一种可编程的PLC监控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可编程的PLC监控系统，旨在提供一种能节省机台空间、降低设备成本、提高开发效率高，同时具有良好的扩展性和可接入工厂的MES系统进行远程监控和生产信息追溯的可编程的PLC监控系统。本发明专利技术包括如下部分：协议组件，用来屏蔽不同厂家生产的PLC之间的差异；通信组件，将协议组件创建的数据通过通信组件进行传输，用户编写程序时不需要关注具体的传输介质；程序解析器，用于解析用户编写的程序；界面生成器，获取控件数据后，逐个进行识别翻译，并动态生成相应的界面控件，绑定对应寄存器的数据进行显示；远程控制子系统，接入工厂的MES系统后，能够实现机台的智能化控制。本发明专利技术应用于PLC监控系统的技术领域。本发明专利技术应用于PLC监控系统的技术领域。本发明专利技术应用于PLC监控系统的技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种可编程的PLC监控系统


[0001]本专利技术涉及一种智能制造设备的监控系统,特别涉及一种可编程的PLC监控系统。

技术介绍

[0002]随着新一代信息技术与制造业的深入融合，我国正由制造大国向制造强国转变。制造流程的实时监控、流程追溯已成为信息化不可或缺的一部分。作为智能制造设备的核心，市面上常见的自动化控制方案有运动控制卡、DSP、小型嵌入式系统、PLC等，而其中又数PLC应用最为广泛。和其它方案相比，PLC具有成本低廉、运行稳定、使用简单等特点，是智能制造设备的首选控制方案。
[0003]由于市面上大部分PLC均不提供交互界面，因此需要另外配置显示组件，常见的做法是将专用的触摸屏连接到PLC上进行系统监视和控制。由于大部分触摸屏的价格比较昂贵、功能单一、兼容性差，不利于成本管控、也无法接入工厂的MES系统，具体表现如下：1、传统触摸屏需要独立的实体硬件，在生产设备设计阶段需要预留安装位置，浪费机台内部宝贵的空间、增加了机台的机械设计难度；触摸屏为第三方厂家生产的标准产品，在设计风格、配色等方面可能与现有机台的设计不一致，安装后可能造成整机在设计上的割裂感，给用户造成不好的体验。
[0004]2、传统触摸屏的开发和部署效率比较低。针对每一个新增的需求或功能变更，需要专业的开发人员在该款触摸屏的组态软件上进行开发、测试，在机台停机后下载到触摸屏上进行部署。当设备数量庞大时，部署需要浪费大量的人力物力，且机台停机会降低工厂产能，影响产品交期，对工厂的经济效益造成影响。
[0005]3、传统触摸屏功能比较单一、兼容性差。一款触摸屏只能兼容一款或几款PLC，如果因为供货、价格等问题需要更换PLC，则触摸屏需要选型和编程、测试，除了直接影响机台成本，还间接影响机械设计、外观设计、电气布线、交付时间等各个方面，浪费大量人力物力。
[0006]4、传统触摸屏无法实现远程控制。传统触摸屏主要用于人机直接交互，由于设计上并未考虑智能制造的需求，因此无法实现MES系统的远程连接和交互。随着工厂的智能化发展，对设备的远程实时监控、生产流程的追溯已成为越来越多工厂的标准需求，这也决定了传统触摸屏已经无法适应工厂智能化的变革。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种能节省机台空间、降低设备成本、提高开发效率高，同时具有良好的扩展性和可接入工厂的MES系统进行远程监控和生产信息追溯的可编程的PLC监控系统。
[0008]本专利技术所采用的技术方案是：所述一种可编程的PLC监控系统包括如下部分：协议组件，是PLC通信的传输协议，协议组件用来屏蔽不同厂家生产的PLC之间的差异；
通信组件，可以屏蔽掉通信介质的差异，将协议组件创建的数据通过通信组件进行传输，用户编写程序时不需要关注具体的传输介质；程序解析器，用于解析用户编写的程序，并将解析后生成的界面数据结构传递给界面生成器；界面生成器，程序解析器解析用户程序后将生成一个界面数据结构并传递给界面生成器，界面生成器获取控件数据后，逐个进行识别翻译，包括控件名称、数据类型、寄存器地址等，并动态生成相应的界面控件，绑定对应寄存器的数据进行显示；远程控制子系统，接入工厂的MES系统后，能够实现机台的智能化控制。
[0009]所述协议组件包括按位写入接口、按位读取接口、按字写入接口、按字读取接口、解析数据接口。
[0010]所述通信组件包括发送数据接口和接收数据回调接口。
[0011]所述程序解析器采用YAML格式，YAML所定义的元素包括对象、数组、单值，界面采用tab页面、group分组、entity单个控件的层次，可对应表示为YAML的对象、数组、单值。
[0012]界面生成器获取控件数据后，对控件名称、数据类型、寄存器地址及其他需要识别翻译的进行识别翻译。
[0013]所述远程控制子系统中的远程控制指令包括状态上报和指令下达；状态上报：远程控制子系统启用后，通过监控子系统获取PLC的工作状态，当状态发送改变时，远程控制子系统将数据以约定的结构化形式进行组织，然后将数据发送给工厂的MES系统，MES系统根据对这些数据的理解，采取数据记录、异常报警及其他动作；指令下达：MES系统需要控制设备时，将相应的指令下达给远程控制子系统，远程控制子系统将信息提取后再返回给PLC监控系统，通过寄存器的写入操作来控制设备的开关机、换料及其他动作。
[0014]本专利技术的有益效果是：本专利技术具有如下几个优点：1、替代传统触摸屏作为交互界面，节省机台空间，降低设备成本；2、编程语言简洁高效，开发效率高；3、兼容多家品牌的PLC，对通信协议和通信介质做了高层抽象，具有良好的扩展性；4、可接入工厂的MES系统进行远程监控和生产信息追溯，使设备成为一个智能节点。
附图说明
[0015]图 1 是系统模块框图；图 2 是协议组件接口图；图 3 是通信组件接口图；图 4 是示例程序；图 5 是示例界面；图 6 是远程控制流程图。
具体实施方式
[0016]本专利技术的系统整体采用自底向上的层次化设计方法，首先由协议组件提供各个品牌和型号的协议抽象，从而屏蔽PLC协议之间的差异；大部分PLC的通信介质是网络或串口，因此设计了一个通信组件用来兼容UDP、TCP、串口这几种通信协议；通过程序解析器，我们可以把用户编写的程序转化成程序内部的逻辑，提供给监控子系统使用，监控子系统的数据通过界面生成器生成的界面进行展示和交互，如有需要还可以通过远程控制子系统连接客户的MES系统进行远程监控和追溯。
[0017]一、协议组件通信协议约定了PLC通信的数据格式，只有按协议约定的格式进行通信，软件才能与PLC顺利交互。市面上各个厂家的PLC通信协议并没有统一的标准协议，甚至不同厂家不同系列的PLC之间通信协议都不兼容，例如三菱的PLC采用MC通信协议，西门子采用了PPI、MPI、PROFIBUS等多种通信协议。为了使用户在简化用户程序逻辑，需要设计通信协议组件用来屏蔽PLC之间的差异。
[0018]尽管各个厂家的通信协议不同，但是都有一些共性，例如都可以对继电器(M寄存器)和数据寄存器进行读写操作，通过抽象这些接口，就可以设计出一套通用的传输协议。
[0019]协议主要包括以下几个接口：按位写入1、按位读取2、按字写入3、按字读取4、解析数据二、通信组件不同平台的PLC可能采用不同的通信介质来传输数据，常见的有UDP、TCP和串口。通过抽象一套通用的通信接口，可以屏蔽掉通信介质的差异，将协议组件创建的数据通过通信组件进行传输，用户编写程序时不需要关注具体的传输介质。
[0020]常用的通信接口如下：1、发送数据2、接收数据回调三、程序解析器因为程序需要开放给用户进行编写，为了降低编程门槛，需要尽量选择语法简单、编辑方便的程序。YAML是一个可读性高、简单易用的数据序列化格式，它所定义的元素只有三个：对象：键值对的集合数组：指一组按序排列的值单值：单个的、不可再分的值在本设计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可编程的PLC监控系统，其特征在于：所述一种可编程的PLC监控系统包括如下部分：协议组件，是PLC通信的传输协议，协议组件用来屏蔽不同厂家生产的PLC之间的差异；通信组件，可以屏蔽掉通信介质的差异，将协议组件创建的数据通过通信组件进行传输，用户编写程序时不需要关注具体的传输介质；程序解析器，用于解析用户编写的程序，并将解析后生成的界面数据结构传递给界面生成器；界面生成器，程序解析器解析用户程序后将生成一个界面数据结构并传递给界面生成器，界面生成器获取控件数据后，逐个进行识别翻译，并动态生成相应的界面控件，绑定对应寄存器的数据进行显示；远程控制子系统，接入工厂的MES系统后，能够实现机台的智能化控制。2.根据权利要求1所述的一种可编程的PLC监控系统，其特征在于：所述协议组件包括按位写入接口、按位读取接口、按字写入接口、按字读取接口、解析数据接口。3.根据权利要求1所述的一种可编程的PLC监控系统，其特征在于：所述通信组件包括发送数据接口和接收数据回调接口。4.根据权利要求1所述的一种可编程...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖良树，曾成，张晶，
申请(专利权)人：长园运泰利视觉科技珠海有限公司，
类型：发明
国别省市：