一种基于组态元件的分布式控制器之间的数据共享方法技术

技术编号:15328340 阅读:157 留言:0更新日期:2017-05-16 12:15
本发明专利技术提供一种基于组态元件的分布式控制器之间的数据共享方法,在各个分布式控制器内设置共享内存,通过共享元件,判定哪些数据进入共享内存,并与其他分布式控制器节点进行数据同步;所述共享元件直接与分布式控制器IO通道关联,共享元件的内部数据存储于对应分布式控制器指定的共享内存区域;直接参与控制逻辑的组态编程过程,共享元件的实时值动态地呈现在组态画面中,通过共享元件实现对指定共享数据的获取和输出;每个分布式控制器节点的共享数据通过广播通信的方式同步到其他节点中对应的共享内存存储区。本发明专利技术有效地提高控制器间数据共享的灵活程度,也可减少不必要的数据共享对系统网络负荷、控制器性能的影响。

A method of data sharing between distributed controllers based on configuration components

The present invention provides a method of sharing between distributed controller configuration elements based on the data set in each distributed shared memory controller, by sharing components, determine which data into the shared memory, and data synchronization with other distributed controller nodes; the shared element is directly associated with the distributed controller IO channel, sharing internal data storage element the corresponding controller distributed shared memory area designated; directly involved in the configuration programming process control logic, sharing components in real-time dynamic configuration picture, through the realization of the specified shared access and output data sharing components; each distributed controller node sharing data through radio communication synchronization to other nodes in the the shared memory storage area corresponding to the. The invention effectively improves the flexibility of data sharing among the controllers, and also reduces the influence of unnecessary data sharing on the network load and the controller performance of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种基于组态元件的分布式控制器之间的数据共享方法
本专利技术涉及工业自动化控制
,尤其涉及一种基于组态元件的分布式控制器之间的数据共享方法。
技术介绍
复杂工业控制系统通常采用分布式的网络架构将现场传感器、控制器及执行器有效地集合,使得区域内不同地址的工作站之间可以实现资源共享和协同操作。由于复杂系统的控制问题复杂、控制器节点繁多,如何利用分布式通信网络实现地域上分布的各个物理控制单元之间信息和控制信号的有效共享是该领域面临的一项重要问题。针对这一问题,现有的控制系统往往出于用户友好界面的考虑,会将数据共享的代码任务屏蔽掉,仅为工程师提供控制应用程序开发的功能。然而随着控制系统功能日趋复杂化、并行程序开发等新需求的出现,控制工程师们所关心的问题已发生了转变,他们不仅仅关心控制算法的设计和组态等控制应用的开发,也极其注重复杂控制程序的数据同步及其通信效率。对于分布式控制器之间的数据共享,现有技术中控制系统开发商所提供的组态软件工具通常使用广播通信的技术手段对局域网内控制器间的所有全局变量及其实时数据执行数据同步更新,这种方式的主要缺点在于:1、存在许多不必要的网络通信,特别是针对复杂的控制任务和并行的控制任务,大规模控制节点间不当的数据共享后所带来的问题是数据传输量增加导致网络时延增大,进而造成系统整体控制性能下降,实时性降低,甚至影响控制系统的正常运行。2、数据共享的功能模块已预先集成在组态软件中,工程师只能通过指定特定的网段或控制器节点的IP地址来介入数据共享配置,其操作自主程度和灵活性仍不理想。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题,在于提供一种基于组态元件的分布式控制器之间的数据共享方法,解决现有技术中工程师难以灵活配置分布式控制器之间的数据共享策略,以及控制器间的数据共享对系统网络负荷、控制器性能影响大的技术问题;有效地提高控制器间数据共享的灵活程度,也可减少不必要的数据共享对系统网络负荷、控制器性能的影响。本专利技术是这样实现的:一种基于组态元件的分布式控制器之间的数据共享方法,在各个分布式控制器内设置共享内存,通过共享元件,判定哪些数据进入共享内存,并与其他分布式控制器节点进行数据同步;所述共享元件直接与分布式控制器IO通道关联,共享元件的内部数据存储于对应分布式控制器指定的共享内存区域;共享元件通过图形元件有序连接的方式,直接参与控制逻辑的组态编程过程,共享元件的实时值动态地呈现在组态画面中,通过共享元件实现对指定共享数据的获取和输出,且共享数据透明,能在线监测;每个分布式控制器节点的共享数据通过广播通信的方式同步到其他节点中对应的共享内存存储区。进一步的,所述组态元件是执行模拟量或逻辑量操作的控制功能模块,多个元件之间的有序连接形成系统的逻辑组态程序,不同类型的元件通过元件符号标识来区分,多个同类型的元件通过元件下标号来区分;所述组态元件包括输入元件、输出元件、策略元件以及共享元件;所述输入元件、输出元件、策略元件用于编写常规的逻辑组态程序;所述共享元件包括共享输入元件和共享输出元件。进一步的,所述共享输入元件和共享输出元件:均包括模拟量输入/输出元件、数字量输入/输出元件、中间模拟量输入/输出元件和中间数字量输入/输出元件;所述中间模拟量/数字量输入元件位于输入侧,可将内部数据传递至策略元件或输出元件;所述中间模拟量/数字量输出元件位于输出侧,用于读取和存储中间逻辑的计算结果;所述共享输入元件和共享输出元件:均能加入到逻辑组态画面中参与逻辑组态程序的编辑;逻辑组态程序运行时,均能在组态画面中动态地显示自身的实时数据;在逻辑组态的过程中,同类的元件都会自动地生成唯一的下标号。进一步的,所述共享输入/输出元件是与工业控制系统中对应控制器的IO通道关联,并与控制器中特定的物理共享内存地址相对应;通过共享输入/输出元件,操作人员能自主地选择特定的数据载入共享内存,并与其他分布式控制器进行数据交互;所述共享输入/输出元件与普通的输入/输出元件在内存分配存储上按照分区的方式进行管理和区分,每个分区在控制器内存中均有开辟对应的存储区域与之对应。进一步的,控制器层中多个分布式控制器间的数据共享方式如下:对每个控制器节点配置全局共享内存区域,所述全局共享内存区域包含所有分布式控制器节点的共享数据信息,即每个控制器节点的全局共享区既包含本地节点提供的共享数据,也包含源自其他节点的共享数据;采用物理内存统一编址的方式,对所有分布式控制器的全局共享内存空间进行定义;所述共享内存的数据同步策略是各个控制器节点的共享数据采用广播通信的方式,同步到其他节点中共享内存区相应的物理内存地址上,同时执行周期性数据刷新操作。进一步的,所述方法中共享数据是通过共享输入元件从对应分布式控制器的共享内存中获取,具体为:S1、编辑逻辑组态程序,确定需要接收共享数据的组态元件M;S2、采用图形元件有序连接的组态方式,拖动共享输入元件到逻辑组态画面,连接到所述组态元件M中;S3、配置所述共享输入元件的关联信息,链接到对应的控制器指定的共享内存地址上;S4、运行逻辑组态程序,从所述指定的共享内存地址处周期性地读取实时共享数据,动态地更新到逻辑组态画面中,并将其实时值显示在共享输入元件的一侧。进一步的,所述方法中共享数据是通过共享输出元件写入到对应分布式控制器的共享内存相应区域,具体为:S1、编辑逻辑组态程序,选择需要共享数据的组态元件N,将其输出数据作为共享数据;S2、采用图形元件有序连接的组态方式,拖动共享输入元件到逻辑组态画面,连接到所述组态元件N中;S3、配置共享输出元件的关联信息,链接到对应控制器指定的共享内存地址上;S4、运行逻辑组态程序,将共享输出元件的实时数据传送并存储到所述指定的共享内存地址;S5、将所述指定的共享内存地址中的共享数据周期性地同步到其他控制器节点相应的内存区域。本专利技术具有如下优点:1、工程师能够自主地决定哪些控制器、哪些数据参与分布式数据共享,从而有效地避免因不当的数据共享所造成的网络负荷增大、控制性能显著降低等问题;2、数据共享操作简单灵活,符合工程师的组态编程习惯,并且通信数据高度透明,可视化程度高,支持在线监测。附图说明下面参照附图结合实施例对本专利技术作进一步的说明。图1为本专利技术的分布式控制器间的数据共享方法的原理图。图2为本专利技术共享数据的获取方法流程示意图。图3为本专利技术共享数据的输出方法流程示意图。具体实施方式请参阅图1至图3所示,一种基于组态元件的分布式控制器之间的数据共享方法,在各个分布式控制器内设置共享内存,通过共享元件,判定哪些数据进入共享内存,并与其他分布式控制器节点进行数据同步;所述共享元件直接与分布式控制器IO通道关联,共享元件的内部数据存储于对应分布式控制器指定的共享内存区域;共享元件通过图形元件有序连接的方式,直接参与控制逻辑的组态编程过程,共享元件的实时值动态地呈现在组态画面中,通过共享元件实现对指定共享数据的获取和输出,且共享数据透明,能在线监测;每个分布式控制器节点的共享数据通过广播通信的方式同步到其他节点中对应的共享内存存储区。本专利技术的一种面向组态数据的共享元件的设计方法,用于连接用户编写的控制逻辑和所对应的控制器的共享内存。具体功能特征如下:1、所述组态元件是执本文档来自技高网...
一种基于组态元件的分布式控制器之间的数据共享方法

【技术保护点】
一种基于组态元件的分布式控制器之间的数据共享方法,其特征在于:在各个分布式控制器内设置共享内存,通过共享元件,判定哪些数据进入共享内存,并与其他分布式控制器节点进行数据同步;所述共享元件直接与分布式控制器IO通道关联,共享元件的内部数据存储于对应分布式控制器指定的共享内存区域;共享元件通过图形元件有序连接的方式,直接参与控制逻辑的组态编程过程,共享元件的实时值动态地呈现在组态画面中,通过共享元件实现对指定共享数据的获取和输出,且共享数据透明,能在线监测;每个分布式控制器节点的共享数据通过广播通信的方式同步到其他节点中对应的共享内存存储区。

【技术特征摘要】
1.一种基于组态元件的分布式控制器之间的数据共享方法,其特征在于:在各个分布式控制器内设置共享内存,通过共享元件,判定哪些数据进入共享内存,并与其他分布式控制器节点进行数据同步;所述共享元件直接与分布式控制器IO通道关联,共享元件的内部数据存储于对应分布式控制器指定的共享内存区域;共享元件通过图形元件有序连接的方式,直接参与控制逻辑的组态编程过程,共享元件的实时值动态地呈现在组态画面中,通过共享元件实现对指定共享数据的获取和输出,且共享数据透明,能在线监测;每个分布式控制器节点的共享数据通过广播通信的方式同步到其他节点中对应的共享内存存储区。2.根据权利要求1所述的一种基于组态元件的分布式控制器之间的数据共享方法,其特征在于:所述组态元件是执行模拟量或逻辑量操作的控制功能模块,多个元件之间的有序连接形成系统的逻辑组态程序,不同类型的元件通过元件符号标识来区分,多个同类型的元件通过元件下标号来区分;所述组态元件包括输入元件、输出元件、策略元件以及共享元件;所述输入元件、输出元件、策略元件用于编写常规的逻辑组态程序;所述共享元件包括共享输入元件和共享输出元件。3.根据权利要求2所述的一种基于组态元件的分布式控制器之间的数据共享方法,其特征在于:所述共享输入元件和共享输出元件:均包括模拟量输入/输出元件、数字量输入/输出元件、中间模拟量输入/输出元件和中间数字量输入/输出元件;所述中间模拟量/数字量输入元件位于输入侧,可将内部数据传递至策略元件或输出元件;所述中间模拟量/数字量输出元件位于输出侧,用于读取和存储中间逻辑的计算结果;所述共享输入元件和共享输出元件:均能加入到逻辑组态画面中参与逻辑组态程序的编辑;逻辑组态程序运行时,均能在组态画面中动态地显示自身的实时数据;在逻辑组态的过程中,同类的元件都会自动地生成唯一的下标号。4.根据权利要求2所述的一种基于组态元件的分布式控制器之间的数据共享方法,其特征在于:所述共享输入/输出元件是与工业控制系统中对应控制器的IO通道关联,并与控制器中特定的物理共享内存地址相对应;通过共享输入/输出元件,操作人员能自主地选择特定的数据载入共享内存,并与其他分布式控制...

【专利技术属性】
技术研发人员:郑松刘朝儒陈松彬林旭熊华锋黄碧琴李贝贝郑蓉
申请(专利权)人:爱普福建科技有限公司
类型:发明
国别省市:福建,35

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