CN117311258A - 一种基于udp与plc的多设备同步控制方法及系统 - Google Patents

一种基于udp与plc的多设备同步控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于UDP与PLC的多设备同步控制方法及系统，包括主控制端、PLC控制器以及多个UDP终端，包括：通过配置表以获取主控制端对应的PLC控制器、多个UDP终端以及多个逻辑地址，多个逻辑地址来自于主控制端并发的多个数据传输同步指令中；接收并执行主控制端并发的多个数据传输同步指令，一一对应生成同步应答指令并反馈至主控制端；根据同步应答指令和多个数据传输同步指令，生成对应的延时时间并配置延时时间表；根据延时时间表，同步控制PLC控制器以及多个UDP终端。避免了在新接入终端需要设备整体停机调试问题，优化了多设备同步控制，从而提高生产效率、降低错误率。

Description

一种基于UDP与PLC的多设备同步控制方法及系统
技术领域
本发明涉及多设备同步控制技术领域，尤其涉及一种基于UDP与PLC的多设备同步控制方法及系统。
背景技术
在工业互联领域，有大量场景是需要通过实物加虚拟化来模拟和辅助操作，达到提高生产效率、降低错误率的目的，比如：新员工上岗前的快速入职培训。可以通过构建一个“实物+虚拟化”的简单易用操作环境，实物可以提供员工具体操作，虚拟化可以减少环境复杂度和风险，可以让员工既能熟悉操作流程又能提高操作熟练度。在涉及多个实物、虚拟化设备时，需要解决多设备控制、多设备同步问题。现有的多终端设备控制，需要提前在控制端和终端进行配置调试，如果需要新增终端设备，也需要停机调试之后才能投入使用。“实物+虚拟化”的场景不止涉及到多终端设备的同步，也涉及到多种协议之间的同步，现有方法基本只能在主控制端按顺序给不同协议终端发控制命令，不同协议的传输时长不同、对不同终端设备发送命令时间的不同，都让最终的同步效果大打折扣。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种基于UDP与PLC的多设备同步控制方法及系统。
本发明提出的一种基于UDP与PLC的多设备同步控制方法，包括主控制端、PLC控制器以及多个UDP终端，包括：
通过配置表以获取主控制端对应的PLC控制器、多个UDP终端以及多个逻辑地址，多个逻辑地址来自于主控制端并发的多个数据传输同步指令中；
接收并执行主控制端并发的多个数据传输同步指令，一一对应生成同步应答指令并反馈至主控制端；
根据同步应答指令和多个数据传输同步指令，生成对应的延时时间并配置延时时间表；
根据延时时间表，同步控制PLC控制器以及多个UDP终端。
优选地，所述配置表中配置有主控制端、PLC控制器、多个UDP终端以及多个逻辑地址之间的一一映射关系。
优选地，通过主控制端向多个UDP终端发送UDP包进行握手操作，UDP包中包含多个逻辑地址；将主控制端以及通过多个逻辑地址完成握手操作的多个UDP终端配置为配置表。
优选地，“根据同步应答指令和多个数据传输同步指令，生成对应的延时时间并配置延时时间表”具体包括：
主控制端并发多个数据传输同步指令并生成并发的第一时间；
主控制端接收PLC控制器以及多个UDP终端对应反馈的同步应答指令并生成对应的第二时间；
将第一时间与第二时间的差值作为对应的PLC控制器以及多个UDP终端的延时时间；
将主控制端、PLC控制器、多个UDP终端与多个逻辑地址对应的延时时间配置为延时时间表。
优选地，“根据延时时间表，同步控制PLC控制器以及多个UDP终端”具体包括：
主控制端根据延时时间表，控制多个数据传输同步指令的发送时间，以使得PLC控制器以及多个UDP终端同步响应。
本发明提出的一种基于UDP与PLC的多设备同步控制系统，包括主控制端、PLC控制器以及多个UDP终端，包括：
配置表单元，用于通过配置表以获取主控制端对应的PLC控制器、多个UDP终端以及多个逻辑地址，多个逻辑地址来自于主控制端并发的多个数据传输同步指令中；
执行响应单元，用于接收并执行主控制端并发的多个数据传输同步指令，一一对应生成同步应答指令并反馈至主控制端；
延时单元，用于根据同步应答指令和多个数据传输同步指令，生成对应的延时时间并配置延时时间表；
同步控制单元，用于根据延时时间表，同步控制PLC控制器以及多个UDP终端。
优选地，所述配置表中配置有主控制端、PLC控制器、多个UDP终端以及多个逻辑地址之间的一一映射关系。
优选地，在配置表单元中，通过主控制端向多个UDP终端发送UDP包进行握手操作，UDP包中包含多个逻辑地址；将主控制端以及通过多个逻辑地址完成握手操作的多个UDP终端配置为配置表。
优选地，在延时单元中，“根据同步应答指令和多个数据传输同步指令，生成对应的延时时间并配置延时时间表”具体包括：
主控制端并发多个数据传输同步指令并生成并发的第一时间；
主控制端接收PLC控制器以及多个UDP终端对应反馈的同步应答指令并生成对应的第二时间；
将第一时间与第二时间的差值作为对应的PLC控制器以及多个UDP终端的延时时间；
将主控制端、PLC控制器、多个UDP终端与多个逻辑地址对应的延时时间配置为延时时间表。
优选地，在同步控制单元中，“根据延时时间表，同步控制PLC控制器以及多个UDP终端”具体包括：主控制端根据延时时间表，控制多个数据传输同步指令的发送时间，以使得PLC控制器以及多个UDP终端同步响应。
本发明中，所提出的基于UDP与PLC的多设备同步控制方法及系统，通过UDP协议动态发现终端，可以在有新终端设备加入时，自动接入，主控制端针对每一个UDP终端建立一个线程单独控制，避免了需要设备整体停机调试问题。主控制端也可以根据不同终端数量，在有新终端接入时，根据主控制端策略给不同终端发送不同的控制指令，无缝切换。在动态发现终端之后，避免顺序执行时的时间差。在发送命令前，会先分别给每一种协议和终端发送一个同步指令，终端收到同步指令后，会发送一个同步应答指令。主控制端会记录发送命令时间和收到应答指令时间，以此来计算出每一个终端当前环境下的响应时间。当得到所有终端的响应时间之后，更新终端延时时间表。根据不同的延时时间，在各自线程里面计算指令发送时间，最终让不同终端在同一时间执行命令，达到优化同步效果的目的。同时可以通过构建一个“实物+虚拟化”的简单易用操作环境，实物可以提供员工具体操作，虚拟化可以减少环境复杂度和风险，可以让员工既能熟悉操作流程又能提高操作熟练度。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于UDP与PLC的多设备同步控制方法的工作流程的结构示意图；
图2为本发明提出的一种基于UDP与PLC的多设备同步控制方法的指令传输线程的结构示意图；
图3为本发明提出的一种基于UDP与PLC的多设备同步控制方法的多设备控制流程的结构示意图；
图4为本发明提出的一种基于UDP与PLC的多设备同步控制方法的整体结构示意图；
图5为本发明提出的一种基于UDP与PLC的多设备同步控制系统的系统结构示意图。
具体实施方式
参照图1-5，本发明提出的一种基于UDP与PLC的多设备同步控制方法，包括主控制端、PLC控制器以及多个UDP终端，包括：
通过配置表以获取主控制端对应的PLC控制器、多个UDP终端以及多个逻辑地址，多个逻辑地址来自于主控制端并发的多个数据传输同步指令中。
在本实施例中，配置表中配置有主控制端、PLC控制器、多个UDP终端以及多个逻辑地址之间的一一映射关系。
在本实施例中，通过主控制端向多个UDP终端发送UDP包进行握手操作，UDP包中包含多个逻辑地址；将主控制端以及通过多个逻辑地址完成握手操作的多个UDP终端配置为配置表。
主控制端与多个UDP终端完成握手过程如下：
主控制端在启动后，轮询局域网地址（xxx.xxx.xxx.1~xxx.xxx.xxx.254）发送UDP包，UDP包中包含多个逻辑地址。同一局域网各UDP终端在收到UDP包之后，检查已接收UDP包中的多个逻辑地址与本地配置是否一致；如果一致，则发送响应UDP包给主控制端。主控制端在收到UDP终端的UDP包之后，核对UDP包中的逻辑地址，如果一致，则完成握手。完成握手后，在主控制端中存储所有的UDP终端逻辑地址。
通过UDP协议动态发现终端的方法，可以在有新终端设备加入时，自动接入，避免现有设备停机调试问题。主控制端也可以根据不同终端数量，在有新终端接入时，根据主控制端策略给不同终端发送不同的控制指令，无缝切换。比如：当UDP终端为屏幕时，1块屏幕终端时只能显示正面效果，增加2块侧面屏幕时，则能实现立体效果。
接收并执行主控制端并发的多个数据传输同步指令，一一对应生成同步应答指令并反馈至主控制端；
根据同步应答指令和多个数据传输同步指令，生成对应的延时时间并配置延时时间表。
在本实施例中，“根据同步应答指令和多个数据传输同步指令，生成对应的延时时间并配置延时时间表”具体包括：
主控制端并发多个数据传输同步指令并生成并发的第一时间；
主控制端接收PLC控制器以及多个UDP终端对应反馈的同步应答指令并生成对应的第二时间；
将第一时间与第二时间的差值作为对应的PLC控制器以及多个UDP终端的延时时间；
将主控制端、PLC控制器、多个UDP终端与多个逻辑地址对应的延时时间配置为延时时间表。
根据延时时间表，同步控制PLC控制器以及多个UDP终端。
在本实施例中，“根据延时时间表，同步控制PLC控制器以及多个UDP终端”具体包括：
主控制端根据延时时间表，控制多个数据传输同步指令的发送时间，以使得PLC控制器以及多个UDP终端同步响应。
主控制端在动态发现UDP终端之后，主控程序会针对每一个UDP终端建立一个线程单独控制，避免顺序执行时的时间差。在发送命令前，会先分别给每一个UDP终端及PLC控制器发送一个同步指令，UDP终端及PLC控制器收到同步指令后，会发送一个同步应答指令。主控制端会记录发送命令时间和收到应答指令时间，以此来计算出每一个UDP终端及PLC控制器当前环境下的响应时间。当得到所有终端的响应时间之后，更新终端延时时间表。根据不同的延时时间，在各自线程里面计算指令发送时间，最终让不同终端在同一时间执行命令，达到优化同步效果的目的。
在本实施例中，还包括操作区设备、升降机，主控制端与PLC控制器电性连接，PLC控制器与升降机电性连接，升降机分别与多个UDP终端以及操作区设备一一对应电性连接，通过主控制端实现如下场景：
场景一：操作区设备上升
(1)主控制端发送UDP包给所有完成握手的UDP终端，发送485协议包给PLC控制器，完成与UDP终端、PLC控制器延时确认，并在各自线程计算命令发送时间。
(2)主控制端按照发送命令时间，分别发送“上升”命令给所有完成握手的UDP终端及PLC控制器。UDP终端收到命令后，执行UDP终端大屏动画上升操作；PLC控制器收到命令后，控制升降机同步执行上升操作，员工同步完成上升时的实物操作。
场景二：操作区设备到顶
(1)升降机到顶后，通过PLC控制器将到顶信号反馈给主控制端。
(2)主控制端在收到到顶信号后，发送UDP包（UDP包中包含到顶命令）给所有完成握手的UDP终端，UDP终端大屏动画停止并显示到顶画面，员工同步完成设备到顶的实物操作。
场景三：操作区设备下降
(1)主控制端发送UDP包给所有完成握手的UDP终端，发送485协议包给PLC控制器，完成与UDP终端、PLC控制器延时确认，并在各自线程计算命令发送时间。
(2)主控制端按照发送命令时间，分别发送“下降”命令给所有完成握手的UDP终端及PLC控制器。UDP终端收到命令后，执行UDP终端大屏动画下降操作；PLC控制器收到命令后，控制升降机同步执行下降操作，员工同步完成下降时的实物操作。
场景四：操作区设备到底
(1)升降机到底后，通过PLC控制器将到底信号反馈给主控制端。
(2)主控制端在收到到底信号后，发送UDP包（UDP包中包含到底命令）给所有完成握手的UDP终端，UDP终端大屏动画停止并显示到底画面，员工同步完成设备到底的实物操作。
参照图1-5，本发明提出的一种基于UDP与PLC的多设备同步控制系统，包括主控制端、PLC控制器以及多个UDP终端，包括：
配置表单元，用于通过配置表以获取主控制端对应的PLC控制器、多个UDP终端以及多个逻辑地址，多个逻辑地址来自于主控制端并发的多个数据传输同步指令中。
在本实施例中，配置表中配置有主控制端、PLC控制器、多个UDP终端以及多个逻辑地址之间的一一映射关系。
在本实施例中，在配置表单元中，通过主控制端向多个UDP终端发送UDP包进行握手操作，UDP包中包含多个逻辑地址；将主控制端以及通过多个逻辑地址完成握手操作的多个UDP终端配置为配置表。
执行响应单元，用于接收并执行主控制端并发的多个数据传输同步指令，一一对应生成同步应答指令并反馈至主控制端。
延时单元，用于根据同步应答指令和多个数据传输同步指令，生成对应的延时时间并配置延时时间表。
在本实施例中，在延时单元中，“根据同步应答指令和多个数据传输同步指令，生成对应的延时时间并配置延时时间表”具体包括：
主控制端并发多个数据传输同步指令并生成并发的第一时间；
主控制端接收PLC控制器以及多个UDP终端对应反馈的同步应答指令并生成对应的第二时间；
将第一时间与第二时间的差值作为对应的PLC控制器以及多个UDP终端的延时时间；
将主控制端、PLC控制器、多个UDP终端与多个逻辑地址对应的延时时间配置为延时时间表。
同步控制单元，用于根据延时时间表，同步控制PLC控制器以及多个UDP终端。
在实施例中，在同步控制单元中，“根据延时时间表，同步控制PLC控制器以及多个UDP终端”具体包括：主控制端根据延时时间表，控制多个数据传输同步指令的发送时间，以使得PLC控制器以及多个UDP终端同步响应。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于UDP与PLC的多设备同步控制方法，包括主控制端、PLC控制器以及多个UDP终端，其特征在于，包括：
通过配置表以获取主控制端对应的PLC控制器、多个UDP终端以及多个逻辑地址，多个逻辑地址来自于主控制端并发的多个数据传输同步指令中；
接收并执行主控制端并发的多个数据传输同步指令，一一对应生成同步应答指令并反馈至主控制端；
根据同步应答指令和多个数据传输同步指令，生成对应的延时时间并配置延时时间表；
根据延时时间表，同步控制PLC控制器以及多个UDP终端。
2.根据权利要求1所述的基于UDP与PLC的多设备同步控制方法，其特征在于，所述配置表中配置有主控制端、PLC控制器、多个UDP终端以及多个逻辑地址之间的一一映射关系。
3.根据权利要求2所述的基于UDP与PLC的多设备同步控制方法，其特征在于，通过主控制端向多个UDP终端发送UDP包进行握手操作，UDP包中包含多个逻辑地址；将主控制端以及通过多个逻辑地址完成握手操作的多个UDP终端配置为配置表。
4.根据权利要求1所述的基于UDP与PLC的多设备同步控制方法，其特征在于，“根据同步应答指令和多个数据传输同步指令，生成对应的延时时间并配置延时时间表”具体包括：
主控制端并发多个数据传输同步指令并生成并发的第一时间；
主控制端接收PLC控制器以及多个UDP终端对应反馈的同步应答指令并生成对应的第二时间；
将第一时间与第二时间的差值作为对应的PLC控制器以及多个UDP终端的延时时间；
将主控制端、PLC控制器、多个UDP终端与多个逻辑地址对应的延时时间配置为延时时间表。
5.根据权利要求1所述的基于UDP与PLC的多设备同步控制方法，其特征在于，“根据延时时间表，同步控制PLC控制器以及多个UDP终端”具体包括：
主控制端根据延时时间表，控制多个数据传输同步指令的发送时间，以使得PLC控制器以及多个UDP终端同步响应。
6.一种基于UDP与PLC的多设备同步控制系统，包括主控制端、PLC控制器以及多个UDP终端，其特征在于，包括：
配置表单元，用于通过配置表以获取主控制端对应的PLC控制器、多个UDP终端以及多个逻辑地址，多个逻辑地址来自于主控制端并发的多个数据传输同步指令中；
执行响应单元，用于接收并执行主控制端并发的多个数据传输同步指令，一一对应生成同步应答指令并反馈至主控制端；
延时单元，用于根据同步应答指令和多个数据传输同步指令，生成对应的延时时间并配置延时时间表；
同步控制单元，用于根据延时时间表，同步控制PLC控制器以及多个UDP终端。
7.根据权利要求6所述的基于UDP与PLC的多设备同步控制系统，其特征在于，所述配置表中配置有主控制端、PLC控制器、多个UDP终端以及多个逻辑地址之间的一一映射关系。
8.根据权利要求7所述的基于UDP与PLC的多设备同步控制系统，其特征在于，在配置表单元中，通过主控制端向多个UDP终端发送UDP包进行握手操作，UDP包中包含多个逻辑地址；将主控制端以及通过多个逻辑地址完成握手操作的多个UDP终端配置为配置表。
9.根据权利要求6所述的基于UDP与PLC的多设备同步控制系统，其特征在于，在延时单元中，“根据同步应答指令和多个数据传输同步指令，生成对应的延时时间并配置延时时间表”具体包括：
主控制端并发多个数据传输同步指令并生成并发的第一时间；
主控制端接收PLC控制器以及多个UDP终端对应反馈的同步应答指令并生成对应的第二时间；
将第一时间与第二时间的差值作为对应的PLC控制器以及多个UDP终端的延时时间；
将主控制端、PLC控制器、多个UDP终端与多个逻辑地址对应的延时时间配置为延时时间表。
10.根据权利要求6所述的基于UDP与PLC的多设备同步控制系统，其特征在于，在同步控制单元中，“根据延时时间表，同步控制PLC控制器以及多个UDP终端”具体包括：主控制端根据延时时间表，控制多个数据传输同步指令的发送时间，以使得PLC控制器以及多个UDP终端同步响应。
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