把序列翻译器方式用于可编程逻辑控制器的方法和设备技术

可编程逻辑控制器（ＰＬＣ）的工作存储器每次只从ＰＬＣ的负载存储器加载一个指令，所述负载存储器包含用于控制过程的整个指令集。每一指令具有包含至少一个选择码的格式，在执行相应的指令之前所述选择码必须由ＰＬＣ翻译器评估为真。如果翻译器评估该至少一个选择码为假，那么不执行所述指令，而是从负载存储器向工作存储器转送下一指令并且然后评估其相应的选择码。

Method and apparatus for applying sequence translator to programmable logic controller

The working memory of the programmable logic controller (PLC) loads an instruction only from the PLC load memory at a time, and the load memory contains the entire instruction set for controlling the process. Each instruction has a format that contains at least one selection, and the selection code must be evaluated by the PLC translator before performing the appropriate instruction. If the interpreter evaluates the at least one selection code to be false, the instructions are not executed, but the next instruction is transferred from the load memory to the working memory, and then the corresponding selection code is evaluated.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可编程逻辑控制器(PLC)，具体而言，涉及把顺序的翻译器方式用于执行其控制逻辑的PLC。
技术介绍
PLC的使用已经使过程控制行业发生了巨大的变化。在过程控制中使用PLC的一个例子是半导体的制造过程。混合两种或更多流体以形成混合的气体混合物以便把半导体液体或者气体与载气组合来递送至制造工具的过程要求精确的过程控制。通常，由PLC控制此类过程涉及在PLC中使用序列控制逻辑(即，打开/关闭阀门，检验警报定值等)，并且经由顺序的阶梯逻辑程序设计来实现。这是标准方式并且适用于固定的控制模式体系结构。然而，对控制模式的任何改变都要求由具有此技能的个人来进行阶梯逻辑修改。此外，这种固定控制模式体系结构的存储器用量是非常低效的。特别的是，传统的PLC软件使用阶梯逻辑设计，其已经考虑到用于标准自动化应用程序的大部分程序设计。图1中示出了此类应用程序的分级结构。使用此程序设计技术构造应用程序是相当复杂的，并且由此生成的应用程序能够由大型有代表性的过程控制集体以及具有最少训练经验的本地工程技术人员来维护。虽然此程序设计技术易于被构造，但是当与其他可利用的语言相比较时，在存储器用量方面它不是特别有效。因此还需要构造可用于多种气流控制的代码段，所述多种气流控制诸如气体内室的第一和第二输入流，在所述气体内室中所述输入流被混合。但是令人遗憾的是，阶梯逻辑不易于实现此操作。仅仅举例说明，本专利技术的受让人、也就是Air Products &Chemicals，Inc.已经把PLC用于其生产线，并且放弃了其Gasguard450(大约1990年)的生产线，使用外部可配置数据来控制系统操作的技术已经被用于涉及气体内室的设备。Gasguard的后代、包括Gasguard250、500、AP2和AP3已经全部使用此方法。然而，主要区别在于前述产品的每一个均可使用各种类型和制造商的嵌入式控制系统。克服这些问题的努力包括为大规模自定义(MC)气体内室开发PLC应用程序代码，但是当使用此专用编程方法时，应用程序会迅速用完存储器。还有人建议使用自定义STL(语句表)例行程序和SCL(结构控制语言)例行程序来补充基础顶级阶梯逻辑例行程序，这样会节省存储器并且将允许代码段能够再次使用。存储器用量问题的领域之一是PLC中的标准调用序列。对引起较大存储器用量开销的例行程序和低级别STL例行程序的每次调用被构造为所允许的多个调用代码在没有这种存储器用量开销的情况下被利用。这样做显著减少了存储器用量。存储器用量问题的第二个领域是在所选硬件设置方面可利用的定时器的缺乏。由于可利用的定时器数目少，所以在STL中构造了自定义定时程序。虽然不希望在应用程序中包含STL，但是由于存储器的限制而可以包含它。许多模拟定标和警报功能往往使用SCL来编码，虽然这不像阶梯逻辑那样令人满意，但是比STL段更加令人满意。图2中示出了由此形成的分级结构。由此生成的PLC应用程序软件经常为总体执行循环的阶梯逻辑而利用SCL自定义序列和低级STL服务程序。所述应用程序配置数据用来利用所选选项和报警极限值等来自定义个人应用程序。然而，即使在程序设计方法中有这些折衷，应用程序也明显无法适应所选硬件的限制范围。由此生成的包括三个独立编程语言和STL段的代码被视为代码维护的潜在问题。由此，还需要对基于PLC的控制系统使用外部控制数据技术的PLC，其中所述基于PLC的控制系统通常不以这样的方式加以利用。此处引用的所有参考文献都作为整体合并于此，以供参考。
技术实现思路
一种用于使用可编程逻辑控制器(PLC)来控制过程的方法，其中所述PLC具有中央处理单元(CPU)，所述CPU包括存储控制所述过程所需的所有指令和数据的负载存储器，并且包括评估并且执行工作存储器中的指令以便控制所述过程的翻译器。所述方法包括以下步骤(a)创建包括一种格式的指令，所述格式包括至少一个选择码，所述选择码按照允许或者禁止来编码；(b)把一个指令从负载存储器复制到工作存储器；(c)由所述翻译器评估该至少一个选择码以便确定所述选择码是否为真；(d)如果所述翻译器评估所述选择码为真，那么执行所述指令，如果所述翻译器评估所述选择码为假，那么不执行所述指令，并且如果是这样的话，把下一指令从负载存储器复制到工作存储器并且对此下一指令重复步骤(c)；(e)察看其选择码已经评估为真的指令是否已经完成，并且如果没有的话，继续执行指令直到完成为止；并且(f)如果其选择码已经评估为真的指令已经完成，那么重复步骤(b)-(f)，直到所有指令已经被评估并且被执行为止，其中相应指令中的所述至少一个选择码的评估已经被确定为真。一种用于控制与其结合的过程的可编程逻辑控制器(PLC)，并且其中所述PLC包括中央处理单元(CPU)，所述CPU包括存储控制所述过程所需的所有指令和数据的负载存储器，并且包括评估并且执行工作存储器中的指令以便控制所述过程的翻译器。所述PLC包括包含只读指令的所述负载存储器，其中每一指令均包括一种格式，所述格式包括按照允许或禁止被编码的至少一个选择码；以及每次只接收一个指令的所述工作存储器，其中所述翻译器评估该至少一个选择码以便确定该至少一个选择码是否为真，并且如果该至少一个选择码为真，那么执行该一个指令，或者如果该至少一个选择码被评估为假，那么接收下一指令。附图说明将结合如下附图描述本专利技术，在所述附图中，相同的参考标记指定类似元件，并且其中图1是常规的PLC软件应用程序的分级结构；图2是专用于解决存储器用量相关问题的另一PLC软件应用程序的分级结构；图3是克服存储器用量相关问题、同时降低复杂性级别以便实现改变的本专利技术的PLC软件应用程序的分级结构；图4是具有安装在其内部上半部的PLC的示例性气体内室的正视图；图5是用于与PLC通信的示例性触摸屏的正视图；图6是包括本专利技术分级结构的PLC的中央处理单元(CPU)的功能图；图7是包括本专利技术分级结构的PLC的CPU的负载存储器的内容的图表； 图8是用于定义本专利技术的序列命令结构格式的图表；图9是描述负载存储器中序列数据块的图表；图10是包括本专利技术分级结构的PLC的CPU的工作存储器的内容的图表；图11A-11C共同构成依照示例性配置的96个选择码的图表，在所述示例性配置中示出了由配置程序员设定的每个选择码的唯一设定级别；并且图12是克服存储器用量相关问题、同时降低复杂性级别以便实现改变的PLC翻译器应用程序的流程图。具体实施例方式本专利技术使用非传统的方法来编程PLC中的顺序控制逻辑，借此使用独立的、预先配置的二进制数据来实现序列控制。特别的是，本专利技术集中研究SCL(结构控制语言)以及阶梯逻辑，而且还引入了序列翻译器以及序列数据块的概念。选择这种方法是为了在大规模自定义环境中使用预测试代码来最小化存储器用量，并且允许更加灵活的配置环境。如上所述，此方法不同于传统的直线程序设计模型并且使用了元代码翻译器。在此模型之下，可以在由元代码翻译器翻译的数据块中表示各个序列(或者事件，例如放气阀#1、放气阀#2、通风口等)。用于表示所述序列的数据仅仅是需要构造自定义码来实现序列的大小的一小部分。虽然元代码翻译器的大小可以大于任何一个序列，但是同一代码可用于所有序列本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使用可编程逻辑控制器（ＰＬＣ）控制过程的方法，所述可编程逻辑控制器具有中央处理单元（ＣＰＵ），所述中央处理单元包括存储控制所述过程所需的所有指令和数据的负载存储器，并且包括评估并且执行工作存储器中的指令以便控制所述过程的翻译器，所述方法包括以下步骤：（ａ）创建包括一种格式的指令，所述格式包括至少一个选择码，所述选择码按照允许或者禁止来编码；（ｂ）把一个指令从所述负载存储器复制到所述工作存储器；（ｃ）由所述翻译器评估所述至少一个选择码以便确定所述 选择码是否为真；（ｄ）如果所述翻译器评估所述选择码为真那么执行所述指令，或者如果所述翻译器评估所述选择码为假那么不执行所述指令并且如果是这样的话把下一指令从所述负载存储器复制到所述工作存储器并且对此下一指令重复步骤（ｃ）；（ ｅ）察看其选择码已经评估为真的所述指令是否已经完成，并且如果没有的话继续执行所述指令以完成；并且（ｆ）如果其选择码已经评估为真的所述指令已经完成，那么重复步骤（ｂ）－（ｆ），直到所有所述指令已经被评估并且被执行为止，其中相应指令中的 所述至少一个选择码的评估已经被确定为真。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：WJ达西，J范鲍尔，
申请(专利权)人：气体产品与化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]