CN117950365A - Plc远程模块间的数据交互方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种PLC远程模块之间的数据交互方法及系统，属于PLC数据通信的领域，用于解决相关技术难以满足PLC子模块上传数据的实际复杂频次需求的问题，能够根据PLC子模块之间的数据订阅关系和数据交互记录来确定每个PLC子模块的轮询间隔时长，从而适应PLC子模块不同时间段不同的数据上传需求，既有利于满足各个PLC子模块不同的上传数据频次需求。
Description
技术领域
本申请涉及PLC数据通信的领域，尤其涉及一种PLC远程模块之间的数据交互方法及系统。
背景技术
PLC各个子模块之间通常通过数据总线与CPU实现进行数据以及控制上的连接，各PLC子模块之间的数据通信通常也是基于数据总线以及CPU的控制来完成的。CPU周期性的循环扫描并采集各个PLC子模块上传的数据，上述采集的数据经CPU内置的数据处理程序处理后再下发给到对应的PLC子模块，以此实现数据在不同PLC子模块之间的传递。当一个PLC子模块的数据传输任务结束后，再按既定顺序开始下一个PLC子模块的数据传输任务，以此循环。
然而，由于实际应用时不同PLC子模块需要上传数据的频次不同，以周期性循环扫描并采集各个PLC子模块的方案难以满足适应实际应用时的复杂需求。
发明内容
本申请提供了一种PLC远程模块之间的数据交互方法及系统，其有利于满足各个PLC子模块不同的上传数据的频次需求。
第一方面，本申请提供了一种PLC远程模块之间的数据交互方法。所述方法应用于PLC系统中的CPU，所述PLC系统还包括总线和多个PLC子模块，所述PLC子模块在被CPU轮询时向CPU发送交互数据包；
所述方法包括：
获取PLC子模块之间的数据订阅关系以及数据交互记录；
根据所述数据订阅关系和数据交互记录，相对每个PLC子模块的确定一轮询间隔时长；
根据所有PLC子模块的轮询间隔时长确定轮询策略数据。
通过采用上述技术方案，能够根据PLC子模块之间的数据订阅关系和数据交互记录来确定每个PLC子模块的轮询间隔时长，从而适应PLC子模块不同时间段不同的数据上传需求，既有利于满足各个PLC子模块不同的上传数据频次需求。
进一步地，所述根据所述数据订阅关系和数据交互记录，相对每个PLC子模块的确定一轮询间隔时长包括：
根据数据订阅关系确定PLC子模块的轮询数据量基数；
根据所述轮询数据量基数和数据交互记录确定PLC子模块的期望轮询间隔；
根据所述期望轮询间隔和预设间隔范围确定PLC子模块的轮询间隔时长。
进一步地，所述根据数据订阅关系确定PLC子模块的轮询数据量基数包括：
设PLC子模块被其他m个PLC子模块订阅，第i个PLC子模块订阅种数据，第i个PLC子模块订阅的第j种数据对应的订阅权值为/>，/>为相对第i个PLC子模块预设的重要性权重，PLC子模块的轮询数据量基数为B，则/>，式中，z为预设常数值。
进一步地，所述根据所述轮询数据量基数和数据交互记录确定PLC子模块的期望轮询间隔包括：
根据当前时刻之前预设时长内PLC子模块的数据交互记录计算轮询基准速度；
根据近预设数量个以指定时刻为中点的预设时长内PLC子模块的数据交互记录计算调整系数，所述指定时刻与当前时刻为预设周期规则下的周期性时刻；
根据轮询数据量基数、轮询参考速度和调整系数计算PLC子模块的期望轮询间隔。
进一步地，所述根据当前时刻之前预设时长内PLC子模块的数据交互记录计算轮询基准速度包括：
设当前时刻之前预设时长内PLC子模块存在n+1条数据交互记录，第1条数据交互记录距离当前时刻最近，计算第1至n条数据交互记录的交互数据量之和为第一累计交互量，确定第1条数据交互记录与第n+1条数据交互记录之间的交互事件将为第一累计间隔，计算第一累计交互量除以第一累计间隔的结果为轮询基准速度。
进一步地，所述根据近预设数量个以指定时刻为中点的预设时长内PLC子模块的数据交互记录计算第二轮询间隔时长包括：
相对每一预设时长内的数据交互记录确定一第二参考速度；
计算每一第二参考速度减去轮询基准速度的差值，得到预设数量个速度差距量；
判断速度差距量是否均不小于零或者均小于零；
若是，则调整系数，式中，/>为速度差距量的平均值，/>为轮询基准速度，/>为第一系数计算权值；
调整系数等于所有速度差距量的平均值；轮询基准速度加上速度差距两的平均值；
若否，则调整系数，式中，p为速度差距量不小于零的数据交互记录的数量，q为速度差距量小于零的数据交互记录的数量，/>为第二系数计算权值。
进一步地，所述根据轮询数据量基数、轮询参考速度和调整系数计算PLC子模块的期望轮询间隔包括：
计算轮询参考速度与调整系数的乘积为PLC子模块的轮询计算速度；
计算轮询数据量基数除以轮询计算速度的结果为所述期望轮询间隔。
进一步地，所述根据所述期望轮询间隔和预设间隔范围确定PLC子模块的轮询间隔时长包括：
判断所述期望轮询间隔是否处于预设间隔范围内；
若是，则PLC子模块的轮询间隔时长为期望轮询间隔；
若否，则在期望轮询间隔大于预设间隔范围的范围上限时，轮询间隔时长为预设间隔范围的范围上限，在期望轮询间隔小于预设间隔范围的范围下限时，轮询间隔时长为预设间隔范围的范围下限。
第二方面本申请提供了一种PLC远程模块之间的数据交互系统，包括CPU、总线和多个PLC子模块，所述PLC子模块在被CPU轮询时向CPU发送交互数据包；所述CPU应用如以上第一方面任意一项所述的方法。
综上所述，本申请至少包含以下有益效果：
提供了一种PLC远程模块之间的数据交互方法及系统，其能够根据PLC子模块的数据交互记录和数据订阅关系来智能确定PLC子模块的轮询时间间隔，有利于智能化满足PLC子模块的上传数据的频次需求。
应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本申请的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
结合附图并参考以下详细说明，本申请各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
图1示出了本申请实施例中的一种PLC远程模块之间的数据交互方法的流程图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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全部其他实施例，都属于本申请保护的范围。
另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请提供了一种PLC远程模块之间的数据交互方法及系统，其能够根据PLC子模块的数据交互记录和数据订阅关系来智能确定PLC子模块的轮询时间间隔。
第一方面，本申请提供了一种PLC远程模块之间的数据交互方法。所述方法应用于PLC系统中的CPU，所述PLC系统还包括总线和多个PLC子模块，所述PLC子模块在被CPU轮询时向CPU发送交互数据包。
具体来说，PLC子模块之间通过总线和CPU连接，并且实现PLC子模块之间的通讯，具体通讯过程中需要CPU基于轮询机制来获取PLC子模块上传的数据，PLC子模块的交互数据产生之后，会暂存在PLC子模块，直至CPU轮询至该PLC子模块并且将交互数据形成交互数据包成功发出，该部分交互数据才会被另做处理例如删除，应理解，若CPU轮询PLC子模块的时间间隔过长，则会导致交互数据暂存的过多，且数据通讯不及时，若时间间隔过短，则会造成CPU的性能浪费，甚至性能不足以支撑高频次轮询。
目前一般都采用定时轮询机制，即确定一个轮询时间间隔，定期循环性的逐个访问PLC子模块，然而PLC子模块产生交互数据的速度会发生变化，故该种定时轮询机制明显难以适应PLC子模块新的需求。
因此，提供了一种PLC远程模块之间的数据交互方法，改变CPU执行的控制逻辑，以适应PLC子模块的心得需求。
图1示出了本申请实施例中的一种PLC远程模块之间的数据交互方法的流程图。
参照图1，该方法具体包括以下步骤：
S110：获取PLC子模块之间的数据订阅关系以及数据交互记录。
数据订阅关系包括被订阅方、订阅方以及订阅目标数据，数据订阅关系反映不同PLC子模块之间的数据订阅关系，例如每一PLC子模块能够产生那些可供交互的数据，每一可供交互的数据可以供其他哪些PLC子模块利用，均被包含于数据订阅关系中。
数据交互记录包括数据发出方、数据接收方、数据类型标识以及交互事件，数据交互记录是指不同PLC子模块之间的历史的数据交互记录，其能够反映不同PLC子模块的数据交互痕迹。
S120：根据所述数据订阅关系和数据交互记录，相对每个PLC子模块的确定一轮询间隔时长。
本步骤的方法包括：根据数据订阅关系确定PLC子模块的轮询数据量基数；根据所述轮询数据量基数和数据交互记录确定PLC子模块的期望轮询间隔；根据所述期望轮询间隔和预设间隔范围确定PLC子模块的轮询间隔时长。
具体来说，所述根据数据订阅关系确定PLC子模块的轮询数据量基数包括：设PLC子模块被其他m个PLC子模块订阅，第i个PLC子模块订阅种数据，第i个PLC子模块订阅的第j种数据对应的订阅权值为/>，/>为相对第i个PLC子模块预设的重要性权重，PLC子模块的轮询数据量基数为B，则/>，式中，z为预设常数值。订阅权值均不小于0，若PLC子模块相应数据被订阅，则第i个PLC子模块订阅的第j种数据对应的订阅权值为/>大于0，具体值根据订阅方对数据的关注度预先设定，关注度越高，订阅权值越大；若相应数据未被订阅，则第i个PLC子模块订阅的第j种数据对应的订阅权值为/>等于0。总之，根据数据订阅关系，能够确定每个PLC子模块的轮询数据量基数。
所述根据所述轮询数据量基数和数据交互记录确定PLC子模块的期望轮询间隔包括：根据当前时刻之前预设时长内PLC子模块的数据交互记录计算轮询基准速度；根据近预设数量个以指定时刻为中点的预设时长内PLC子模块的数据交互记录计算调整系数，所述指定时刻与当前时刻为预设周期规则下的周期性时刻；根据轮询数据量基数、轮询参考速度和调整系数计算PLC子模块的期望轮询间隔。
在一个示例中，所述根据当前时刻之前预设时长内PLC子模块的数据交互记录计算轮询基准速度包括：设当前时刻之前预设时长内PLC子模块存在n+1条数据交互记录，第1条数据交互记录距离当前时刻最近，计算第1至n条数据交互记录的交互数据量之和为第一累计交互量，确定第1条数据交互记录与第n+1条数据交互记录之间的交互事件将为第一累计间隔，计算第一累计交互量除以第一累计间隔的结果为轮询基准速度。轮询基准速度反映PLC子模块在预设时长内的数据累计速度，轮询基准速度越大，表示数据累计速度越快。
在该示例中，所述根据近预设数量个以指定时刻为中点的预设时长内PLC子模块的数据交互记录计算第二轮询间隔时长包括：相对每一预设时长内的数据交互记录确定一第二参考速度；计算每一第二参考速度减去轮询基准速度的差值，得到预设数量个速度差距量；判断速度差距量是否均不小于零或者均小于零；若是，则调整系数，式中，/>为速度差距量的平均值，/>为轮询基准速度，/>为第一系数计算权值；调整系数等于所有速度差距量的平均值；轮询基准速度加上速度差距两的平均值；若否，则调整系数/>，式中，p为速度差距量不小于零的数据交互记录的数量，q为速度差距量小于零的数据交互记录的数量，/>为第二系数计算权值。第一系数计算权值和第二系数计算权值均为预设的常数值且均大于0，具体一般取0.1-0.5，此处可取0.3。
所述根据轮询数据量基数、轮询参考速度和调整系数计算PLC子模块的期望轮询间隔包括：计算轮询参考速度与调整系数的乘积为PLC子模块的轮询计算速度；计算轮询数据量基数除以轮询计算速度的结果为所述期望轮询间隔。
在本步骤的方法中，所述根据所述期望轮询间隔和预设间隔范围确定PLC子模块的轮询间隔时长包括：判断所述期望轮询间隔是否处于预设间隔范围内；若是，则PLC子模块的轮询间隔时长为期望轮询间隔；若否，则在期望轮询间隔大于预设间隔范围的范围上限时，轮询间隔时长为预设间隔范围的范围上限，在期望轮询间隔小于预设间隔范围的范围下限时，轮询间隔时长为预设间隔范围的范围下限。
基于前述内容，能够实现每个PLC子模块的轮询间隔时长的计算，应理解，该轮询间隔时长的计算过程为机器学习模型，该模型中的参数例如第一系数计算权重、第二系数计算权重等可以基于轮询数据量基数和实际轮询时的交互数据之间的数据量差距来训练，最终目的在于实际轮询时交互数据基本稳定的响应的轮询数据量基数。
S130：根据所有PLC子模块的轮询间隔时长确定轮询策略数据。
在每个PLC子模块的轮询间隔时长确定，且每个PLC子模块前一次轮询的时间确定，基于此可以计算下一次的轮询时间，尔后按照下一次轮询时间的时间顺序对PLC子模块进行轮询，例如首先对下一次轮询时间最靠前的PLC子模块进行轮询。
基于以上方案，能够实现对PLC子模块的智能轮询，有利于保障轮询策略更能符合PLC子模块的数据交互的实际需求。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
第二方面本申请提供了一种PLC远程模块之间的数据交互系统。
该系统包括CPU、总线和多个PLC子模块，所述PLC子模块在被CPU轮询时向CPU发送交互数据包；所述CPU应用本申请实施例第一方面提供的方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
综上所述，本申请至少包含以下有益效果：
提供了一种PLC远程模块之间的数据交互方法及系统，其能够根据PLC子模块的数据交互记录和数据订阅关系来智能确定PLC子模块的轮询时间间隔，有利于智能化满足PLC子模块的上传数据的频次需求。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离前述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (9)
1.一种PLC远程模块之间的数据交互方法，其特征在于，应用于PLC系统中的CPU，所述PLC系统还包括总线和多个PLC子模块，所述PLC子模块在被CPU轮询时向CPU发送交互数据包；
所述方法包括：
获取PLC子模块之间的数据订阅关系以及数据交互记录；
根据所述数据订阅关系和数据交互记录，相对每个PLC子模块的确定一轮询间隔时长；
根据所有PLC子模块的轮询间隔时长确定轮询策略数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述数据订阅关系和数据交互记录，相对每个PLC子模块的确定一轮询间隔时长包括：
根据数据订阅关系确定PLC子模块的轮询数据量基数；
根据所述轮询数据量基数和数据交互记录确定PLC子模块的期望轮询间隔；
根据所述期望轮询间隔和预设间隔范围确定PLC子模块的轮询间隔时长。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据数据订阅关系确定PLC子模块的轮询数据量基数包括：
设PLC子模块被其他m个PLC子模块订阅，第i个PLC子模块订阅种数据，第i个PLC子模块订阅的第j种数据对应的订阅权值为/>，/>为相对第i个PLC子模块预设的重要性权重，PLC子模块的轮询数据量基数为B，则/>，式中，z为预设常数值。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述轮询数据量基数和数据交互记录确定PLC子模块的期望轮询间隔包括：
根据当前时刻之前预设时长内PLC子模块的数据交互记录计算轮询基准速度；
根据近预设数量个以指定时刻为中点的预设时长内PLC子模块的数据交互记录计算调整系数，所述指定时刻与当前时刻为预设周期规则下的周期性时刻；
根据轮询数据量基数、轮询参考速度和调整系数计算PLC子模块的期望轮询间隔。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据当前时刻之前预设时长内PLC子模块的数据交互记录计算轮询基准速度包括：
设当前时刻之前预设时长内PLC子模块存在n+1条数据交互记录，第1条数据交互记录距离当前时刻最近，计算第1至n条数据交互记录的交互数据量之和为第一累计交互量，确定第1条数据交互记录与第n+1条数据交互记录之间的交互事件将为第一累计间隔，计算第一累计交互量除以第一累计间隔的结果为轮询基准速度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据近预设数量个以指定时刻为中点的预设时长内PLC子模块的数据交互记录计算第二轮询间隔时长包括：
相对每一预设时长内的数据交互记录确定一第二参考速度；
计算每一第二参考速度减去轮询基准速度的差值，得到预设数量个速度差距量；
判断速度差距量是否均不小于零或者均小于零；
若是，调整系数，式中，/>为速度差距量的平均值，/>为轮询基准速度，/>为第一系数计算权值；
调整系数等于所有速度差距量的平均值；轮询基准速度加上速度差距两的平均值；
若否，则调整系数，式中，p为速度差距量不小于零的数据交互记录的数量，q为速度差距量小于零的数据交互记录的数量，/>为第二系数计算权值。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据轮询数据量基数、轮询参考速度和调整系数计算PLC子模块的期望轮询间隔包括：
计算轮询参考速度与调整系数的乘积为PLC子模块的轮询计算速度；
计算轮询数据量基数除以轮询计算速度的结果为所述期望轮询间隔。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述期望轮询间隔和预设间隔范围确定PLC子模块的轮询间隔时长包括：
判断所述期望轮询间隔是否处于预设间隔范围内；
若是，则PLC子模块的轮询间隔时长为期望轮询间隔；
若否，则在期望轮询间隔大于预设间隔范围的范围上限时，轮询间隔时长为预设间隔范围的范围上限，在期望轮询间隔小于预设间隔范围的范围下限时，轮询间隔时长为预设间隔范围的范围下限。
9.一种PLC远程模块之间的数据交互系统，其特征在于，包括CPU、总线和多个PLC子模块，所述PLC子模块在被CPU轮询时向CPU发送交互数据包；所述CPU应用如权利要求1-8中任意一项所述的方法。
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
| 黄书强;郑启伦;: "无线Mesh网络的容量优化理论", 计算机工程, no. 11, 5 June 2009 (2009-06-05) * |
Also Published As
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