一种计算机可编程自动控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种计算机可编程自动控制系统及其控制方法，所述系统包括应用层、实时调度层和实时控制层；其中所述应用层用于开发并编译程序，实现远程通讯以及网络人机界面交互功能；所述实时调度层用于实时运行所述应用层的程序，并实时调度所述实时控制层上的操作指令，对硬件进行操作；所述实时控制层用于执行所述操作指令，以完成控制操作。本发明专利技术通过采用统一的软硬件结合的系统平台，将ＰＬＣ控制模式、机器人控制模式等控制方式整合在一个系统中，且能提供逻辑、运动、处理等功能，使用本系统，用户可以更灵活、更开放地进行升级或者转换控制方式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种工业控制系统及其控制方法，尤其涉及。
技术介绍
目前应用于工业控制的控制器有可编程逻辑控制器(ProgrammableLogic Controller, PLC)和计算机控制器(Personal Computer, PC)等控制器。通常PC的通用操作系统不能提供用于控制足够的稳定性。安装基于PC控制的设备会迫使处理系统崩溃和未预料到的重启。由于PC带有旋转的磁性硬盘和非工业性牢固的部件，如电源，这使得它更容易出现故障。工厂操作人员需要具备在维护和排除故障时恢复系统的能力。使用梯形逻辑，他们可以手动迫使线圈恢复到理想状态，并能快速修补受影响的代码以快速恢复系统。然而，PC系统需要操作人员学习新的更高级的工具。PLC主要应用于强电方面的工业控制，或者整条流水线的控制，相对于单片机它功耗要大，但比较稳定。然而，传统工业控制器单一的工业控制模式无法实现在一个平台上处理逻辑、运动、比,微分积分(Proportion Integration Differentiation, PID)控制、驱动中的至少两种以上功能，已经不能满足越来越多的工业控制要求。因此，现有技术有待改进和提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的上述缺点，提供一种能同时实现两种以上工业控制模式的计算机可编程自动控制系统及其控制方法。本专利技术的技术方案如下一种计算机可编程自动控制系统，所述系统包括应用层、实时调度层和实时控制层；其中，所述应用层用于开发并编译程序，实现远程通讯以及网络人机界面交互功能；所述实时调度层用于实时运行所述应用层的程序，并实时调度所述实时控制层上的操作指令，对硬件进行操作；所述实时控制层用于执行所述操作指令，完成控制操作。本专利技术所述的系统，其中，所述应用层包括功能接口模块，1/0组态模块和人机交互模块；其中，所述I/O组态模块用于配置组态信息，并将组态信息发送到所述实时调度层；所述功能接口模块用于给所述实时调度层提供功能模块资源；所述人机交互模块用于生成人机交互界面，以显示所述实时控制层的操作信息。本专利技术所述的系统，其中，所述功能接口模块包括文件译码单元，用于将输入的文件编^^成所述计算机可编程自动控制系统可读的数据格式；所述实时调度层包括实时运行系统，所述实时运行系统包括代码编译所述实时运行系统还包括复杂算法模块，用于完成所述代码编译模块解析所得到的数据结果的复杂算法运算，得到所述实时运行系统可识别的输入信息。本专利技术所述的系统，其中，所述实时运行系统还包括配置模块，用于接收来自所述i/o组态模块的组态信息，并根据所述组态信息，调用所述功能接口模块中的功能模块资源进行参数配置。本专利技术所述的系统，其中，所述实时运行系统还包括数据交互模块，用于将所述实时控制层的硬件信息传输到所述应用层的人机交互界面进行显示。本专利技术所述的系统，其中，所述实时控制层包括运动控制模块，用于实现直线、曲线操作或运动跟踪；逻辑控制模块，用于完成逻辑控制操作；机器视觉模块，用于完成图像采集、图像处理以或图像解析操作。本专利技术所述的系统，其中，所述实时运行系统还包括故障诊断模块，用于实时采集所述实时控制层的故障信号，并将所述故障信号传输至所述应用层的人机交互界面进行显示。本专利技术还提供了一种计算机可编程自动控制系统的控制方法，包括以下步骤A、 计算机可编程自动控制系统初始化；B、 用户选择至少一个控制模式，并对各控制模式进行对应的参数配置；C、 所述计算机可编程自动控制系统进入所选择控制模式对应的子系统，并根据所述参数配置完成操作控制。本专利技术所述的控制方法，其中，所述步骤C具体包括以下步骤Cll、当所述步骤B中所述的参数配置的输入方式为专用输入时，用户输入需要执行的专用文件，所述应用层的文件译码单元将输入的文件编译成所述计算机可编程自动控制系统可读的数据格式；所述实时调度层上的代码编译模块解析所述应用层上的文件译码单元所编译的数据格式，实时调度层上的复杂算法模块完成对所迷代码编译模块解析所得到的数据结果的复杂算法运算，得到所述实时运行系统可识别的输入信息；所述实时调度层下载并运行所述应用层的程序，并根据所述复杂算法模块得到的输入信息，通过调度所述实时控制层的操作指令来执行相应的操作。本专利技术所述的控制方法，其中，所述步骤C具体还包括以下步骤C21、当所述步骤B中所述的参数配置的输入方式为通过设置I/O信号输入时，用户通过所述应用层的I/0组态模块管理并定时刷新外部I/0信号；所述实时调度层下载并运行所述应用层的程序，并根据所述外部1/0信号，调度所述实时控制层的操作指令来执行所述外部1/0信号对应的操作。本专利技术所述的控制方法，其中，所述步骤C具体还包括以下步骤C22、用户采用梯形图语言、文本语言、功能块语言或流程图语言对1/0编程，并将所述应用层的程序下载到所述实时调度层，以所述外部I/0信号作为输入信息，运行程序并输出数据，并通过所述实时调度层的数据交互模块，将输出的数据传输到所述应用层的人机交互界面上进行显示。本专利技术通过采用统一的软硬件结合的系统平台，将PLC控制模式、机器人控制模式等控制方式整合在一个系统中，且能提供逻辑、运动、处理等功能，使用本专利技术的系统，用户可以更灵活、更开放地进行升级或者转换控制方式。附图说明图1为本专利技术实施例的计算机可编程4]动控制系统框图2为本专利技术实施例的计算机可编程自动控制系统结构图3为本专利技术实施例的计算机可编程自动控制系统的控制方法流程图4为本专利技术实施例的数字控制模式下的控制方法流程图5为本专利技术实施例的可编程逻辑控制模式下的控制方法流程图6为本专利技术实施例的机器人模式下的控制方法流程图。具体实施例方式以下结合附图，对本-专利技术的较佳实施例加以详细i兌明。本专利技术实施例中，计算机可编程自动控制系统的系统框图如图l所示，其包括应用层、实时调度层和实时控制层。各层的功能及实现方式描述如下。用户在应用层通;±网络服务器，开发并编译应用程序和人机交互界面，界面实现远程通讯以及网络人机界面交互功能。用户可以从应用层输入各种需要执行的文件，如G代码文件、或者机器人坐标系动作示教文件等。也可以通过应用层配置组态信息。用户在应用层开发的编译后的程序代码，如应用程序和人机界面程序，通过以太网下载到实时调度层的实时运行系统上实时运行。实时调度层以应用层的输入文件或相关设置作为输入信息，运行程序，并实时调度实时控制层上的操作指令来执行相应的操作。在实时运行系统上执行的应用程序，最终通过访问固化在实时控制层的操作指令，如固化在DSP、 FPGA或者高速摄相头上的操作指令，对硬件进行操作。实时控制层响应实时调度层的调度，执行相应的操作指令完成操作控制。该系统的三层之间通过内部总线进行通讯，以完成操作控制。本专利技术实施例中，如图2所示，应用层包括功能接口模块、1/0组态模块和人机交互模块。其中人机交互模块用于生成人机交互界面，以显示实时控制层的硬件操作信息和故障信息，实现人机实时交互。用户可以通过应用层的1/0组态模块根据使用需要给系统配置组态信息，功能接口模块用于给实时调度层提供功能资源。实时调度层中的实时运行系统根据组态信息从功能接口模块中调用相关资源，最终通过访问固化在实时控制层的DSP、 FPGA以及高速摄相头上的操作指令本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机可编程自动控制系统，所述系统包括应用层、实时调度层和实时控制层；其中，　所述应用层用于开发并编译程序，实现远程通讯以及网络人机界面交互功能；　所述实时调度层用于实时运行所述应用层的程序，并实时调度所述实时控制层上的操作指令，对硬件进行操作；　所述实时控制层用于执行所述操作指令，完成控制操作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宏，王礡，吕恕，
申请(专利权)人：固高科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]