保持寄存器HR42，那么来自第五布尔运算的输出将被连接到第二输出232。
在步骤s308处，用户设备204向PLC 202的Modbus接口216发送包括Modbus命令的制定的一个或多个消息。
在步骤s310处，Modbus接口216接收一个或多个消息，并将所述消息转发至编程模块218。Modbus接口216可以将一个或多个消息格式化或转换成编程模块218可使用的格式。
在步骤s312处，编程模块218根据接收的消息、即使用接收的Modbus命令，对可编程逻辑模块214进行编程或配置。因此，编程模块218可以被认为在软件中经由布尔运算符将输入221-227耦合到输出231-232，如在接收的Modbus命令中指定的。从概念上讲，可以认为编程模块218在输入221-227到输出231-232之间构造布尔网络，该布尔网络如接收的Modbus命令所指定。
图4是示出如编程模块218编程的可编程逻辑模块214的示意性图示（未按比例）。
在该实施例中，可编程逻辑模块214根据上述Modbus命令进行编程，以指定将输入221-227和输出231-232连接在一起的布尔网络。
在该实施例中，布尔网络400包括多个AND运算符401、402、403，多个NOT运算符411、412、413，以及多个OR运算符421、422。布尔网络400进一步包括多个线圈431、432、433、434、435、436、437。
第一AND运算符401从第一和第二输入221、222接收原始数据值RI1、RI2作为其输入。第一AND运算符401向第一线圈431输出输出值Pr1。
第一NOT运算符411从第三输入223接收原始数据值RI3作为其输入。第一NOT运算符411的输出、即反相值Inv3被输出到第二线圈432。
第一OR运算符421接收分别存储在第一线圈431和第二线圈432中的数据值Pr1和Inv3作为其输入。第一OR运算符421向第三线圈433输出输出值Pr2。
第一输出231从第三线圈433接收输出值Pr2。
第二NOT运算符412从第六输入226接收原始数据值RI6作为其输入。第二NOT运算符412的输出、即反相值Inv6被输出到第四线圈434。
第二AND运算符402接收来自第五输入225的原始数据值RI5和第四线圈434中的数据值Inv6作为其输入。第二AND运算符402向第五线圈435输出输出值Pr3。
第三NOT运算符413从第七输入227接收原始数据值RI7作为其输入。
第三AND运算符403接收第五线圈435中的数据值Pr3和第三NOT运算符413输出的反相值Inv7作为其输入。第三AND运算符402向第六线圈436输出输出值Pr4。
第二OR运算符422接收来自第四输入224的原始数据值RI4和存储在第六线圈436中的数据值Pr4作为其输入。第二OR运算符422向第七线圈437输出输出值Pr5。
第二输出232从第七线圈433接收输出值Pr5。
因此，PLC 202被编程。
现在返回图3的过程300的描述，包括编程PLC 202的监视系统监视过程水系统100。特别地，PLC 202在其输入221-227处接收来自开关141-147的信号。PLC 214使用布尔逻辑网络400处理这些输入信号，以向输出231-232提供输出信号。PLC 202分别经由第一和第二输出231、232向第一和第二故障指示器206、208提供输出信号。第一和第二故障指示器206、208提供故障或其它情况的指示。
作为示例，如果从第三开关142接收到FALSE（二进制0）信号（该信号对应于储水箱106中的水位处于最大允许水位或高于最大允许水位），则TRUE（二进制1）信号将输出至第二线圈432，并在第一OR运算符421处接收作为输入。因此，TRUE（二进制1）信号将被输出到第三线圈433。TRUE（二进制1）信号将经由第一输出231发送到第一故障指示器206。第一故障指示器206将指示（例如低严重性）故障的存在。
还例如，如果从第四开关144接收到TRUE（二进制1）信号（该信号对应于泵112具有超过阈值的温度），则TRUE（二进制1）信号将在第二OR运算符422处接收作为输入。因此，TRUE（二进制1）信号将被输出到第七线圈437。TRUE（二进制1）信号将经由第二输出232发送到第二故障指示器208。第二故障指示器208将指示（例如高严重性）故障的存在。
用户可以响应于故障指示器206、208中的任一个或二者指示的故障而采取适当的补救动作。
因此，提供了编程PLC和监视系统的过程。
有利的是，PLC 202被配置为经由Modbus接口216向用户设备204输出存储在一个或多个线圈431-437中的值。接收的信息可以在用户设备104上显示给用户。用户倾向于能够使用显示的线圈信息来例如辨别故障指示的更精确的原因。
上述系统和方法倾向于被有利地简化。例如，用户倾向于能够使用简单的基于逻辑的命令来编程PLC，并且倾向于不需要软件编程知识。
上述系统和方法倾向于降低PLC发生错误和崩溃的可能性。
在上面的实施例中，PLC用于监视过程水系统。然而，在其它实施例中，代替监视或除了监视之外，PLC用于控制过程水系统，例如控制一个或多个阀或泵的操作。在其它实施例中，PLC用于控制和/或监视除了过程水系统之外的不同系统。适当的替代系统的示例包括但不限于包装机械、风力涡轮机、太阳能装置、建筑自动化、机器人、机床、装配线和照明系统。
在上面的实施例中，PLC向故障指示器提供输出。然而，在其它实施例中，可以省略故障指示器中的一个或二者，或者可以包括一个或多个附加的故障指示器。在其它实施例中，代替（一个或多个）故障指示器或除了（一个或多个）故障指示器之外，PLC向不同类型的输出设备提供输出。例如，在一些实施例中，PLC可以向控制设备提供输出信号，该控制设备基于从PLC接收的信号来控制系统。
在上面的实施例中，PLC从七个开关接收输入。然而，在其它实施例中，PLC从不同数量的开关接收输入。在其它实施例中，代替一个或多个开关或者除了一个或多个开关之外，PLC从除了开关之外的一个或多个不同类型的输入设备接收输入。
在上面的实施例中，PLC接收数字二进制输入。然而，在其它实施例中，PLC接收不同类型的输入，例如不是二进制和/或非数字的输入。在一些实施例中，接收的非二进制和/或非数字输入可以被转换成数字和/或二进制输入。例如，在一些实施例中，输入设备可以向PLC提供模拟信号。PLC（或其它设备）可以例如通过以下方式将接收的模拟输入转换成二进制输入：如果模拟信号处于给定阈值或高于给定阈值，则提供二进制水平“1”，或者如果模拟信号低于给定阈值，则提供二进制水平“0”。
附图标记列表
100 -过程水系统
102 -过程水源
104 -进水阀
106 -储水箱
108 -第一水位传感器
110 -第二水位传感器
112 -泵
114 -过程模块
116 -排水阀
118 -排水部
120 -回流阀
141 -第一开关
142 -第二开关
143 -第三开关
144 -第四开关
145 -第五开关
146 -第六开关
147 -第七开关
200 -监视系统
202 -PLC
204 -用户设备
206 -第一故障指示器
208 -第二故障指示器
210 -输入连接器
212 -输出连接器
214 -可编程逻辑模块
216 - Modbus接口
218 -编程模块
221 -第一输入
222 -第二输入
223 -第三输入
224 -第四输入
225 -第五输入
226 -第六输入
227 -第七输入
231 -第一输出
232 -第二输出
300 -对PLC编程的过程
s302-s314 -方法步骤
400 -布尔网络
401 -第一AND运算符
402 -第二AND运算符
403 -第三AND运算符
411 -第一NOT运算符
412 -第二NOT运算符
413 -第三NOT运算符
421 -第一OR运算符
422 -第二OR运算符
431 -第一线圈
432 -第二线圈
433 -第三线圈
434 -第四线圈
435 -第五线圈
436 -第六线圈
437 -第七线圈

Claims (19)

1.一种可编程逻辑控制器PLC，包括：
可编程逻辑模块；
Modbus接口，被配置为接收一个或多个Modbus命令，所述一个或多个Modbus命令指定用于一个或多个布尔逻辑运算的配置；以及
可操作地耦合到Modbus接口和可编程逻辑模块的编程模块，所述编程模块被配置为根据由接收的一个或多个Modbus命令指定的用于所述一个或多个布尔逻辑运算的配置对可编程逻辑模块进行编程。
2.根据权利要求1所述的PLC，其中所述PLC进一步包括一个或多个PLC输入和一个或多个PLC输出。
3. 根据权利要求1或2所述的PLC，其中接收的一个或多个Modbus命令包括一个或多个第一Modbus命令，其指定：
第一布尔逻辑运算；和
用于第一布尔逻辑运算的第一输入。
4. 根据权利要求3所述的PLC，其中所述一个或多个第一Modbus命令被配置为：
通过将第一Modbus寄存器设置为第一值来指定第一布尔逻辑运算；和
通过将第二Modbus寄存器设置为第二值来指定第一输入。
5.根据权利要求3或4所述的PLC，其中所述一个或多个第一Modbus命令进一步指定用于第一布尔逻辑运算的第二输入。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的PLC，其中所述第一布尔逻辑运算是从由以下各项组成的组选择的逻辑运算：FALSE、OR、AND、XOR、NOR、NAND、XNOR和TRUE。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的PLC，其中所述PLC被配置为输出第一布尔逻辑运算的输出，以供远离PLC的设备使用。
8.根据当从属于权利要求2时的权利要求3至7中任一项所述的PLC，其中所述一个或多个第一Modbus命令指定用于第一布尔逻辑运算的第一输入是在所述一个或多个PLC输入的第一PLC输入处接收的值。
9.根据当从属于权利要求2时的权利要求3至7中任一项所述的PLC，其中所述一个或多个第一Modbus命令指定用于第一布尔逻辑运算的第一输入是第二布尔逻辑运算的输出。
10.根据权利要求3至9中任一项所述的PLC，其中所述一个或多个第一Modbus命令指定用于第一布尔逻辑运算的第一输入是反相输入。
11.根据权利要求3至10中任一项所述的PLC，其中所述一个或多个Modbus命令指定第一布尔逻辑运算的输出是所述一个或多个PLC输出中的第一PLC输出处输出的值。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的PLC，其中PLC的编程操作包括监视和/或控制远离PLC的系统或装置。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的PLC，其中所述Modbus接口被配置为从远离PLC的设备接收所述一个或多个Modbus命令。
14. 一种系统，包括：
根据权利要求1至13中任一项的PLC；和
远离PLC并被配置为将所述一个或多个Modbus命令传输到PLC的Modbus接口的设备。
15. 一种用于可编程逻辑控制器PLC的编程操作的方法，所述PLC包括可编程逻辑模块、Modbus接口和编程模块，所述方法包括：
由PLC的Modbus接口接收一个或多个Modbus命令，所述一个或多个Modbus命令指定用于一个或多个布尔逻辑运算的配置；和
由PLC的编程模块根据由接收的一个或多个Modbus命令指定的用于所述一个或多个布尔逻辑运算的配置，对可编程逻辑模块的操作进行编程。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：
由远离PLC的设备接收用户输入；
由远离PLC的设备使用用户输入生成所述一个或多个Modbus命令；和
由远离PLC的设备根据Modbus协议将所述一个或多个Modbus命令传输到Modbus接口。
17. 根据权利要求15或16所述的方法，进一步包括以下各项中的至少一项：
由PLC监视系统或装置；或者
由PLC控制系统或装置；其中
所述系统或装置远离PLC。
18. 一个或多个程序，其被布置成使得当由计算机系统或一个或多个处理器执行时，它/它们使计算机系统或所述一个或多个处理器进行以下操作：
接收一个或多个Modbus通信，所述一个或多个Modbus通信指定用于一个或多个布尔逻辑运算的配置；和
根据用于所述一个或多个布尔逻辑运算的配置，可编程逻辑控制器PLC的程序操作。
19.一种机器可读存储介质，其存储根据权利要求18的程序或所述多个程序中的至少一个。
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