一种可自主配置硬件资源的PLC快速构建方法技术

一种可自主配置硬件资源的PLC快速构建方法，包括：(1)生成硬件资源配置参数表；(2)将所述硬件资源配置参数表PLC‑CS下载到PLC‑PCB参数配置存储区FLASH中，将PLC监控程序下载到PLC‑PCB程序存储区FLASH中，完成PLC的构建；(3)构建的PLC运行实现过程；(3.1)读取硬件资源配置参数表PLC‑CS完成I/O驱动解析，完成硬件资源的自主配置；(3.2)运行PLC监控程序。本发明专利技术是通过对CPU硬件资源进行硬件的自主配置，快速构建定制PLC硬件，通过配置技术，实现CPU硬件资源范围内任意I/O点数定制，快速形成不同I/O点数、不同通信方式的系列安全PLC研发。

A fast PLC construction method with independent configuration of hardware resources

【技术实现步骤摘要】
一种可自主配置硬件资源的PLC快速构建方法
本专利技术涉及一种可自主配置硬件资源的PLC快速构建方法，属于PLC硬件资源配置的

技术介绍
PLC产品系列化是指根据不同I/O输入输出类型、路数、通信模式的不同，差异定制开发，传统方式下，需要开发差异性的软件来实现，大大增加了开发的难度，存在开发周期长、软件稳定性与一致性差等问题。中国专利文献CN101303580A公开了一种支持多种CPU构造PLC控制器的实现方法，本专利技术包括核心构造部分和应用设计两大部分。核心构造部分包括PLC指令框架、PLC引擎构造和CPU平台构造三部分，PLC指令框架实现PLC指令算法和汇编代码的转换，PLC引擎构造实现通用引擎的结构和框架定制，CPU构造实现各种CPU属性的定制和描述。应用设计部分包括硬件构造平台和软件设计平台两部分，硬件设计平台根据应用和核心部分的CPU构造，对各类硬件资源进行定制和描述，包括I/O、中断、定时器和可配置软元件等。软件设计平台实现IL指令编写和梯形图设计，向用户提供逻辑控制程序设计平台，用户逻辑控制程序和硬件构造平台对CPU的构造结果结合实现PLC控制器的定制开发。中国专利文献CN101303580A与本专利技术的技术区别如表1：表1：本专利技术是通过对CPU硬件资源进行硬件的自主配置，快速构建定制PLC硬件，通过配置技术，实现CPU硬件资源范围内任意I/O点数定制，可以快速形成不同I/O点数、不同通信方式的系列安全PLC研发。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种可自主配置硬件资源的PLC快速构建方法。将本专利技术所述构建方法应用至新型号的PLC开发时，只需根据I/O点数的不同开发PCB硬件电路，PLC系统软件不用单独开发，通过配置参数的方式实现，缩短了开发周期，保证了软件稳定性与一致性。本专利技术的技术方案如下：一种可自主配置硬件资源的PLC快速构建方法，包括：(1)生成硬件资源配置参数表；根据PLC产品的定制要求，PLC硬件根据控制要求及PLC的功能确定I/O点数及类型，在CPU硬件I/O资源允许的范围内，实现不同型号PLC构建；所述硬件资源配置参数的确定方法包括：(1.1)PLC的I/O点数选择，首先要考虑控制要求，兼顾备用余量；通常I/O点数是根据受控对象的输入、输出信号的实际需要，再加上10％--30％的备用量来确定的；(1.2)依据I/O资源要求，开发PCB电路板PLC-PCB；(1.3)应用硬件可配置软件生成硬件资源配置参数表PLC-CS，实现PLC硬件资源的自主配置；所述硬件可配置软件是本领域技术人员所常用的软件，其作用就是实现硬件资源配置参数表PLC-CS；为了更好的解释硬件可配置软件，其操作界面如图1，在图1中，I/O端口类型列L1是可选得PLC常用类型列表；选择L1后I/O端口访问名列L3自动生成，I/O端口访问是PLC用户程序编程需要用到的PLC变量；再选择I/O端口序号列L2，此列罗列L1类型下的所有可选CPU对应引脚；然后逐行增加生成“硬件资源配置参数表PLC-CS”；(2)将所述硬件资源配置参数表PLC-CS下载到PLC-PCB参数配置存储区FLASH中，将PLC监控程序下载到PLC-PCB程序存储区FLASH中，完成PLC的构建；所述PLC监控程序是本领域技术人员所熟知的技术，是硬件平台端的底层驱动程序，包括硬件解析、语句表解析、通讯接口驱动等等，该监控程序包括不同PLC的融合技术，该程序是针对可配置PLC专门研发的监控程序，但针对不同的PLC来说这个程序是唯一的；(3)构建的PLC运行实现过程，在PLC运行时：(3.1)读取硬件资源配置参数表PLC-CS完成I/O驱动解析，完成硬件资源的自主配置；(3.2)运行PLC监控程序；至此，PLC运行完全具备了PLC功能，具备梯形图、语句表编程，实现逻辑控制、算术运算、计时、计数、数据处理、PID运算和通信功能。根据本专利技术优选的，在所述步骤(1)中，PLC配置参数建立通过QT软件实现，根据参数表数据结构形成PLC-CS参数文件，通过串口下载到PLC硬件电路中，供运行PLC时调用配置参数PLC-CS，完成I/O驱动配置；参数表数据结构如下：PLC-CS参数表结构：①②④PLCI/O端口类型PLCI/O端口位置CPUI/O端口Pi.j①PLCI/O端口类型：根据PLC型号要求，配置成开关量输入(DI)、开关量输出(DO)、模拟量输入(AI)和模拟量输出(AO)；②PLCI/O端口位置：根据PLC型号要求，配置所选类型的路数位置；④CPUI/O端口Pi.j：根据CPU类型不同，分多个I/O端口P0.0,P0.1,...Pi.j,....；本字段设置PLCI/O端口位置所对应的CPUI/O端口Pi.j。根据本专利技术优选的，所述PLC-CS参数表结构还包括PLCI/O端口参数：根据PLC型号要求，对配置的I/O端口设置参数；无类型参数时为空；根据本专利技术优选的，所述步骤(3)中运行PLC时调用配置参数PLC-CS，完成I/O驱动配置解析的实现方法包括：①②③④PLCI/O端口类型PLCI/O端口位置PLCI/O端口参数CPUI/O端口Pi.j运行PLC时，PLC操作系统软件先调用配置参数PLC-CS，根据参数表记录依次根据PLCI/O端口类型开关量输入(DI)、开关量输出(DO)、模拟量输入(AI)、模拟量输出(AO)几种类型将CPU对应的I/O端口完成I/O驱动配置，实现方法如下：①PLCI/O端口类型：读取LCI/O端口类型,根据PLC端口开关量输入(DI)、开关量输出(DO)、模拟量输入(AI)和模拟量输出(AO)多种类型不同调用不同的配置程序；②PLCI/O端口位置：根据PLCI/O端口位置，依次完成配置程序；③PLCI/O端口参数：根据PPLCI/O端口参数，对对应的I/O端口依据配置参数进行配置处理；④CPUI/O端口Pi.j：选取当前配置的PLCI/O端口所对应的CPUI/O端口Pi.j，进行I/O驱动配置。本专利技术的技术优势如下：1、本专利技术在应用于PLC生产厂商时，当针对不一样的应用需求需要发布不一样外部资源的产品时，只需要设计完硬件通过硬件配置配置一下引脚功能即可，无需重新研发对应的监控程序。2、本专利技术应用于最终用户时，可根据硬件的现有资源配置不同的端口类型，比如用户有一款可配置PLC，共有20路开关量输入输出端口，用户可配置成10路开关量输入10路开关量输出，或者15路开关量输入5路开关量输出。附图说明图1是本专利技术所述硬件可配置软件的界面操作示意图；图2是本专利技术中，构建不同I/O点的PLC的示意图；其中，不同的PLC的CPU的类型是不同的，如PLC1采用Arm系列的LPC2368，PLC2采用的是STM32系列或者MSP430系列等等。这样可以尽最大可能避免系统死在同一处；图3是本专利技术中，构建PLC的运行模式的流程图；图4是本专利技术中，硬件资源配置参数表PLC-CS完成I/O驱动解析的流程图。具体实施方式下面结合实施例和说明书附图对本专利技术做详细的说明，但不限于此。实施例、如图1-4所示。一种可自主配置硬件资源的PLC快速构建方法，包括：(1)生成硬件资源配置参数表；根据PLC产品的定制要求，PLC硬件根据控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可自主配置硬件资源的PLC快速构建方法，其特征在于，该构建方法包括：(1)生成硬件资源配置参数表；(2)将所述硬件资源配置参数表PLC‑CS下载到PLC‑PCB参数配置存储区FLASH中，将PLC监控程序下载到PLC‑PCB程序存储区FLASH中，完成PLC的构建；(3)构建的PLC运行实现过程，在PLC运行时：(3.1)读取硬件资源配置参数表PLC‑CS完成I/O驱动解析，完成硬件资源的自主配置；(3.2)运行PLC监控程序。

【技术特征摘要】
1.一种可自主配置硬件资源的PLC快速构建方法，其特征在于，该构建方法包括：(1)生成硬件资源配置参数表；(2)将所述硬件资源配置参数表PLC-CS下载到PLC-PCB参数配置存储区FLASH中，将PLC监控程序下载到PLC-PCB程序存储区FLASH中，完成PLC的构建；(3)构建的PLC运行实现过程，在PLC运行时：(3.1)读取硬件资源配置参数表PLC-CS完成I/O驱动解析，完成硬件资源的自主配置；(3.2)运行PLC监控程序。2.如权利要求1所述的一种可自主配置硬件资源的PLC快速构建方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，PLC配置参数建立通过QT软件实现，根据参数表数据结构形成PLC-CS参数文件，通过串口下载到PLC硬件电路中，供运行PLC时调用配置参数PLC-CS，完成I/O驱动配置；参数表数据结构如下：PLC-CS参数表结构：①②④PLCI/O端口类型PLCI/O端口位置CPUI/O端口Pi.j①PLCI/O端口类型：根据PLC型号要求，配置成开关量输入(DI)、开关量输出(DO)、模拟量输入(AI)和模拟量输出(AO)；②PLCI/O端口位置：根据PLC型号要求，配置所选类型的路数位置；④CPUI/O端口Pi.j：根据CPU类型不同，分多个I/O端口P0.0,P0.1,...Pi,j,......

【专利技术属性】
技术研发人员：孙瑞瑞，程广河，王茂励，李成攻，赵晓杰，赵帅，
申请(专利权)人：山东省计算中心国家超级计算济南中心，
类型：发明
国别省市：山东,37