一种边缘控制器软件快速开发方法技术

本发明专利技术公开了边缘控制器软件开发技术领域的一种边缘控制器软件快速开发方法，采用如下的技术方案：将所述的边缘控制器软件划分为基于组态软件的应用程序开发以及Runtime库文件创建与调用两部分，其中所述的基于组态软件的应用程序包括总线配置模块、逻辑控制程序模块、OPC UA信息模型创建模块以及人工智能算法调用模块四部分，所述的Runtime库文件创建与调用包括OPC UA加载器库文件创建与调用，人工智能算法库文件创建与调用。本发明专利技术提出的边缘控制器软件快速开发方法可有效提升边缘控制器软件开发效率，降低开发难度，增强软件的可维护性和可拓展性。维护性和可拓展性。维护性和可拓展性。

【技术实现步骤摘要】
一种边缘控制器软件快速开发方法


[0001]本专利技术涉及边缘控制器软件开发的
，尤其是涉及一种边缘控制器软件快速开发方法。

技术介绍

[0002]相较于云计算，边缘计算处于工业互联网架构中距离工业设备更近的的网络边缘侧，实现了工业现场数据在网络边缘侧的采集、处理、分析，减轻云平台压力并提高了数据的安全性和传输实时性。边缘计算对控制器的本地数据处理能力提出了更高的要求，为满足这种新需求，边缘控制器应运而生。边缘控制器将数据采集逻辑、设备逻辑控制、现场总线协议、人工智能、OPCUA等多领域技术集成于一体，对于实现设备的智能化、数字化以及设备间互联互通具有重要意义。
[0003]边缘控制器软件开发除涉及传统的控制程序外，还包括人工智能、OPCUA等功能模块的开发，导致传统的工业控制软件开发人员很难在短时间内完成边缘控制器软件开发，研究针对边缘控制器的软件快速开发技术具有巨大应用价值。
[0004]现有的边缘控制器软件开发通常使用纯代码方式调用人工智能算法库和OPC UA功能模块，或者采用配置方式完成OPC UA信息模型的创建，但创建的信息模型格式固定，层次结构较简单。整体上看软件开发效率不高且不利于后期维护。
[0005]针对上述中的相关技术，本专利技术提供一种边缘控制器软件快速开发方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种边缘控制器软件快速开发方法，可有效提升边缘控制器软件开发效率，降低开发难度，增强软件的可维护性和可拓展性。
[0007]本专利技术提供一种边缘控制器软件快速开发方法，采用如下的技术方案：将所述的边缘控制器软件划分为基于组态软件的应用程序开发以及Runtime库文件创建与调用两部分，其中所述的基于组态软件的应用程序包括总线配置模块、逻辑控制程序模块、OPC UA信息模型创建模块以及人工智能算法调用模块四部分，所述的Runtime库文件创建与调用包括OPC UA加载器库文件创建与调用，人工智能算法库文件创建与调用；
[0008]所述的方法具体步骤如下：
[0009]S1：总线配置：初始化总线接口，添加Modbus TCP、Modbus RTU、EtherCAT、EtherNet/IP等总线设备，采集外部数据；
[0010]S2：逻辑控制程序创建：设计逻辑控制程序实现对现场设备的控制，设计OPC UA信息模型创建模块调用程序及人工智能算法调用模块任务触发程序，实现对OPC UA信息模型创建模块及人工智能算法调用模块任务触发；
[0011]S3：OPC UA信息模型创建：利用结构体数据类型构建OPC UA信息模型框架，根据实际使用设备传输的数据内容填充结构体元素列表，完成信息模型创建，生成信息模型配置文件，并创建OPC UA加载器功能块；
[0012]S4：人工智能算法调用模块创建：根据人工智能算法输入、输出参数创建人工智能算法功能块；
[0013]S5：创建逻辑控制程序模块任务、OPC UA信息模型创建模块任务以及人工智能算法调用模块任务，将各模块挂载到对应任务下，根据各任务工作特点，将逻辑控制程序模块任务优先级设为最高，任务类型设置为周期任务；OPC UA信息模型创建模块任务优先级次之，任务类型设置为事件任务；人工智能算法调用模块任务优先级设置为最低，任务类型设置为事件任务；
[0014]S6：基于OPC UA服务器源代码和OPC UA信息模型配置文件格式要求，开发信息模型配置文件解析程序，编译生成OPC UA加载器库文件；
[0015]S7：基于人工智能算法源代码，开发人工智能算法调用接口，编译生成人工智能算法库文件；
[0016]S8：基于利用AnyControl的Runtime SDK开发包，添加OPC UA加载器库文件以及人工智能算法库文件，编译后生成Runtime可执行程序。
[0017]可选的，所述OPC UA信息模型创建模块以及人工智能算法调用模块被封装为可图形化调用的组件库。
[0018]可选的，所述的总线配置模块用于完成总线初始化及各总线设备添加。
[0019]可选的，所述的人工智能算法调用模块，创建人工智能算法功能块，对现场设备数据进行处理与计算并返回结果。
[0020]可选的，所述的OPC UA加载器功能块和人工智能算法功能块的创建方法包括以下步骤：
[0021]①
将OPC UA加载器和人工智能算法C/C++语言源代码分别编译为库文件，并提供调用接口，调用接口函数形参为为OPC UA加载器启动返回值以及人工智能算法输入、输出参数；
[0022]②
利用AnyControl的Runtime SDK开发包提EXLIB_CFG_ELEMENT_ITEM宏定义调用OPC UA加载器和和人工智能算法接口函数；
[0023]③
在AnyControl中创建外部库工程文件，创建函数类型程序组织单元，变量区中设置输入、输出参数，参数类型与OPC UA加载器和人工智能算法接口函数形参保持一致；
[0024]④
编译上述外部库工程文件生成OPC UA加载器和人工智能算法固件库，在AnyControl中创建应用工程文件，在库管理中加载固件库，形成OPC UA加载器和人工智能算法图形化功能块。
[0025]可选的，所述OPC UA信息模型创建方法包括以下步骤：
[0026]①
在AnyControl数据类型区依次创建设备类型结构体、属性集结构体、属性描述结构体，其中设备类型结构体中嵌套属性集结构体，属性集结构体中嵌套属性描述结构体；
[0027]②
根据采集的设备数据在OPC UA信息模型创建模块中对设备类型结构体进行初始化，完成设备OPC UA信息模型创建；
[0028]③
编译工程文件，将设备类型结构体转换为OPC UA信息模型XML配置文件，将XML配置文件下装到控制器，OPC UA信息模型创建模块启动后解析XML配置文件，生成设备OPC UA地址空间。
[0029]可选的，所述OPC UA信息模型中属性值与采集的设备数据关联方法包括以下步
骤：
[0030]①
属性描述结构体元素Value表示OPC UA信息模型中属性值，创建OPCUA地址空间后，在总线配置模块中将Value与设备数据进行绑定，生成信息模型XML配置文件时将Value的内存地址传入，
[0031]②
配置文件下装到控制器，OPC UA信息模型创建模块启动后解析XML配置文件，读取属性值的内存地址处的数据，实现OPC UA信息模型的属性值的实时更新。
[0032]综上所述，本专利技术包括以下至少一种有益效果：
[0033]该边缘控制器软件快速开发方法将边缘控制器软件划分为总线配置模块、逻辑控制程序模块、OPC UA信息模型创建模块、人工智能算法调用模块、以及OPC UA服务器与人工智能算法库调用模块，其中OPC UA信息模型以及人工智能算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种边缘控制器软件快速开发方法，其特征在于：将所述的边缘控制器软件划分为基于组态软件的应用程序开发以及Runtime库文件创建与调用两部分，其中所述的基于组态软件的应用程序包括总线配置模块、逻辑控制程序模块、OPC UA信息模型创建模块以及人工智能算法调用模块四部分，所述的Runtime库文件创建与调用包括OPC UA加载器库文件创建与调用，人工智能算法库文件创建与调用；所述的方法具体步骤如下：S1：总线配置：初始化总线接口，添加Modbus TCP、Modbus RTU、EtherCAT、EtherNet/IP等总线设备，采集外部数据；S2：逻辑控制程序创建：设计逻辑控制程序实现对现场设备的控制，设计OPC UA信息模型创建模块调用程序及人工智能算法调用模块任务触发程序，实现对OPC UA信息模型创建模块及人工智能算法调用模块任务触发；S3：OPC UA信息模型创建：利用结构体数据类型构建OPC UA信息模型框架，根据实际使用设备传输的数据内容填充结构体元素列表，完成信息模型创建，生成信息模型配置文件，并创建OPC UA加载器功能块；S4：人工智能算法调用模块创建：根据人工智能算法输入、输出参数创建人工智能算法功能块；S5：创建逻辑控制程序模块任务、OPC UA信息模型创建模块任务以及人工智能算法调用模块任务，将各模块挂载到对应任务下，根据各任务工作特点，将逻辑控制程序模块任务优先级设为最高，任务类型设置为周期任务；OPC UA信息模型创建模块任务优先级次之，任务类型设置为事件任务；人工智能算法调用模块任务优先级设置为最低，任务类型设置为事件任务；S6：基于OPC UA服务器源代码和OPC UA信息模型配置文件格式要求，开发信息模型配置文件解析程序，编译生成OPC UA加载器库文件；S7：基于人工智能算法源代码，开发人工智能算法调用接口，编译生成人工智能算法库文件；S8：基于利用AnyControl的Runtime SDK开发包，添加OPC UA加载器库文件以及人工智能算法库文件，编译后生成Runtime可执行程序。2.根据权利要求1所述的一种边缘控制器软件快速开发方法，其特征在于：所述OPC UA信息模型创建模块以及人工智能算法模块被封装为可图形化调用的组件库。3.根据权利要求1所述的一种边缘控制器软件快速开发方法，其特征在于：所述的总线配置模块用于完成总线初始化及各总线设备添加。4.根据权利要求1所述的一种边缘控制器软件快速开发方法，其特征在于：所述的人工智能算法调用模块，创建人工智能算法功能块，对现场设备数据进行处理与计...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡永康，赵艳领，王麟琨，李方健，
申请(专利权)人：机械工业仪器仪表综合技术经济研究所，
类型：发明
国别省市：