RU2651142C1 - Способ и система автоматизированного программирования при помощи экспертной системы, интеллектуальных систем асу, основанных на программно-логических контроллерах (плк) и микроконтроллерах - Google Patents
Способ и система автоматизированного программирования при помощи экспертной системы, интеллектуальных систем асу, основанных на программно-логических контроллерах (плк) и микроконтроллерах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2651142C1 RU2651142C1 RU2017129379A RU2017129379A RU2651142C1 RU 2651142 C1 RU2651142 C1 RU 2651142C1 RU 2017129379 A RU2017129379 A RU 2017129379A RU 2017129379 A RU2017129379 A RU 2017129379A RU 2651142 C1 RU2651142 C1 RU 2651142C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- equipment
- plc
- information
- devices
- functions
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 76
- 230000006870 function Effects 0.000 claims abstract description 31
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000007726 management method Methods 0.000 claims description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 4
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims description 2
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 15
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000003936 working memory Effects 0.000 description 2
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000013501 data transformation Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
- G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
- G05B19/056—Programming the PLC
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/10—Plc systems
- G05B2219/13—Plc programming
- G05B2219/13111—Expert system
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Software Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Programmable Controllers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам и системам для автоматизации оборудования. Технический результат заключается в повышении скорости подключения устройств к ПЛК. Способ, содержащий этапы, на которых: ЭС получает набор информации о подключаемом к ПЛК оборудовании; ЭС проверяет полученный набор информации; определяют с помощью ЭС набор функций для каждого подключаемого типа оборудования; ЭС генерирует набор команд, исполняемых ПЛК, соответствующих функциям подключаемого оборудования, с помощью заложенных алгоритмов генерации программных команд; ЭС генерирует интерактивные подсказки для подключения устройств к ПЛК; передают информацию на ПЛК, содержащую по меньшей мере упомянутый набор команд; подключают к ПЛК по меньшей мере одно устройство и активируют исполнение по меньшей мере одной команды, соответствующей по меньшей мере одной функции упомянутого устройства. 2 н. и 30 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Заявленное изобретение относится к способам и системам для автоматизации оборудования в единое рабочее пространство для применения в интеллектуальных системах управления типа «Умный дом».
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
На сегодняшний день основным недостатком существующих технических решений в данной области является отсутствие простого и интуитивно понятного способа объединения подключаемых устройств в единое пространство при их подключении к программно-логическим контроллерам (ПЛК) или микроконтроллеру.
В общем случае, создание «умных домов» - есть автоматизация инженерных систем зданий средствами программируемых логических контроллеров - ПЛК. Особенностью систем, основанных на ПЛК, является необходимость индивидуального программирования контроллеров «на месте» для каждого конкретного объекта. Данный процесс лишь отчасти упрощается посредством удаленного подключения к контроллеру средствами VPN, что не отменяет самого процесса индивидуального программирования и необходимости в непосредственном взаимодействии с каждым контроллером в процессе отладки индивидуально написанной управляющей программы ПЛК. Программирование системы происходит уже после монтажа и подключения всех устройств, т.к. работы по сборке щита его «расключению» и программированию производится разными специалистами, то данный аспект неизбежно вносит негативный элемент «человеческого фактора» в процесс настройки, наладки и дальнейшей эксплуатации. Известен программируемый мультимедийный контроллер с программируемыми функциями (патент RU 2460119, 27.08.2012), который представляет собой программируемый мультимедийный контроллер, который предназначен для домашнего и коммерческого применения, профессиональной работы с аудио или видео, вещания или студийной работы, обеспечения безопасности, автоматизации или других сфер применения, который выполнен с возможностью взаимодействия, контроля и управления широким спектром аудио- и видеоустройств, устройств связи, передачи данных и другими устройствами.
Недостатком данного решения является необходимость ручного программирования контроллера при подключении к нему ряда устройств, что требует применение специальных навыков и вмешательства специалиста. Также, данное решение не позволяет генерировать подсказки по процессу подключения устройств и осуществлять программирование ПЛК на основе среды диалогового программирования.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Технической проблемой, решаемой заявленным изобретением, является упрощение процесса программирования ПЛК при подключении к нему устройств, за счет использования экспертной системы (ЭС), которая на основании информации, полученной от пользователя о подключаемом оборудовании, автоматически формирует необходимые программные модули для работы устройств, а также сопровождает процесс подключения устройств с помощью генерирования интерактивных подсказок.
Техническим результатом является обеспечение процесса подключения устройств к ПЛК за счет среды диалогового программирования, что ускоряет и упрощает процесс подключения за счет обработки информации с помощью экспертной системы, которая автоматически формирует необходимые программные команды для устройств, подключаемых к ПЛК.
Также, дополнительный эффект от применения изобретения, заключается в снижении риска неправильного подключения оборудования или его поломки, поскольку процесс подключения сопровождается интерактивными подсказками, а также индикацией необходимых разъемов подключения устройств.
Изобретение осуществляется за счет способа автоматизированного программирования ПЛК с помощью ЭС, для управления множеством устройств, который содержит этапы, на которых:
- ЭС получает набор информации о подключаемом к ПЛК оборудовании;
- ЭС проверяет полученный набор информации;
- определяют с помощью ЭС набор функций для каждого подключаемого типа оборудования;
- ЭС генерирует набор команд, исполняемых ПЛК, соответствующих функциям подключаемого оборудования;
- ЭС генерирует интерактивные подсказки для подключения устройств к ПЛК;
- подключают к ПЛК по меньшей мере одно устройство и активируют исполнение по меньшей мере одной команды, соответствующей по меньшей мере одной функции упомянутого устройства.
В одном частном случае реализации способа набор информации об оборудовании получают посредством графического интерфейса пользователя.
В другом частном случае реализации способа графический интерфейс пользователя содержит иерархически структурированную информацию об оборудовании представленную в текстовом и/или графическом виде.
В другом частном случае реализации способа ЭС содержит в себе «Базу знаний», содержащую информацию об оборудовании, информацию о типовых решениях, возможные настройки и варианты подключения оборудования к ПЛК, алгоритмы генерации ПО, сведения об аппаратной части ПЛК.
В другом частном случае реализации способа информация, полученная об оборудовании, подключаемом к ПЛК, проверяется ЭС на непротиворечивость относительно информации, хранящейся в ней.
В другом частном случае реализации способа ЭС генерирует набор команд для двух или более ПЛК объеденных в единую сеть.
В другом частном случае реализации способа выбор информации о подключаемом оборудовании осуществляется из вариантов, подобранных ЭС на основе информации, введенной пользователем с помощью графического интерфейса.
В другом частном случае реализации способа формирование вариантов основывается на информации о помещении и необходимой функциональности, которая включает в себя по меньшей мере один параметр, выбираемый из группы:
- назначение помещения,
- типы управляемых устройств,
- метод управления устройством или группой устройств,
- средства управления,
- форма управления устройством,
- количество управляемых устройств,
- количество управляющих устройств.
В другом частном случае реализации способа набор информации об оборудовании формируется с помощью шаблонов, хранящихся в ЭС.
В другом частном случае реализации способа выбор информации об оборудовании осуществляется с помощью графических представлений единиц оборудования.
В другом частном случае реализации способа дополнительно при выборе единицы оборудования генерируется по меньшей мере одно графическое представление, выбираемое из группы: средства управления оборудованием, варианты управления оборудованием, варианты объединения единиц оборудования в группы.
В другом частном случае реализации способа при активации графического представления единицы оборудования отображается его описание, включающее по меньшей мере: тип оборудования и модель.
В другом частном случае реализации способа функции устройств определяют с помощью базы знаний ЭС.
В другом частном случае реализации способа база знаний содержится на удаленном устройстве хранения данных.
В другом частном случае реализации способа при определении функции устройства определяются варианты состояний исполнения упомянутых функций.
В другом частном случае реализации способа генерирование команд для ПЛК включает в себя состояния выполнения функций для каждого из подключаемых устройств.
В другом частном случае реализации способа интерактивные подсказки отображаются на дисплее ПЛК и/или на удаленном устройстве пользователя.
В другом частном случае реализации способа устройство пользователя представляет собой стационарную панель управления, телефон, смартфон, планшет, ноутбук или персональный компьютер.
В другом частном случае реализации способа интерактивные подсказки для подключения устройств дополнительно включают в себя индикацию интерфейсов ввода/вывода ПЛК для подключения устройств.
В другом частном случае реализации способа индикация представляет собой световую индикацию.
В другом частном случае реализации способа световая индикация для одновременно подключаемых нескольких устройств выполняется разным цветом.
В другом частном случае реализации способа цветовая индикация дублируется в подсказках графического интерфейса пользователя для соответствующих устройств.
В другом частном случае реализации способа дополнительно формируется проектное решение для подключаемого оборудования.
В другом частном случае реализации способа дополнительно формируется проектная документация для подключаемого оборудования.
В другом частном случае реализации способа после подключения по меньшей мере одного устройства к ПЛК автоматически выполняется его диагностика.
Заявленное изобретение также осуществляется с помощью системы автоматизированного программирования ПЛК с помощью ЭС для управления множеством устройств, которая содержит:
- по меньшей мере один процессор;
- по меньшей мере одну память, содержащую машиночитаемые инструкции, которые побуждают по меньшей мере один процессор:
- получать с помощью ЭС набор информации о подключаемом к ПЛК оборудовании;
- проверять с помощью ЭС полученный набор информации;
- определять с помощью ЭС набор функций для каждого подключаемого типа оборудования;
- генерировать с помощью ЭС набор команд, исполняемых ПЛК, соответствующих функциям подключаемого оборудования;
- генерировать с помощью ЭС интерактивные подсказки для подключения устройств к ПЛК;
- передавать сформированные данные на ПЛК;
- подключать к ПЛК по меньшей мере одно устройство и активировать исполнение по меньшей мере одной команды, соответствующей по меньшей мере одной функции упомянутого устройства.
В одном из частных вариантов реализации системы ЭС содержится на удаленном устройстве.
В одном из частных вариантов реализации системы ЭС содержится в ПЛК, при этом База знаний содержится на удаленном устройстве.
В другом частном варианте реализации системы удаленное устройство представляет собой сервер.
В другом частном варианте реализации системы набор информации об оборудовании получают с помощью графического интерфейса пользователя.
В другом частном варианте реализации системы выбор информации об оборудовании осуществляется с помощью графических представлений единиц оборудования.
В другом частном варианте реализации системы при активации графического представления единицы оборудования отображается его описание, включающее по меньшей мере: тип оборудования и модель.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 иллюстрирует пример подключения устройств к ПЛК.
Фиг. 2 иллюстрирует пример работы способа подключения устройств и обработки информации.
Фиг. 3 иллюстрирует принцип работы ЭС и передачи информации в ПЛК.
Фиг. 4 иллюстрирует пример передачи и отображения подсказок для подключения оборудования.
Фиг. 5 иллюстрирует пример структурной схемы ЭС.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно Фиг. 1 заявленное решение реализуется за счет системы (100), состоящей из устройства, в частности ЭВМ (110), генерирующего команды для ПЛК (120), ПЛК (120) и подключаемых к нему устройств (130). Устройства (131-133) могут представлять собой, но не ограничиваясь: датчики (сенсоры), выключатели, актуаторы, реле, роутеры, осветительное оборудование, рольставни, розетки, элементы интернета вещей (IoT), бытовую технику, аудио/видео оборудование и т.п. Любой тип устройств, который может централизованно управляться с помощью ПЛК, может использоваться в заявленной системе (100).
В общем случае ЭВМ (110), исполняющая ЭС (230), содержит в себе объединенные посредством шины один или более процессоров (111) выполняющих основную вычислительную обработку, ОЗУ (112), ПЗУ (113), которое может исполняться в виде HDD, SSD, флэш накопителя и т.п. ПЛК (120) также содержит различные интерфейсы для подключения устройств (114), например, LAN, USB, PS/2, COM, FireWire и т.п.
ЭВМ (110) и ПЛК (120) также могут включать в себя модули для обеспечения беспроводного обмена информацией, например, Bluetooth, WLAN (Wi-Fi), IrDa, NFC, BLE, GSM модем (2G, 3G, 4G, 5G).
ПЛК (120) может выбираться из широко спектра устройств данного профиля, например, Modicon 984 от Shneider Electric. ПЛК (120) в общем случае содержит центральное процессорное устройство (ЦПУ), память, которая содержит состояния и программу пользователя, входные модули, процессор ввода-вывода, выходные модули и коммуникационный процессор.
Для взаимодействия с пользователем, ЭВМ (110) может содержать средства управления (115), например, сенсорный дисплей, клавиатуру, или же он может выполняться без таковых средств и выполняться на базе, например, сервера тонкого клиента, и управляться с помощью подключения к удаленному устройству управления пользователя, например, стационарная панель управления, телефон, смартфон, планшет, ноутбук или персональный компьютер.
Для взаимодействия с пользователем, ПЛК (120) может содержать средства управления (115), например, сенсорный дисплей, клавиатуру, или же он может выполняться без таковых средств и управляться с помощью подключения к удаленному устройству управления пользователя, например, стационарная панель управления, телефон, смартфон, планшет, ноутбук или персональный компьютер. Протокол связи с удаленным устройством выбирается из известных протоколов обеспечения процесса обмена и передачи информации.
Также, ПЛК (120) может содержать обычный дисплей (116), например, ЖК-дисплей для отображения необходимой информации в процессе подключения различных устройств.
В ПЗУ (113) ЭВМ (110) хранится экспертная система (ЭС) (230), позволяющая реализовать быстрое и простое подключения различных устройств (130) к ПЛК (120). Принцип работы ЭС (230) будет раскрыт далее.
Как показано на Фиг. 2 при конфигурировании пользователем ПЛК (120) основное взаимодействие происходит в среде диалогового программирования (210), при помощи ЭС (230).
На шаге (211) среда диалогового программирования запрашивает ввод информации о подключаемых устройствах (130), для чего пользователю предлагается использовать несколько возможных функций, отображаемых с помощью графического интерфейса пользователя ЭС (230).
На шаге (212) с помощью графического интерфейса пользователя и «Базы знаний» (220) выполняющей обмен информацией с ЭС (230) выполняется генерирование текстовых описаний оборудования, которое может быть разбито по категориям типа оборудования, например, сенсоры, розетки, лампочки и т.п. Описания могут дополнительно дублироваться графическими изображениями оборудования. Для выбора необходимого типа оборудования в среде диалогового программирования генерируются вопросы для пользователя, которые представляют собой иерархический список для получения информации о конкретном подключаемом типе оборудования.
Графические представления оборудования, отображаемые в интерфейсе пользователя, могут также включать в себя средства управления оборудованием, варианты управления оборудованием, варианты объединения единиц оборудования в группы. При этом, при активации графического представления единицы оборудования отображается его описание, включающее по меньшей мере тип оборудования и модель.
Ответы пользователя структурируются согласно хранящимся в Базе знаний шаблонам и проверяются системой на корректность и применимость (шаг 213). В случае обнаружения несоответствий в пользовательских ответах выполняется возврат к вопросам об оборудовании до получения верной информации.
Этап диалогового программирования завершается ступенью формализации полученных от пользователя данных (214) и передачи их ЭС (230).
База знаний (220) помимо информации об оборудовании содержит также информацию о типовых решениях, возможные настройки и варианты подключения оборудования к ПЛК (120), алгоритмы генерации ПО для подключаемых устройств и сведения об аппаратной части ПЛК (120).
При вводе информации на шаге (212) с помощью Базы знаний (220) ЭВМ (110) сопровождает пользователя по процедуре подключения устройств (130) к ПЛК (120). В результате движения по динамическому иерархическому дереву вопросов, среда программирования (210) определяет потребности пользователя, после каждого ответа путем оптимизации минимизирует количество необходимых вопросов. После определения потребностей пользователя в части подключаемого оборудования и/или программирования необходимых его функций и/или сценариев управления, полученные данные формализуются (214) и на их основе с помощью ЭС (230) формируется индивидуальное ПО для программирования ПЛК (120), а также необходимая документация. Генерирование необходимого ПО реализуется за счет формирования команд управления подключаемым оборудованием (130) ЭС (230) за счет наличия в ней специальных алгоритмов.
ЭС (230) также может содержать информацию об аппаратной части ПЛК (120), в частности, количество и назначение каналов исходя из идентификационного номера аппаратной составляющей ПЛК (120) необходимо для того что бы правильно задействовать программно каждый электрический канал.
При определении функций оборудования (130) определяются также варианты состояния данных функций при их исполнении, например, триггерные события (открыто/закрыто, наличие внешнего фактора: температура, дым, время суток и т.п.).
Подключаемое оборудование (130) также может автоматически распознаваться ЭС (230) на основании широко применяемых протоколов идентификации.
При получении первичной информации от пользователя о единице подключаемого оборудования с помощью Базы знаний (220) также выполняется определение возможных функций оборудования, которое оно может исполнять.
На Фиг. 3 представлена схема работы ЭС (230). Информация, полученная от пользователя о подключаемом оборудовании, проверенная и формализованная в среде диалогового программирования (210), передается в ЭС (230).
Модуль формирования базовых программных блоков (231) выполняет генерирование исполняемого кода для ПЛК (120) (шаг 232) для обеспечения работы устройств (130). Далее ЭС (230) осуществляет формирование интерактивных инструкций (233), часть из которых отображается в виде электронных подсказок (235) в графическом интерфейсе инсталлятора (240) (на ПЛК или удаленном устройстве), а часть интегрируется в программу для ПЛК (120) с тем, чтобы наделить сам ПЛК (120) возможностями интерактивного сопровождения его инсталляции. Помимо подсказок сопровождения подключения устройств с помощью ЭВМ (110) генерируются команды индикации разъемов подключения на ПЛК (120) для подключения необходимых устройств к нему. Индикация может быть, например, световой с помощью светодиодов, установленных в разъемах подключения устройств. Индикация может также быть разделена по цветовому отображению (например, желтая, синяя, красная и т.д.) и дублироваться соответствующим цветом в графическом интерфейсе. Данные функции позволяет исключить ошибку подключения устройств.
ЭС (230) также позволяет формировать проектные решения (234), которые могут быть автоматически распечатаны с помощью средств печати пользователя (при подключении к принтеру). При формировании проектного решения (234) генерируется также проект автоматизации (236), информация о типах подключения оборудования и их сценариев работы передает в графический интерфейс инсталлятора (240), для процедуры индикации разъемов подключения, а также интерактивных подсказок в графическом интерфейсе пользователя. Все это необходимо, чтобы сформированный проект автоматизации работы ряда устройств (130), подключаемых к ПЛК (120), был воплощен пользователем при подключении устройств к ПЛК (120).
С помощью ЭС (230) команды могут формироваться для двух и более ПЛК (120), которые объединяются между собой в сеть. При этом программное обеспечение формируется последовательно для каждого ПЛК, т.к. пользователь вносит в среде диалогового программирования идентификационный номер аппаратной составляющей ПЛК (120) в ЭС (230), а аппаратные возможности, количество и назначение каналов присутствуют в базе знаний ЭС (230) исходя из идентификационного номера аппаратной составляющей ПЛК (120).
ЭС (230) осуществляет формирование вариантов подключения оборудования на основании информации, полученной от пользователя, которое основывается на информации о помещении и необходимой функциональности, которая включает в себя по меньшей мере один параметр, выбираемый из каждой группы:
- назначение помещения,
- типы управляемых устройств,
- метод управления устройством или группой устройств,
- средства управления,
- форма управления устройством,
- количество управляемых устройств,
- количество управляющих устройств.
Эта информация вводится пользователем в среде диалогового программирования (210) и затем обрабатывается с помощью базы знаний (220) и ЭС (230).
На Фиг. 4 представлен пример отображения интерактивных инструкций на устройстве пользователя (300), например, на смартфоне. Ввод информации в ПЛК (120) может также выполняться через смартфон (300).
Дополнительно информации помимо выбора с помощью графического интерфейса пользователя смартфона (300) может получаться за счет обработки фотоизображений, захватываемых с помощью камеры смартфона, их распознавания с помощью различных программных алгоритмов распознавания изображений и передачи данной информации на сравнение в базу знаний (220).
База знаний (220) может также содержаться не только в ПЗУ (113) ЭВМ (110), но и находится на удаленном устройстве, связанным с ПЛК (120) каналом передачи данных проводного или беспроводного типа, например, на сервере. Сервер (110) может представлять собой облачное хранилище информации, выполненное с функцией обновления информации, что позволяет динамически актуализировать данные о различных типах оборудования.
На Фиг. 5 представлен пример структурной схемы ЭС (230). Диалоговый компонент (401) ориентирован на организацию дружественного общения с пользователем (организация человеко-машинного интерфейса) как в ходе решения задач, так и в процессе приобретения знаний и объяснения результатов работы.
Объяснительный компонент (402) генерирует процесс пояснения, как система получила решение задачи (или почему она не получила решение) и какие знания она при этом использовала, что облегчает эксперту тестирование системы и повышает доверие пользователя к полученному результату.
Компонент приобретения знаний (403) автоматизирует процесс наполнения ЭС (230) знаниями, осуществляемый пользователем-экспертом, инженером или конечным пользователем.
Решатель (404), используя исходные данные из рабочей памяти (406) и знания из базы знаний (220), формирует такую последовательность правил, которые, будучи примененными к исходным данным, приводят к решению задачи.
Интерфейс пользователя (405) включает в себя: Графические пользовательские интерфейсы для различных категорий пользователей. Имеет структурированный естественно-языковый интерфейс с управлением по меню и автоматической проверкой синтаксиса, графический включающий график, диаграммы, шкалы, кнопки, редактор многослойных пиктограмм, интерфейсы с источниками данных, обеспечивающие эффективную связь с внешними системами и базами данных, и т.п.
Рабочая память (база данных) (406) предназначена для хранения исходных и промежуточных данных решаемой в текущий момент задачи. Этот термин совпадает по названию, но не по смыслу с термином, используемым в информационно-поисковых системах (ИПС) и системах управления базами данных (СУБД), для обозначения всех данных (в первую очередь долгосрочных), хранимых в системе.
База знаний (БЗ) (220) предназначена для хранения знания о приложениях: определения всех объектов, объекты, правила, процедуры, долгосрочные данные, описывающие рассматриваемую область (а не текущие данные), и правила описывающие целесообразные преобразования данных этой области. Данный блок включает в себя в том числе библиотеку знаний (БиЗ) в которой хранятся общие знания, которые могут быть использованы более чем в одном приложении, например, определение стандартных объектов, подключаемых к ПЛК.
Подсистема моделирования внешнего мира (407) необходима для прогнозирования, анализа и адекватной оценки состояния внешней среды.
Подсистема сопряжения с внешним миром (408) предназначена для анализа изменения окружения решаемой задачи, что также требует изменений, хранимых в Экспертной Системе знаний, с тем чтобы отразить временную логику происходящих в реальном мире событий. Компонента связи с внешним миром актуальна для автономных интеллектуальных систем (например, Роботы), а также для интеллектуальных систем управления. Связь с внешним миром осуществляется через систему сенсоров и актуаторов под управлением локальных контроллеров.
Заявленное решение представляет собой интеллектуальный программно-аппаратный комплекс, который может быть реализован с помощью различных известных технических средств, в частности, вычислительных устройств (процессоров, микроконтроллеров и т.п.), устройств хранения информации постоянного и непостоянного типа, средств ввода и отображения информации и т.д.
Claims (55)
1. Способ автоматизированного программирования программно-логического контроллера (ПЛК) с помощью экспертной системы (ЭС) для управления множеством устройств, содержащий этапы, на которых:
- ЭС получает набор информации о подключаемом к ПЛК оборудовании;
- ЭС проверяет полученный набор информации;
- определяют с помощью ЭС набор функций для каждого подключаемого типа оборудования;
- ЭС генерирует набор команд, исполняемых ПЛК, соответствующих функциям подключаемого оборудования, с помощью заложенных алгоритмов генерации программных команд;
- ЭС генерирует интерактивные подсказки для подключения устройств к ПЛК;
- передают информацию на ПЛК, содержащую по меньшей мере упомянутый набор команд;
- подключают к ПЛК по меньшей мере одно устройство и активируют исполнение по меньшей мере одной команды, соответствующей по меньшей мере одной функции упомянутого устройства.
2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что набор информации об оборудовании получают посредством графического интерфейса пользователя.
3. Способ по п. 2, характеризующийся тем, что графический интерфейс пользователя содержит иерархически структурированную информацию об оборудовании, представленную в текстовом и/или графическом виде.
4. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что ЭС содержит в себе базу знаний, содержащую информацию об оборудовании, информацию о типовых решениях, возможные настройки и варианты подключения оборудования к ПЛК, алгоритмы генерации ПО, сведения об аппаратной части ПЛК.
5. Способ по п. 4, характеризующийся тем, что информация, полученная об оборудовании, подключаемом к ПЛК, проверяется ЭС на непротиворечивость относительно информации, хранящейся в ней.
6. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что ЭС генерирует набор команд для двух или более ПЛК, объединенных в единую сеть.
7. Способ по п. 2, характеризующийся тем, что выбор информации о подключаемом оборудовании осуществляется из вариантов, подобранных ЭС на основе информации, введенной пользователем с помощью графического интерфейса.
8. Способ по п. 7, характеризующийся тем, формирование вариантов основывается на информации о помещении и необходимой функциональности, которая включает в себя по меньшей мере один параметр, выбираемый из каждой группы:
- назначение помещения,
- типы управляемых устройств,
- метод управления устройством или группой устройств,
- средства управления,
- форма управления устройством,
- количество управляемых устройств,
- количество управляющих устройств.
9. Способ по п. 7, характеризующийся тем, что набор информации об оборудовании формируется с помощью шаблонов, хранящихся в ЭС.
10. Способ по п. 2, характеризующийся тем, что выбор информации об оборудовании осуществляется с помощью графических представлений единиц оборудования.
11. Способ по п. 10, характеризующийся тем, что дополнительно при выборе единицы оборудования генерируется по меньшей мере одно графическое представление, выбираемое из группы: средства управления оборудованием, варианты управления оборудованием, варианты объединения единиц оборудования в группы.
12. Способ по п. 10, характеризующийся тем, что при активации графического представления единицы оборудования отображается его описание, включающее по меньшей мере тип оборудования и модель.
13. Способ по п. 4, характеризующийся тем, что функции устройств определяют с помощью базы знаний ЭС.
14. Способ по п. 9, характеризующийся тем, что база знаний содержится на удаленном устройстве хранения данных.
15. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что при определении функции устройства определяются варианты состояний исполнения упомянутых функций.
16. Способ по п. 15, характеризующийся тем, что генерирование команд для ПЛК включает в себя состояния выполнения функций для каждого из подключаемых устройств.
17. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что интерактивные подсказки отображаются на дисплее ПЛК и/или на удаленном устройстве пользователя.
18. Способ по п. 17, характеризующийся тем, что устройство пользователя представляет собой стационарную панель управления, телефон, смартфон, планшет, ноутбук или персональный компьютер.
19. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что интерактивные подсказки для подключения устройств дополнительно включают в себя индикацию интерфейсов ввода/вывода ПЛК для подключения устройств.
20. Способ по п. 19, характеризующийся тем, что индикация представляет собой световую индикацию.
21. Способ по п. 19, характеризующийся тем, что световая индикация для одновременно подключаемых нескольких устройств выполняется разным цветом.
22. Способ по п. 21, характеризующийся тем, что цветовая индикация дублируется в подсказках графического интерфейса пользователя для соответствующих устройств.
23. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что дополнительно формируется проектное решение для подключаемого оборудования.
24. Способ по п. 23, характеризующийся тем, что дополнительно формируется проектная документация для подключаемого оборудования.
25. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что после подключения по меньшей мере одного устройства к ПЛК автоматически выполняется его диагностика.
26. Система автоматизированного программирования ПЛК с помощью ЭС для управления множеством устройств, содержащая
- по меньшей мере один процессор;
- по меньшей мере одну память, содержащую машиночитаемые инструкции, которые побуждают по меньшей мере один процессор:
- получать с помощью ЭС набор информации о подключаемом к ПЛК оборудовании;
- проверять с помощью ЭС полученный набор информации;
- определять с помощью ЭС набор функций для каждого подключаемого типа оборудования;
- генерировать с помощью ЭС набор команд, исполняемых ПЛК, соответствующих функциям подключаемого оборудования;
- генерировать с помощью ЭС интерактивные подсказки для подключения устройств к ПЛК;
- передавать по меньшей мере сформированные данные набора команд на ПЛК;
- подключать к ПЛК по меньшей мере одно устройство и активировать исполнение по меньшей мере одной команды, соответствующей по меньшей мере одной функции упомянутого устройства.
27. Система по п. 26, характеризующаяся тем, что экспертная система содержится на удаленном устройстве.
28. Система по п. 26, характеризующаяся тем, что экспертная система содержится на ПЛК, при этом база знаний содержится на удаленном устройстве.
29. Система по любому из пп. 27 или 28, характеризующаяся тем, что удаленное устройство представляет собой сервер.
30. Система по п. 26, характеризующаяся тем, что набор информации об оборудовании получают с помощью графического интерфейса пользователя.
31. Система по п. 30, характеризующаяся тем, что выбор информации об оборудовании осуществляется с помощью графических представлений единиц оборудования.
32. Система по п. 31, характеризующаяся тем, что при активации графического представления единицы оборудования отображается его описание, включающее по меньшей мере тип оборудования и модель.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017129379A RU2651142C1 (ru) | 2017-08-18 | 2017-08-18 | Способ и система автоматизированного программирования при помощи экспертной системы, интеллектуальных систем асу, основанных на программно-логических контроллерах (плк) и микроконтроллерах |
| PCT/RU2018/000061 WO2019035735A1 (ru) | 2017-08-18 | 2018-02-05 | Автоматизированное программирование программно-логического контроллера (плк) или микроконтроллера с помощью экспертной системы |
| US16/348,632 US20210018888A1 (en) | 2017-08-18 | 2018-02-05 | Automated programming of a programmable-logic controller (plc) of a microcontroller using an expert system |
| US17/548,748 US11762364B2 (en) | 2017-08-18 | 2021-12-13 | Automated programming of a programmable-logic controller (PLC) of a microcontroller using an expert system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017129379A RU2651142C1 (ru) | 2017-08-18 | 2017-08-18 | Способ и система автоматизированного программирования при помощи экспертной системы, интеллектуальных систем асу, основанных на программно-логических контроллерах (плк) и микроконтроллерах |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2651142C1 true RU2651142C1 (ru) | 2018-04-18 |
Family
ID=61976976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017129379A RU2651142C1 (ru) | 2017-08-18 | 2017-08-18 | Способ и система автоматизированного программирования при помощи экспертной системы, интеллектуальных систем асу, основанных на программно-логических контроллерах (плк) и микроконтроллерах |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20210018888A1 (ru) |
| RU (1) | RU2651142C1 (ru) |
| WO (1) | WO2019035735A1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2710048C1 (ru) * | 2019-07-18 | 2019-12-24 | Валентин Львович Ким | Способ комплексного управления электрическими системами с помощью компьютера управления электросетями |
| RU2809336C1 (ru) * | 2023-01-09 | 2023-12-11 | Алексей Валентинович Кузицын | Способ установки уровня выходного напряжения DC-DC преобразователя |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5218552A (en) * | 1990-07-30 | 1993-06-08 | Smart House, L.P. | Control apparatus for use in a dwelling |
| EP0727909A2 (en) * | 1995-02-06 | 1996-08-21 | Sony Corporation | Interface for audio/video subscriber equipment and telecommunications line |
| US6400996B1 (en) * | 1999-02-01 | 2002-06-04 | Steven M. Hoffberg | Adaptive pattern recognition based control system and method |
| RU53510U1 (ru) * | 2005-10-24 | 2006-05-10 | Сергей Александрович Шестаков | Микропроцессорная информационно-управляющая система "умный дом" |
| RU2460119C2 (ru) * | 2005-12-20 | 2012-08-27 | Савант Системс Ллс | Программируемый мультимедийный контроллер с программируемыми функциями |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8296413B2 (en) * | 2006-05-31 | 2012-10-23 | Sap Ag | Device registration in a hierarchical monitor service |
| US9529344B1 (en) * | 2013-03-15 | 2016-12-27 | SmartThings, Inc. | Device-type handlers for remote control and monitoring of devices through a data network |
| CN105120505B (zh) * | 2015-07-28 | 2019-04-16 | 小米科技有限责任公司 | 智能设备接入路由器的方法、装置以及系统 |
-
2017
- 2017-08-18 RU RU2017129379A patent/RU2651142C1/ru active
-
2018
- 2018-02-05 WO PCT/RU2018/000061 patent/WO2019035735A1/ru active Application Filing
- 2018-02-05 US US16/348,632 patent/US20210018888A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5218552A (en) * | 1990-07-30 | 1993-06-08 | Smart House, L.P. | Control apparatus for use in a dwelling |
| EP0727909A2 (en) * | 1995-02-06 | 1996-08-21 | Sony Corporation | Interface for audio/video subscriber equipment and telecommunications line |
| US6400996B1 (en) * | 1999-02-01 | 2002-06-04 | Steven M. Hoffberg | Adaptive pattern recognition based control system and method |
| RU53510U1 (ru) * | 2005-10-24 | 2006-05-10 | Сергей Александрович Шестаков | Микропроцессорная информационно-управляющая система "умный дом" |
| RU2460119C2 (ru) * | 2005-12-20 | 2012-08-27 | Савант Системс Ллс | Программируемый мультимедийный контроллер с программируемыми функциями |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2710048C1 (ru) * | 2019-07-18 | 2019-12-24 | Валентин Львович Ким | Способ комплексного управления электрическими системами с помощью компьютера управления электросетями |
| WO2021010859A1 (ru) * | 2019-07-18 | 2021-01-21 | Валентин Львович КИМ | Способ комплексного управления электрическими системами с помощью компьютера управления электросетями |
| RU2809336C1 (ru) * | 2023-01-09 | 2023-12-11 | Алексей Валентинович Кузицын | Способ установки уровня выходного напряжения DC-DC преобразователя |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20210018888A1 (en) | 2021-01-21 |
| WO2019035735A1 (ru) | 2019-02-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10198422B2 (en) | Information-processing equipment based on a spreadsheet | |
| US7908020B2 (en) | Architecture for control systems | |
| EP2804058B1 (en) | System and method for emulation of an automation control system | |
| US11087053B1 (en) | Method, electronic device, and computer program product for information display | |
| US10860467B2 (en) | Method of configuring a test device designed to test an electronic control unit, and a configuration system | |
| US8738793B2 (en) | Priority selection mechanism for driving outputs from control logic for controllers of various protocols | |
| CN104395843B (zh) | 自动操作系统及操作自动化方法 | |
| Peixoto et al. | Ururau: a free and open-source discrete event simulation software | |
| RU2651142C1 (ru) | Способ и система автоматизированного программирования при помощи экспертной системы, интеллектуальных систем асу, основанных на программно-логических контроллерах (плк) и микроконтроллерах | |
| EP3767411A1 (en) | Control system, development assistance device, and development assistance program | |
| CN114200885A (zh) | 一种应用于可编程逻辑控制器的编程方法及装置 | |
| EP4073626B1 (en) | Method and system for generating engineering diagrams in an engineering system | |
| US20180059634A1 (en) | Engineering tool | |
| CN103425055A (zh) | 一种半虚拟式的控制系统功能测试装置及方法 | |
| US11762364B2 (en) | Automated programming of a programmable-logic controller (PLC) of a microcontroller using an expert system | |
| CN113903481A (zh) | 基于人工智能和虚拟芯片的物联网应用处理方法及系统 | |
| KR20150119657A (ko) | 데이터 처리 장치, 데이터 처리 프로그램 및 기록매체 | |
| KR20220118105A (ko) | 협동로봇의 오퍼레이터용 인터렉티브 교시를 위한 인터페이스 및 기능을 제공하는 무선 티칭 디바이스 및 그 방법 | |
| CN107561950B (zh) | 楼宇中控制器的编程方法及提供控制器编程工具的服务器 | |
| Manalu et al. | SHARC as Home Electricity Controlling Applications Based on Android and Arduino: A Case Study | |
| Borkowski | Integrated modelling of control and adaptive building envelope: development of a modelling solution using a co-simulation approach | |
| Haniff et al. | Applying Human—Computer Interaction Practices to IoT Prototyping | |
| Ngalamou et al. | An exploratory method for effective deployment of programmable logic controllers (PLCs) | |
| Bassett et al. | Monitoring and Management of Classroom Audio Video Technology Using Crestron Fusion | |
| Rozman et al. | SMART GRID DESIGN FOR EFFICIENT BUILDING MANAGEMENT/ZASNOVA PAMETNEGA OMREZJA ZA UCINKOVITO UPRAVLJANJE ZGRADB |