工業(yè)控制器中的事件生成管理的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文中所公開的主題總體上涉及用于控制機(jī)器和工業(yè)過程的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，并且更具體地涉及處理工業(yè)控制器內(nèi)生成的事件。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)控制器是用于控制工廠自動化等的專用計(jì)算機(jī)。工業(yè)控制器通常執(zhí)行針對特定控制應(yīng)用而高度定制的控制程序。專用控制語言例如“繼電器梯形邏輯”通常用于幫助對裝置的編程。在存儲程序的指導(dǎo)下，工業(yè)控制器的處理器周期性地檢查輸入裝置的狀態(tài)并且更新輸出裝置的狀態(tài)。為了確保對機(jī)器或過程的可預(yù)測控制，控制程序必須是高度可靠且確定性的，也就是說，以良好定義的時(shí)間段來執(zhí)行。
[0003]隨著工業(yè)過程的復(fù)雜度增長，越來越多的裝置被連接至工業(yè)控制器。裝置通常分布在機(jī)器附近或沿流水線分布。越來越多的裝置以及這些裝置在機(jī)器附近的分布要求更復(fù)雜的控制程序。另外，受控過程持續(xù)地要求更高的吞吐量或生產(chǎn)率。因此，以更高的速率生成對控制器的輸入并且對控制器的輸入要求以更高的速率生成從控制器輸出的信號。
[0004]要理解的是，增大處理器的執(zhí)行速度使得能夠以更快的速率執(zhí)行控制程序。然而，增大處理器速度并非沒有缺陷。增大時(shí)鐘速度產(chǎn)生了處理模塊中的其他硬件部件之間的定時(shí)問題。另外，增大的時(shí)鐘速度能夠從開始用作天線的互聯(lián)產(chǎn)生不希望的輻射發(fā)射。另外，日益增大的系統(tǒng)復(fù)雜度通常造成控制程序的附加長度。由于以周期性間隔來執(zhí)行控制程序，所以即使在處理器速度增大的情況下，控制程序的附加長度也可能使得控制程序在相同時(shí)間間隔內(nèi)、或者也許在更長時(shí)間間隔內(nèi)執(zhí)行。因此，會希望提供改進(jìn)的系統(tǒng)用于處理接收輸入信號并且必須生成輸出信號的增大的速率。
[0005]還要理解的是，并非所有輸入需要以增大的頻率處理。一種提高處理輸入信號的速率的方法是識別輸入中需要提高的處理的部分并且在輸入信號例如處于某個(gè)狀態(tài)或改變狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生中斷。中斷處理程序(interrupt handler)然后可以執(zhí)行響應(yīng)于輸入信號來更新一個(gè)或更多個(gè)輸出信號的控制代碼的一小部分。在完成控制代碼的該小部分時(shí)，中斷處理程序返回執(zhí)行一般控制程序。然而，中斷處理程序也并非沒有缺陷。隨著越來越多的輸入被識別為需要以增大的頻率進(jìn)行處理，處理中斷控制代碼所需的時(shí)間量增大并且可能增大到這樣的點(diǎn):一般控制代碼不能在所需時(shí)間間隔內(nèi)完成以提供工業(yè)控制器所需的確定性控制。另外，隨著中斷的數(shù)目增大，在中斷控制代碼的另一部分正在執(zhí)行的同時(shí)發(fā)生附加中斷的可能性增大。因此，可能不執(zhí)行隨后的中斷控制代碼的執(zhí)行。
[0006]即使執(zhí)行了所有中斷控制代碼，中斷控制代碼也可能基于不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)來執(zhí)行。中斷處理程序必須先接收指示要執(zhí)行中斷控制代碼的輸入信號。輸入信號可能發(fā)生在遠(yuǎn)離控制器的位置處并且可能例如從遠(yuǎn)程輸入模塊通過輸入掃描器和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)而傳遞至控制器。在控制器接收到指示需要執(zhí)行中斷控制代碼的輸入時(shí)，過程中的一個(gè)或更多個(gè)輸入的狀態(tài)可能已經(jīng)改變。因此，當(dāng)中斷控制代碼執(zhí)行時(shí)，可能基于不準(zhǔn)確的輸入信號集合來生成輸出信號。因此，會希望提供改進(jìn)的系統(tǒng)用于處理工業(yè)控制系統(tǒng)中針對受控機(jī)器或過程的事件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本文中所公開的主題描述了一種用于處理工業(yè)控制系統(tǒng)中針對受控機(jī)器或過程的事件的改進(jìn)的系統(tǒng)。工業(yè)控制器中的模塊被配置成響應(yīng)于發(fā)生預(yù)定義的信號或信號的組合來生成事件。事件被傳送至事件隊(duì)列以用于隨后的處理。事件隊(duì)列也可以被配置成存儲在生成事件時(shí)模塊的狀態(tài)(例如，數(shù)字輸入模塊中的端子中的每個(gè)端子是通還是斷)的復(fù)本。事件隊(duì)列可以保持多個(gè)事件并且可以以先進(jìn)先出方式或者基于分配給每個(gè)事件的優(yōu)先級來被處理。每個(gè)事件被配置成觸發(fā)一個(gè)或更多個(gè)事件任務(wù)。當(dāng)從事件隊(duì)列中檢索到事件時(shí)，執(zhí)行事件任務(wù)或任務(wù)。類似地可以對事件任務(wù)分配優(yōu)先級，并且如果并行發(fā)生多個(gè)事件或者在另一事件任務(wù)正在執(zhí)行時(shí)，則可以基于它們被分配的優(yōu)先級來執(zhí)行事件任務(wù)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，單個(gè)事件可以觸發(fā)模塊內(nèi)或模塊所連接的控制器內(nèi)的事件任務(wù)的執(zhí)行。可選地，單個(gè)事件可以觸發(fā)多個(gè)控制器中的事件任務(wù)的執(zhí)行。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，多個(gè)事件的序列或組合的發(fā)生可以觸發(fā)單個(gè)事件任務(wù)的執(zhí)行。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，公開了一種用于能夠進(jìn)行操作以控制機(jī)器或過程的工業(yè)控制器的輸入/輸出(I/O)模塊。I/O模塊包括多個(gè)端子、事件生成器、事件隊(duì)列以及處理器。每個(gè)端子被配置成在I/O模塊與用于該機(jī)器或過程的受控裝置之間傳輸輸入信號或輸出信號，并且輸入信號和輸出信號每個(gè)具有至少一個(gè)狀態(tài)。事件生成器能夠進(jìn)行操作以響應(yīng)于至少一個(gè)輸入或輸出信號的狀態(tài)來生成事件。事件隊(duì)列被配置成接收每個(gè)所生成的事件以及存儲多個(gè)事件。處理器從事件隊(duì)列接收每個(gè)事件并且啟動對應(yīng)于該事件的事件任務(wù)的執(zhí)行。事件隊(duì)列也可以被配置成接收在生成每個(gè)事件時(shí)多個(gè)端子中的每個(gè)端子的狀態(tài)并且將多個(gè)端子中的每個(gè)端子的狀態(tài)連同相應(yīng)事件一起進(jìn)行存儲。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，公開了一種用于工業(yè)控制系統(tǒng)的事件處理系統(tǒng)。事件處理系統(tǒng)包括I/O模塊和處理器模塊。I/O模塊包括多個(gè)端子以及事件生成器。每個(gè)端子在端子與工業(yè)控制系統(tǒng)中的裝置之間傳輸信號，并且事件生成器能夠進(jìn)行操作以響應(yīng)于多個(gè)端子的至少之一的信號來生成事件。處理器模塊能夠進(jìn)行操作以響應(yīng)于每個(gè)事件來執(zhí)行至少一個(gè)事件任務(wù)。存儲器裝置被包括在I/O模塊或處理器模塊中，其中，存儲器裝置被配置成存儲事件隊(duì)列。當(dāng)生成事件時(shí)每個(gè)事件的指示被加載于事件隊(duì)列中，并且處理器模塊從事件隊(duì)列接收每個(gè)事件的指示以啟動對應(yīng)于事件的事件任務(wù)的執(zhí)行。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施方式，公開了一種處理工業(yè)控制系統(tǒng)中的多個(gè)事件的方法。在I/O模塊中生成第一事件，其中I/O模塊包括多個(gè)端子，多個(gè)端子被配置成在I/O模塊與工業(yè)控制系統(tǒng)中的裝置之間傳輸信號，并且多個(gè)端子中的每個(gè)端子處的信號具有至少一個(gè)狀態(tài)。第一事件被發(fā)送至處理器模塊，并且處理器模塊響應(yīng)于第一事件來啟動對第一事件任務(wù)的執(zhí)行。在完成第一事件任務(wù)之前在I/o模塊中生成至少一個(gè)附加事件。每個(gè)附加事件對應(yīng)于針對多個(gè)端子的至少之一的信號的當(dāng)前狀態(tài)或信號的狀態(tài)改變。每個(gè)附加事件被存儲在I/o模塊中的存儲器裝置上的事件隊(duì)列中。每個(gè)附加事件被發(fā)送至處理器模塊，并且處理器模塊響應(yīng)于每個(gè)附加事件來啟動對附加事件任務(wù)的執(zhí)行。
[0011]根據(jù)詳細(xì)描述和附圖，本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點(diǎn)和特征對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得明顯。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，詳細(xì)描述和附圖在指示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的同時(shí)通過示出而給出并且并非限制性的。在不背離本發(fā)明的精神的前提下，可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)做出許多改變和修改，并且本發(fā)明包括所有這樣的修改。
【附圖說明】
[0012]在附圖中示出了本文中所公開的主題的各種示例實(shí)施方式，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記貫穿附圖表示的相同的部件，在附圖中:
[0013]圖1是并入了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的事件處理系統(tǒng)的示例工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的不意圖；
[0014]圖2是圖1的示例工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的一部分的框圖表示；
[0015]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的輸入模塊與其他模塊之間的對等(peer-to-peer)通信的框圖表示；
[0016]圖4是在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的輸入模塊上運(yùn)行的事件生成器的框圖表示;
[0017]圖5是以繼電器梯形邏輯編程的示例事件任務(wù)；
[0018]圖6是在根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的輸入模塊上運(yùn)行的事件生成器的框圖表示;
[0019]圖7是在I/O模塊和處理器模塊上運(yùn)行的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的事件處理系統(tǒng)的框圖表示；
[0020]圖8是示出針對不同處理器模塊的單獨(dú)的事件隊(duì)列的根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的事件處理系統(tǒng)的框圖表示；
[0021]圖9是示出觸發(fā)單個(gè)事件任務(wù)的多個(gè)事件的根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的事件處理系統(tǒng)的框圖表示；
[0022]圖10是示出在I/O模塊上運(yùn)行的事件任務(wù)的根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的事件處理系統(tǒng)的框圖表示；
[0023]圖11是示出觸發(fā)多個(gè)事件任務(wù)的單個(gè)事件的根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的事件處理系統(tǒng)的框圖表示；
[0024]圖12是示出觸發(fā)多個(gè)處理器模塊上的事件任務(wù)的單個(gè)事件的根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的事件處理系統(tǒng)的框圖表示；
[0025]圖13是示出觸發(fā)單個(gè)事件任務(wù)的多個(gè)事件的組合的根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的事件處理系統(tǒng)的框圖表示；
[0026]圖14是示出觸發(fā)事件任務(wù)的各個(gè)I/O模塊上發(fā)生的多個(gè)事件的組合的根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的事件處理系統(tǒng)的框圖表示；
[0027]圖15是圖示用于啟動對事件任務(wù)的執(zhí)行所需的步驟的流程圖；
[0028]圖16是圖示用于將事件寫至如圖15中所示的隊(duì)列所需的步驟的流程圖；以及
[0029]圖17是圖示用于處理如圖15中所示的隊(duì)列所需的步驟的流程圖。
[0030]在描述附圖中示出的本發(fā)明的各種實(shí)施方式時(shí)，為了清楚起見，將采用具體術(shù)語。然而，并非意在將本發(fā)明限制于如此選擇的具體術(shù)語，并且要理解的是，每個(gè)具體術(shù)語包括以相似方式進(jìn)行操作以實(shí)現(xiàn)相似目的的所有技術(shù)等同方案。例