TW201319770A - 可程式邏輯控制器驅動系統、方法與記錄媒體 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種可程式邏輯控制器驅動系統、方法與記錄媒體。此系統包括一伺服器與其電性連接的銜接器。銜接器的硬體層管理模組在判斷連接一可程式邏輯控制器時告知伺服器。伺服器會輸出一控制器詢問資料，以透過硬體層管理模組詢問可程式邏輯控制器。伺服器會依據可程式邏輯控制器的控制器回應資料，產生符合可程式邏輯控制器之規格的控制資料，以供硬體層管理模組控制可程式邏輯控制器。

Description

可程式邏輯控制器驅動系統、方法與記錄媒體

本發明係有關於一種可程式邏輯控制器的驅動系統、方法與紀錄媒體，特別是有關於可自動偵測、安裝與驅動可程式邏輯控制器的可程式邏輯控制器驅動系統、方法與記錄媒體。

在習知之工廠控制系統中，工廠廠商的各種類自動化設備經常使用可程式邏輯控制器(Programmable Logic Controller，PLC，或稱為可程式控制器)來控制，尤其是使用於製程程序控制。一個或多個監控機台會用來與各可程式邏輯控制器進行相關參數的傳輸，藉以監控各可程式邏輯控制器的運作狀態，或是控制各可程式邏輯控制器運作行為。

然而，可程式邏輯控制器的設計體系是相當封閉的，各家研發廠商極少交流技術，導致各家的可程式邏輯控制器及其監控系統於硬體、軟體(如程式編碼與指令系統)常有互不相容的情形。

因此，工廠的技術人員必須人工手動的為各監控機台、可程式邏輯控制器安裝適當的驅動程式與操作管理界面，導致耗費相當大的人力與時間成本。

其次，因為各家的可程式邏輯控制器及其監控系統互不相容的問題，或更進一步可程式邏輯控制器必須搭配使用特定監控機台的問題，導致工廠廠商必須因應可程式邏輯控制器的類型而大量引進(或購買)相對應的監控機台，此會造成驅動程式及專屬操作介面變得十分繁雜而不易管理。

其三，因為各家的可程式邏輯控制器及其監控系統互不相容的問題，工廠的技術人員必須學習不同機台的控制方法與指令，造成機台使用的雜複度居高不下，同時令技術人員不易取得機台的相關參數，從而降低取得資訊的時效性與可參考性。

有鑑於此，本發明為解決上述問題而提供一種可自動偵測可程式邏輯控制器、選擇對應的控制器驅動進行安裝，並迅速驅動可程式邏輯控制器的可程式邏輯控制器驅動系統、方法及記錄媒體。

本發明所揭露的可程式邏輯控制器驅動系統包括一銜接器與一伺服器。銜接器包括一連接埠與一硬體層管理模組。伺服器包括一儲存模組與一運算模組，儲存模組儲存至少一控制器詢問資料與其對應之至少一控制器驅動資料。

當硬體層管理模組判斷該連接埠電性耦接一可程式邏輯控制器時，輸出一控制器裝設訊息。運算模組取得控制器裝設訊息時，會讀取儲存模組以輸出控制器詢問資料。硬體層管理模組會轉送至少一控制器詢問資料至可程式邏輯控制器，以及將可程式邏輯控制器提供之一控制器回應訊息傳輸回伺服器。運算模組取得控制器回應訊息時，利用控制器驅動資料產生對應可程式邏輯控制器之控制資料，硬體層管理模組係利用控制資料以控制可程式邏輯控制器。

本發明所揭露的可程式邏輯控制器驅動方法，適用於一伺服器與一銜接器，其中銜接器包括一硬體層管理模組及其連接之一連接埠，伺服器電性連接銜接器，且儲存至少一控制器詢問資料與其對應之至少一控制器驅動資料。此方法包括：當硬體層管理模組判斷連接埠電性耦接一可程式邏輯控制器時輸出一控制器裝設訊息至伺服器；該伺服器依據該控制器裝設訊息輸出至少一控制器詢問資料至該硬體層管理模組；該硬體層管理模組傳送該至少一控制器詢問資料至該可程式邏輯控制器，且於該可程式邏輯控制器回應一控制器回應訊息時傳送該控制器回應訊息至該伺服器；以及該伺服器依據該控制器回應訊息，利用該至少一控制器驅動資料產生對應該可程式邏輯控制器之該控制資料，且傳輸該控制資料至該硬體層管理模組，以供該硬體層管理模組來控制該可程式邏輯控制器。

本發明更揭露一種記錄媒體，其儲存有電腦可讀取之程式碼，係由一伺服器及其連接之一銜接器讀取此程式碼以協同執行一可程式邏輯控制器驅動方法，方法的流程如前說明，在此即不贅述。

本發明之特點係在於，系統將會自動偵測可程式邏輯控制器的存在，且進一步自動安裝對應可程式邏輯控制器的驅動資料，技術人員不需關注可程式邏輯控制器的驅動資料安裝與驅動參數設定的問題，省去人工安裝的人工成本與時間成本，同時達到即插即用(plug and play)可程式邏輯控制器的效果。其次，不同廠商、不同型號之各種可程式邏輯控制器的驅動資料可事先儲存於伺服器中，並由伺服器因應各種可程式邏輯控制器的驅動資料建立直接對應可程式邏輯控制器的控制資料，藉此簡化驅動程式及專屬操作介面的使用與管理。其三，伺服器會自動建立相關驅動以及資料傳輸所需的指令與格式，工廠的技術人員必須學習許多機台的控制方法與指令，進而降低機台使用的雜複度，技術人員亦能隨時取得機台的相關參數，從而提升取得資訊的時效性與可參考性。

茲配合圖式將本發明較佳實施例詳細說明如下。

請參閱圖1繪示本發明實施例之第一種可程式邏輯控制器30驅動系統方塊示意圖。此系統包括一伺服器10與其連接的一銜接器20。銜接器20可為可程式邏輯控制器30的配適器或轉接器，用以令可程式邏輯控制器30與伺服器10間接連接。

銜接器20係供耦接可程式邏輯控制器30，包括一連接埠23與一硬體層管理模組21。可程式邏輯控制器30會耦接於銜接器20的連接埠23，連接埠23例如序列埠或網路埠，但不限於此。硬體層管理模組21透過上述的連接埠23而與可程式邏輯控制器30電性耦接。

伺服器10包括一運算模組12與一儲存模組11。儲存模組11儲存有一個或一個以上的控制器詢問資料111，以及對應控制器詢問資料111的控制器驅動資料112。舉例來說，不同廠商所生產的可程式邏輯控制器，會分別對應不同的控制器詢問資料，而同一廠商所生產的可程式邏輯控制器可能會對應相同的控制器詢問資料，也可能是部分型號可程式邏輯控制器對應相同的控制器詢問資料、而部分型號可程式邏輯控制器分別對應不同的控制器詢問資料。驅動資料例如控制器驅動程式與設定參數，同樣地，不同廠商的可程式邏輯控制器通常使用不同的控制器驅動程式，同一廠商的可程式邏輯控制器，可能部分型號可程式邏輯控制器使用相同的控制器驅動程式、部分型號可程式邏輯控制器使用不同的控制器驅動程式。在一些實施例中，某一廠商所生產的N種可程式邏輯控制器，可能會有M種控制器詢問資料111，通常M小於N。而每一控制器詢問資料111可分別對應一個以上的控制器驅動資料112，控制器詢問資料111和控制器驅動資料112的對應關係資料可以儲存在儲存模組11中，例如直接儲存每一控制器詢問資料111所對應的控制器驅動資料112之檔案名稱，或是紀錄直接儲存每一控制器詢問資料所適用的可程式邏輯控制器之廠牌、型號，再紀錄每一廠牌、型號所適用之控制器驅動程式，作為控制器詢問資料111和控制器驅動資料112的對應關係資料。運算模組12可經由軟體(應用程式)、硬體(如中央處理器類型的運算元件)或是軟體與硬體之韌體組合來實現，並不設限。

當可程式邏輯控制器30電性耦接至連接埠23時，連接埠23運作所產生的工作電力會有所變化。上述工作電力變化包含：(1)工作電力之電壓變化；(2)工作電力之電流變化；(3)工作電力之電壓與電流同時變化等三種情形。而變化情形係依據連接埠23相關電路的設計方式而有所不同。

硬體層管理模組21會依據工作電力的變化，判斷連接埠23是否電性耦接可程式邏輯控制器30。一旦硬體層管理模組21判斷連接埠23電性耦接可程式邏輯控制器30時，即會發出一控制器裝設訊息至伺服器10。

在一些實施例中，當運算模組12取得控制器裝設訊息時，即讀取儲存模組11的控制器詢問資料111，並依任一種預設順序週期性的輸出控制詢問資料至銜接器20，每次輸出控制詢問資料之至少其一。預設順序可以是系統自行設定、提供操作介面讓使用者設定、依據被使用的頻率高低作為順序、或是亂數排序......等，沒有設限，皆可適用。硬體層管理模組21會將取得的控制器詢問資料111轉送至可程式邏輯控制器30。一旦可程式邏輯控制器30能分析或判別控制器詢問資料111的資料格式，可程式邏輯控制器30即會依據控制器詢問資料111的詢問內容產生對應的控制器回應訊息。當硬體層管理模組21取得此控制器回應訊息時，會回傳至伺服器10。

運算模組12會取得控制器回應訊息時，會依據控制器回應訊息的內容，利用控制器驅動資料112產生對應可程式邏輯控制器30的控制資料。其中，控制器回應訊息包括可程式邏輯控制器30之規格資料，例如：廠牌、型號、控制指令定義、裝置設定參數與資料傳輸格式。例如，運算模組12可依據獲得回應的控制器詢問資料、回應訊息中的廠牌、型號，從獲得回應之控制器詢問資料所對應的控制器驅動資料中，找出適用的控制器驅動資料112，然後利用控制器驅動資料112產生符合規格資料的控制資料。

在另一些實施例中，運算模組12可每次發出一控制器詢問資料111，當在一等待時間內未取得控制器回應資料時，則即輸出另一個尚未輸出過的控制器詢問資料111，直到取得控制器回應資料為止。當所有控制器詢問資料111皆已輸出過，但亦未取得控制器回應資料時，運算模組12停止控制器詢問資料111的輸出作業。

更進一步者，各種可程式邏輯控制器30所對應的工作電力數值亦被記錄於儲存模組11中，並與控制器詢問資料111形成相對應的資料關聯。

硬體層管理模組21記錄連接埠23的工作電力的數值於控制器裝設訊息中，運算模組12係參考此工作電力數值，以輸出匹配工作電力數值的控制器詢問資料111。

控制資料會被傳輸至銜接器20。硬體管理模組會利用所接收的控制資料來控制可程式邏輯控制器30。進而達到可程式邏輯控制器30可被自動偵測、迅速安裝與立即使用的效果。

請參閱圖2繪示本發明實施例之第二種可程式邏輯控制器驅動系統方塊示意圖，與前例不同處在於，銜接器20更包括一應用層管理模組24，其為軟體、或特定硬體與軟體結合的韌體、控制介面，用以供使用者輸入對可程式邏輯控制器30的操作指令。而此操作指令可以不包括對可程式邏輯控制器30的硬體設定參數，因硬體層管理模組21已可依據所取得的控制資料來控制可程式邏輯控制器30，故使用者不需關注於可程式邏輯控制器30的安裝與設定。

硬體層管理模組21會分析出此操作指令的控制內容，並對應的控制資料產生相關的控制指令，以輸出至可程式邏輯控制器30。可程式邏輯控制器30即施行對應的運作，如控制所屬硬體執行特定動作，回傳所屬硬體的運作狀態…等，並不設限，全依據操作指令的要求而定。

請參閱圖3繪示本發明實施例之可程式邏輯控制器30驅動方法流程示意圖，其適用於一伺服器10及其電性連接的一銜接器20，此銜接器20可供銜接可程式邏輯控制器30，包括硬體層管理模組21及其連接之連接埠23，伺服器10儲存至少一控制器詢問資料與其對應之至少一控制器驅動資料。請同時配合圖1以利於了解。此方法流程說明如下：當硬體層管理模組判斷連接埠電性耦接一可程式邏輯控制器時輸出一控制器裝設訊息至伺服器(步驟S110)。如前所述，當可程式邏輯控制器30電性耦接至連接埠23時，連接埠23運作所產生的工作電力會有所變化。也就是說，當工作電力變化時，硬體層管理模組21即可判斷連接埠23電性耦接可程式邏輯控制器30。一旦硬體層管理模組21判斷連接埠23已電性耦接可程式邏輯控制器30時，即會發出一控制器裝設訊息至伺服器10。上述工作電力變化包含：(1)工作電力之電壓變化；(2)工作電力之電流變化；(3)工作電力之電壓與電流同時變化等三種情形。而變化情形係依據連接埠23相關電路的設計方式而有所不同。

伺服器依據控制器裝設訊息輸出至少一控制器詢問資料至硬體層管理模組(步驟S120)。此步驟中，運算模組12會在取得控制器裝設訊息時，讀取儲存儲存模組11中的控制器詢問資料111，並將所讀到的控制器詢問資料111，輸出至少其一者至銜接器20。運算模組12可使用任何一種預設順序，在複數個控制器詢問資料111中，來決定每次所輸出的控制器詢問資料111。

硬體層管理模組傳送控制器詢問資料至可程式邏輯控制器，且於可程式邏輯控制器回應控制器回應訊息時，傳送控制器回應訊息至伺服器(步驟S130)。硬體層管理模組21會將取得的控制器詢問資料111轉送至可程式邏輯控制器30。一旦可程式邏輯控制器30能分析或判別控制器詢問資料111的資料格式，可程式邏輯控制器30即會依據控制器詢問資料111的詢問內容產生對應的控制器回應訊息。當硬體層管理模組21取得此控制器回應訊息時，會回傳至伺服器10。

伺服器依據控制器回應訊息，利用控制器驅動資料產生對應可程式邏輯控制器的控制資料，且傳輸控制資料至硬體層管理模組，供硬體層管理模組來控制可程式邏輯控制器(步驟S140)。

此步驟中，運算模組12於取得控制器回應訊息時，會依據控制器回應訊息包括的可程式邏輯控制器30之規格資料，利用控制器驅動資料112產生符合規格資料的控制資料，並將其傳輸至銜接器20。銜接器20即利用控制資料控制可程式邏輯控制器30之運作。

更進一步時，伺服器10會判斷一等待時間內是否取得上述可程式邏輯控制器30提供的控制器回應資料。當伺服器10判斷未取得可程式邏輯控制器30提供之控制器回應資料時，返回步驟S120，以輸出另一個尚未輸出過的控制器詢問資料111，直至伺服器10取得控制器回應訊息為止。如前述，運算模組12每發出控制器詢問資料111時，即開始計數一等待時間。只要在等待時間內未取得控制器回應資料時，運算模組12即會輸出不同的控制器詢問資料111，直到取得控制器回應資料。若所有控制器詢問資料111皆已輸出過，但亦未取得控制器回應資料時，運算模組12停止控制器詢問資料111的輸出作業。

請參閱圖4繪示本發明實施例之可程式邏輯控制器驅動方法中，經由應用層管理模組輸入操作指令的細部流程示意圖，係說明可程式邏輯控制器設定完後的應用模式，請同時參閱圖1與圖2以利於了解。此流程說明如下：經由應用層管理模組24輸入一操作指令(步驟S210)。如前述，應用層管理模組24，用以供使用者輸入對可程式邏輯控制器30的操作指令，而且操作指令可以不包括對可程式邏輯控制器30的硬體設定參數。

由硬體層管理模組21分析操作指令，並依據取得的控制資料，令可程式邏輯控制器執行對應操作指令的動作(步驟S220)。如前述，硬體層管理模組21於先前已取得用來控制可程式邏輯控制器30的控制資料。因此，硬體層管理模組21可於分析操作指令的控制內容後，利用控制資料令可程式邏輯控制器30進行對應操作指令的作業。

綜上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段之實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

10．．．伺服器

11．．．儲存模組

111．．．控制器詢問資料

112．．．控制器驅動資料

12．．．運算模組

20．．．銜接器

21．．．硬體層管理模組

23．．．連接埠

24．．．應用層管理模組

30．．．可程式邏輯控制器

S110-S140．．．步驟

S210-S220．．．步驟

圖1繪示本發明實施例之第一種可程式邏輯控制器驅動系統方塊示意圖；

圖2繪示本發明實施例之第二種可程式邏輯控制器驅動系統方塊示意圖；

圖3繪示本發明實施例之可程式邏輯控制器驅動方法流程示意圖；

圖4繪示本發明實施例方法中，經由應用層管理模組輸入操作指令的延伸流程示意圖。

10．．．伺服器

11．．．儲存模組

111．．．控制器詢問資料

112．．．控制器驅動資料

12．．．運算模組

20．．．銜接器

21．．．硬體層管理模組

23．．．連接埠

30．．．可程式邏輯控制器

Claims (16)

1. 一種可程式邏輯控制器驅動系統，其包括：一銜接器，係包括一硬體層管理模組及其連接之一連接埠，當該硬體層管理模組判斷該連接埠電性耦接一可程式邏輯控制器時輸出一控制器裝設訊息；以及一伺服器，電性連接該銜接器，包括一儲存模組與一運算模組，該儲存模組儲存該至少一控制器詢問資料與其對應之至少一控制器驅動資料，該運算模組依據該控制器裝設訊息讀取該儲存模組以輸出至少一控制器詢問資料至該硬體層管理模組；其中，該硬體層管理模組更包括傳送該至少一控制器詢問資料至該可程式邏輯控制器，且於該可程式邏輯控制器回應一控制器回應訊息時傳送該控制器回應訊息至該運算模組；以及其中，該運算模組更包括依據該控制器回應訊息，利用該至少一控制器驅動資料產生對應該可程式邏輯控制器之該控制資料，且傳輸該控制資料至該硬體層管理模組，以供該硬體層管理模組來控制該可程式邏輯控制器。
2. 如申請專利範圍第1項所述可程式邏輯控制器驅動系統，其中該連接埠具有一工作電力，當該連接埠電性耦接該可程式邏輯控制器時，該工作電力係產生變化，該硬體層管理模組係依據該工作電力之變化判斷該連接埠是否電性耦接該可程式邏輯控制器。
3. 如申請專利範圍第2項所述可程式邏輯控制器驅動系統，其中每一該控制器詢問資料係對應相異工作電力之數值，該硬體層管理模組會將該工作電力之數值記錄於該控制器裝設訊息，該運算模組係輸出匹配該工作電力之數值的該至少一控制器詢問資料。
4. 如申請專利範圍第2項所述可程式邏輯控制器驅動系統，其中該工作電力之變化係指電壓變化、電流變化或電壓與電流同時變化。
5. 如申請專利範圍第1項所述可程式邏輯控制器驅動系統，其中該運算模組依據該控制器裝設訊息以輸出該至少一控制器詢問資料時，係依據一預設順序每次輸出該至少一控制器詢問資料其中之一。
6. 如申請專利範圍第1項所述可程式邏輯控制器驅動系統，其中該控制器回應訊息包括該可程式邏輯控制器之規格資料，該運算模組係利用該控制器驅動資料產生符合該規格資料之該控制資料。
7. 如申請專利範圍第1項所述可程式邏輯控制器驅動系統，其中該銜接器更包括一應用層管理模組，用以供輸入一操作指令，該硬體層管理模組係分析該操作指令，並依據取得之該控制資料，令該可程式邏輯控制器執行對應該操作指令之動作。
8. 一種可程式邏輯控制器驅動方法，適用於一伺服器和一銜接器，其中該銜接器包括一硬體層管理模組及其連接之一連接埠，該伺服器電性連接該銜接器，該伺服器儲存至少一控制器詢問資料與其對應之至少一控制器驅動資料，該方法包括：當該硬體層管理模組判斷該連接埠電性耦接一可程式邏輯控制器時輸出一控制器裝設訊息至該伺服器；該伺服器依據該控制器裝設訊息輸出至少一控制器詢問資料至該硬體層管理模組；該硬體層管理模組傳送該至少一控制器詢問資料至該可程式邏輯控制器，且於該可程式邏輯控制器回應一控制器回應訊息時傳送該控制器回應訊息至該伺服器；以及該伺服器依據該控制器回應訊息，利用該至少一控制器驅動資料產生對應該可程式邏輯控制器之該控制資料，且傳輸該控制資料至該硬體層管理模組，以供該硬體層管理模組來控制該可程式邏輯控制器。
9. 如申請專利範圍第8項所述可程式邏輯控制器驅動方法，其中該連接埠具有一工作電力，當該連接埠電性耦接該可程式邏輯控制器時，該工作電力係產生變化，且由該硬體層管理模組分析該連接埠之一工作電力是否變化，以判斷該連接埠是否電性耦接該可程式邏輯控制器。
10. 如申請專利範圍第9項所述可程式邏輯控制器驅動方法，其中該硬體層管理模組將該工作電力之數值係記錄於該控制器裝設訊息，由該伺服器依據該控制器裝設訊息輸出至少一控制器詢問資料之該步驟中，該伺服器係輸出匹配該工作電力之數值之該至少一控制器詢問資料。
11. 如申請專利範圍第9項所述可程式邏輯控制器驅動方法，其中該工作電力之變化係指電壓變化、電流變化或電壓與電流同時變化。
12. 如申請專利範圍第8項所述可程式邏輯控制器驅動方法，其中該銜接器更包括一應用層管理模組，其中，當判斷該連接埠電性耦接該可程式邏輯控制器該方法時，該方法更包括：經由該應用層管理模組輸入一操作指令；以及該硬體層管理模組分析該操作指令，並依據取得之該控制資料，令該可程式邏輯控制器執行對應該操作指令之動作。
13. 如申請專利範圍第8項所述可程式邏輯控制器驅動方法，其中當該伺服器依據該控制器裝設訊息以輸出該至少一控制器詢問資料時，係依據一預設順序每次輸出該至少一控制器詢問資料其中之一。
14. 如申請專利範圍第8項所述可程式邏輯控制器驅動方法，該控制器回應訊息包括該可程式邏輯控制器之規格資料，所產生之該控制資料係符合該規格資料。
15. 一種記錄媒體，係儲存有電腦可讀取之程式碼，係由一伺服器及一銜接器讀取該程式碼，以協同執行一可程式邏輯控制器驅動方法，其中該銜接器包括一硬體層管理模組及其連接之一連接埠，該伺服器電性連接該銜接器，該伺服器儲存至少一控制器詢問資料與其對應之至少一控制器驅動資料，該方法包括：當該硬體層管理模組判斷該連接埠電性耦接一可程式邏輯控制器時輸出一控制器裝設訊息至該伺服器；該伺服器依據該控制器裝設訊息輸出至少一控制器詢問資料至該硬體層管理模組；該硬體層管理模組傳送該至少一控制器詢問資料至該可程式邏輯控制器，且於該可程式邏輯控制器回應一控制器回應訊息時傳送該控制器回應訊息至該伺服器；以及該伺服器依據該控制器回應訊息，利用該至少一控制器驅動資料產生對應該可程式邏輯控制器之該控制資料，且傳輸該控制資料至該硬體層管理模組，以供該硬體層管理模組來控制該可程式邏輯控制器。
16. 如申請專利範圍第15項所述記錄媒體，其中該銜接器更包括一應用層管理模組，其中，當判斷該連接埠電性耦接該可程式邏輯控制器該方法時，該方法更包括：經由該應用層管理模組輸入一操作指令；以及該硬體層管理模組分析該操作指令，並依據取得之該控制資料，令該可程式邏輯控制器執行對應該操作指令之動作。