CN117453579A - 多主站总线系统协同交互数据存储方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多主站总线系统协同交互数据存储方法及系统，包括：主控单元在内存单元中进行划分，得到与主站相应的数据池空间；主控单元依次访问主站，并从主站获取交互数据存储到主站相应的数据池空间中，分析单元对数据池空间中的所述交互数据处理完毕后清空已分析的交互数据。本发明以一个主控单元作为核心单元，扩展多路主站模块，在实现多主站相互交互数据的同时，降低了数据存储丢包率并减小了整个系统的负荷压力及成本。
Description
技术领域
本发明涉及ARM架构存储控制技术领域，具体地，涉及一种多主站总线系统协同交互数据存储方法及系统。
背景技术
随着自动化技术的快速发展，生产型工厂对于自动化设备要求也越来越高，而在自动化设备运行过程中，以PLC控制器可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，简称PLC)为核心，配合单主站通讯模块组网协作对从站设备完成数据采集及信号控制；多主站协作还需要配备PLC主控，另外存在主控PLC数据交互复杂。
专利文献CN110658779A公开了一种PLC数据存储方法及装置，其中方法包括以下步骤：步骤一：通过PLC数据采集卡采集PLC设备的数据并将数据保存到其存储设备，其中，所述存储设备为SD卡或者TF卡；步骤二：通过管理式交换机定时扫描所述PLC数据采集卡的数据保存情况和备份节点的在线及备份情况，当获取所述PLC数据采集卡的数据保存量大于预定阈值时，将所述PLC数据采集卡保存的数据备份到当前未存储满的备份节点；如果当前在线的备份节点存储都满了，会通过管理式交换机的POE模块开启下一个备份节点的电源，确认新开启的备份节点存储未满，再将所述PLC数据采集卡保存的数据备份到新的备份节点，然后通过所述POE模块将当前存储满的备份节点电源关闭。
专利文献CN111179462A公开了一种基于多主站通讯模式的PLC运行数据记录方法，包括：周期性地接收到目标PLC反馈的数据帧，这些数据帧用作通道状态监听数据帧；若在所述预设时间内接收到所述通道状态响应数据帧，则确定与所述目标PLC之间的数据通道处于连接态，按照多主站通讯模式从所述目标PLC中读取运行数据并记录。本发明实施例提供的基于多主站通讯模式的PLC运行数据记录方法，实现了即使在没有网络覆盖的场所，同样可以实现关键运行累计数据的防篡改记录、传递
但是，现有技术中的多主站总线系统协作时需要配备PLC主控且数据交互复杂，系统负荷压力大、存在丢包率且系统成本高。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种多主站总线系统协同交互数据存储方法及系统。
根据本发明提供的一种多主站总线系统协同交互数据存储方法，包括：
步骤S1：主控单元在内存单元中进行划分，得到与主站相应的数据池空间；
步骤S2：主控单元依次访问主站，并从主站获取交互数据存储到主站相应的数据池空间中，分析单元对数据池空间中的所述交互数据处理完毕后清空已分析的交互数据。
优选地，所述步骤S2包括：
步骤S2.1：主控单元判断内存单元中所述数据池空间的数据区A是否为空；如果为空，则实时获取交互数据存储到数据区A中，分析单元实时分析数据区A的交互数据，处理完毕并清空数据区A；如果不为空，则触发步骤S2.2；
步骤S2.2：主控单元判断内存单元中所述数据池空间的数据区B是否为空；如果为空，则实时获取交互数据存储到数据区B中，分析单元实时分析数据区B的交互数据，处理完毕并清空数据区B；如果不为空，则触发步骤S2.3；
步骤S2.3：主控单元减少时间片周期；触发所述步骤S2.1；
其中，主控单元根据时间片划分，依次选中访问主站。
优选地，在所述主控单元判断内存单元中所述数据池空间的数据区A是否为空之前，主控单元切换主站进入OP运行模式。
优选地，主控单元从FLASH单元中获得主站对应的配置信息，并拷贝入所述数据池空间中与主站相应的配置数据区中；主控单元将所述配置数据区中的配置信息，以片选选中的方式，依次下发给对应的主站。
优选地，主控单元减少时间片周期，以平衡分析单元的数据分析处理时间与主控单元采集并存储各主站交互数据的周期。
根据本发明提供一种多主站总线系统协同交互数据存储系统，包括：主控单元、主站、分析单元、内存单元；
主控单元在内存单元中进行划分，得到与主站相应的数据池空间；
主控单元依次访问主站，并从主站获取交互数据存储到主站相应的数据池空间中，分析单元对数据池空间中的所述交互数据处理完毕后清空已分析的交互数据。
优选地，主控单元判断内存单元中所述数据池空间的数据区A是否为空；如果为空，则实时获取交互数据存储到数据区A中，分析单元实时分析数据区A的交互数据，处理完毕并清空数据区A；
如果不为空，主控单元判断内存单元中所述数据池空间的数据区B是否为空；如果为空，则实时获取交互数据存储到数据区B中，分析单元实时分析数据区B的交互数据，处理完毕并清空数据区B；
如果不为空，主控单元减少时间片周期；触发所述主控单元判断内存单元中所述数据池空间的数据区A是否为空；
其中，主控单元根据时间片划分，依次选中访问主站。
优选地，在所述主控单元判断内存单元中所述数据池空间的数据区A是否为空之前，主控单元切换主站进入OP运行模式。
优选地，主控单元从FLASH单元中获得主站对应的配置信息，并拷贝入所述数据池空间中与主站相应的配置数据区中；
主控单元将所述配置数据区中的配置信息，以片选选中的方式，依次下发给对应的主站。
优选地，主控单元减少时间片周期，以平衡分析单元的数据分析处理时间与主控单元采集并存储各主站交互数据的周期。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明能够有效解决数据存储丢包，实现多主站相互交互数据的技术问题，减轻系统负荷压力，提高系统便捷性。
2、本发明可以一个主控作为核心单元，扩展多路主站模块，从而减小整个系统成本。
3、本发明通过对分析单元数据处理时间和主控单元采集PN/DP主站数据并存储到内存单元的时间进行相互平衡，从而能保证完整数据不丢包，实时采集存储，又能保证数据及时处理，不占用内存空间。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的系统组成示意图。
图2为本发明的内存单元中的数据池空间组成示意图。
图3为本发明中多主站总线系统协同交互数据存储方法的步骤流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提供的一种多主站总线系统协同交互数据存储方法，包括：
步骤S1：主控单元在内存单元中进行划分，得到与主站相应的数据池空间；具体地，如图2所示，数据池空间包含配置数据区、诊断数据区、过程数据区，其中过程数据区包括数据区A和数据区B。
步骤S2：主控单元依次访问主站，并从主站获取交互数据存储到主站相应的数据池空间中，分析单元对数据池空间中的所述交互数据处理完毕后清空已分析的交互数据。所述步骤S2包括：步骤S2.1：主控单元判断内存单元中所述数据池空间的数据区A是否为空；如果为空，则主控单元根据时间片划分，依次选中访问主站实时获取交互数据存储到数据区A中，分析单元实时分析数据区A的交互数据，处理完毕并清空数据区A；如果不为空，则触发步骤S2.2；步骤S2.2：主控单元判断内存单元中所述数据池空间的数据区B是否为空；如果为空，则主控单元根据时间片划分，依次选中访问主站实时获取交互数据存储到数据区B中，分析单元实时分析数据区B的交互数据，处理完毕并清空数据区B；如果不为空，则触发步骤S2.3；步骤S2.3：主控单元减少时间片周期；触发所述步骤S2.1。在所述主控单元判断内存单元中所述数据池空间的数据区A是否为空之前，主控单元切换主站进入OP运行模式，即状态机运行模式。
具体地，如图3所示，本发明的工作流程机制如下：
首先，组态配置所有PN/DP Master信息存入FLASH单元，主控单元根据组态配置信息把内存单元中进行划分成与主站对应的数据池空间；
然后，主控单元从FLASH单元中获得PN/DP Master对应的配置信息，并拷贝入所述数据池空间中与PN/DP Master相应的配置数据区中；
接着，主控单元将所述配置数据区中的配置信息，以片选选中的方式，依次下发给对应的PN/DP Master模块，随后各个PN/DP Master模块进入OP运行模式；
再接着，主控单元判断内存单元中所述数据池空间的数据区A是否为空；如果为空，主控单元则根据时间片划分，依次片选PN/DP Master，通过双口RAM访问主站实时获取交互数据存储到数据区A中，同时分析单元实时分析数据区A的交互数据，处理完毕并清空数据区A；如果不为空，主控单元再判断内存单元中所述数据池空间的数据区B是否为空；如果为空，主控单元则根据时间片划分，依次片选PN/DP Master，通过双口RAM访问主站实时获取交互数据存储到数据区B中，同时分析单元实时分析数据区B的交互数据，处理完毕并清空数据区B；
进一步地，如果数据区B不为空，主控单元减少时间片循环周期，以提高通讯速率后再次循环并逐一判断内存单元中所述数据池空间的数据区A和数据区B是否为空。
最后，完成多主站协同交互实时数据存储过程。
本发明中主控单元通过减少时间片周期，平衡分析单元的数据分析处理时间与主控单元采集并存储各主站交互数据的周期。其中，所述平衡是指：
分析单元的数据分析处理时间与主控单元采集并存储主站交互数据的时间相等，或者分析单元的数据分析处理时间小于主控单元采集并存储主站交互数据的时间，并且分析单元的数据分析处理时间与主控单元采集并存储各主站交互数据的时间的时间差在设定的范围内。既保证了完整数据不丢包，实时采集存储的同时，又能保证数据能够及时处理且不占用内存空间。
本发明还提供了一种多主站总线系统协同交互数据存储系统，本领域技术人员可以通过执行所述多主站总线系统协同交互数据存储系统方法的步骤流程实现所述多主站总线系统协同交互数据存储系统系统，即可以将所述多主站总线系统协同交互数据存储方法理解为所述多主站总线系统协同交互数据存储系统的优选实施方式。
如图1所示，根据本发明提供一种多主站总线系统协同交互数据存储系统，包括：主控单元、主站、分析单元、内存单元；图1中的Master表示主站，主站例如可以是PN/DP主站，PN为指Profinet总线接口，DP为Profibus总线接口。主控单元负责与各个PN/DP Master实时交互数据；内存单元负责存储采集交互的PN/DP Master的过程数据；分析单元负责处理内存单元中的PN/DP Master的过程数据；FLASH单元负责存储PN/DP Master的配置数据。
下面对本发明进行更为详细的说明。
主控单元在内存单元中进行划分，得到与主站相应的数据池空间；
主控单元依次访问主站，并从主站获取交互数据存储到主站相应的数据池空间中，分析单元对数据池空间中的所述交互数据处理完毕后清空已分析的交互数据。
主控单元判断内存单元中所述数据池空间的数据区A是否为空；如果为空，则实时获取交互数据存储到数据区A中，分析单元实时分析数据区A的交互数据，处理完毕并清空数据区A；如果不为空，主控单元判断内存单元中所述数据池空间的数据区B是否为空；如果为空，则实时获取交互数据存储到数据区B中，分析单元实时分析数据区B的交互数据，处理完毕并清空数据区B；如果不为空，主控单元减少时间片周期；触发所述主控单元判断内存单元中所述数据池空间的数据区A是否为空；其中，主控单元根据时间片划分，依次选中访问主站。
在所述主控单元判断内存单元中所述数据池空间的数据区A是否为空之前，主控单元切换主站进入OP运行模式。主控单元从FLASH单元中获得主站对应的配置信息，并拷贝入所述数据池空间中与主站相应的配置数据区中；主控单元将所述配置数据区中的配置信息，以片选选中的方式，依次下发给对应的主站。主控单元减少时间片周期，以平衡分析单元的数据分析处理时间与主控单元采集并存储各主站交互数据的周期。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种多主站总线系统协同交互数据存储方法，其特征在于，包括：
步骤S1：主控单元在内存单元中进行划分，得到与主站相应的数据池空间；
步骤S2：主控单元依次访问主站，并从主站获取交互数据存储到主站相应的数据池空间中，分析单元对数据池空间中的所述交互数据处理完毕后清空已分析的交互数据。
2.根据权利要求1所述的多主站总线系统协同交互数据存储方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
步骤S2.1：主控单元判断内存单元中所述数据池空间的数据区A是否为空；如果为空，则实时获取交互数据存储到数据区A中，分析单元实时分析数据区A的交互数据，处理完毕并清空数据区A；如果不为空，则触发步骤S2.2；
步骤S2.2：主控单元判断内存单元中所述数据池空间的数据区B是否为空；如果为空，则实时获取交互数据存储到数据区B中，分析单元实时分析数据区B的交互数据，处理完毕并清空数据区B；如果不为空，则触发步骤S2.3；
步骤S2.3：主控单元减少时间片周期；触发所述步骤S2.1；
其中，主控单元根据时间片划分，依次选中访问主站。
3.根据权利要求1所述的多主站总线系统协同交互数据存储方法，其特征在于，在所述主控单元判断内存单元中所述数据池空间的数据区A是否为空之前，主控单元切换主站进入OP运行模式。
4.根据权利要求1所述的多主站总线系统协同交互数据存储方法，其特征在于，主控单元从FLASH单元中获得主站对应的配置信息，并拷贝入所述数据池空间中与主站相应的配置数据区中；
主控单元将所述配置数据区中的配置信息，以片选选中的方式，依次下发给对应的主站。
5.根据权利要求2所述的多主站总线系统协同交互数据存储方法，其特征在于，主控单元减少时间片周期，以平衡分析单元的数据分析处理时间与主控单元采集并存储各主站交互数据的周期。
6.一种多主站总线系统协同交互数据存储系统，其特征在于，包括：主控单元、主站、分析单元、内存单元；
主控单元在内存单元中进行划分，得到与主站相应的数据池空间；
主控单元依次访问主站，并从主站获取交互数据存储到主站相应的数据池空间中，分析单元对数据池空间中的所述交互数据处理完毕后清空已分析的交互数据。
7.根据权利要求6所述的多主站总线系统协同交互数据存储系统，其特征在于，主控单元判断内存单元中所述数据池空间的数据区A是否为空；如果为空，则实时获取交互数据存储到数据区A中，分析单元实时分析数据区A的交互数据，处理完毕并清空数据区A；
如果不为空，主控单元判断内存单元中所述数据池空间的数据区B是否为空；如果为空，则实时获取交互数据存储到数据区B中，分析单元实时分析数据区B的交互数据，处理完毕并清空数据区B；
如果不为空，主控单元减少时间片周期；触发所述主控单元判断内存单元中所述数据池空间的数据区A是否为空；
其中，主控单元根据时间片划分，依次选中访问主站。
8.根据权利要求6所述的多主站总线系统协同交互数据存储系统，其特征在于，在所述主控单元判断内存单元中所述数据池空间的数据区A是否为空之前，主控单元切换主站进入OP运行模式。
9.根据权利要求6所述的多主站总线系统协同交互数据存储系统，其特征在于，主控单元从FLASH单元中获得主站对应的配置信息，并拷贝入所述数据池空间中与主站相应的配置数据区中；
主控单元将所述配置数据区中的配置信息，以片选选中的方式，依次下发给对应的主站。
10.根据权利要求7所述的多主站总线系统协同交互数据存储系统，其特征在于，主控单元减少时间片周期，以平衡分析单元的数据分析处理时间与主控单元采集并存储各主站交互数据的周期。
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