專利名稱：一種監(jiān)控系統(tǒng)中上位機(jī)與plc的通訊方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紡織、服裝加工領(lǐng)域，尤其涉及一種監(jiān)控系統(tǒng)中上位 機(jī)與PLC的通訊方法。
背景技術(shù)：
隨著信息技術(shù)和現(xiàn)代管理理論在改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，我國和 世界其他一些國家，如德國、瑞典、美國、日本等都加快了用于紡織 服裝領(lǐng)域的智能物料配送及監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。通常，這類系 統(tǒng)包括物料配送裝置和作用于其上的監(jiān)控系統(tǒng)兩部分。其中物料配送 裝置一般由一個或若干橢圓、U型及其組合形狀的主軌道和多個與之連 接的工作站組成，如圖1所示。工作站分配有不同的角色，也即具有不 同的功能，如準(zhǔn)備站，加工站和質(zhì)檢站等。將待加工的衣料或物料掛 在一個吊架上，由準(zhǔn)備站上線，進(jìn)入主軌道。主軌道上均勻分布著許 多豁口，每個豁口可以推動一個吊架軌道單向運(yùn)行。此外通過電器開 關(guān)，可以控制支軌的開合，從而將吊架送入任意工作站或由工作站送 入主軌道。
物料配送裝置上設(shè)有包括上位機(jī)在內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)上位機(jī)軟 件中對吊架加工流程的設(shè)置，和軌道上用于識別吊架標(biāo)識的裝置實時 采集到的信號，上位機(jī)會跟蹤吊架的運(yùn)行并判定吊架應(yīng)該進(jìn)入哪個工 作站進(jìn)行加工，然后向控制設(shè)備發(fā)送控制信號，驅(qū)動機(jī)械設(shè)備控制吊 架進(jìn)入相應(yīng)的工作站。當(dāng)?shù)跫苌系囊铝贤瓿闪嗽谙鄳?yīng)工作站的加工 時，再控制吊架回到主軌道上繼續(xù)運(yùn)行，從而完成剩下的加工流程。
在上述監(jiān)控系統(tǒng)中使用的控制設(shè)備一般為可編程邏輯控制器(
Programmable Logic Controller,以下簡稱PLC) 。 PLC根據(jù)接收到的上 位機(jī)發(fā)來的控制信號，驅(qū)動相應(yīng)的電器開關(guān)，控制連接工作站之支軌 道的開合，從而完成吊架的進(jìn)站或出站動作。由于PLC存在掃描周期， 如果采用傳統(tǒng)的通訊方式，即上位機(jī)的每個信號幀僅控制某一個工作 站的進(jìn)站或出站，就會限制上位機(jī)向PLC發(fā)送信號的頻率，從而進(jìn)一步
限制主軌道的運(yùn)行速度和整個智能物料配送及監(jiān)控系統(tǒng)可以支持站點個數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以克服由于PLC掃描周期的存在所造
成的限制的上位機(jī)與PLC的通訊方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
一種監(jiān)控系統(tǒng)中上位機(jī)與PLC的通訊方法，其特征是 一個工作站
有進(jìn)站和出站兩個站需要控制，在上位機(jī)發(fā)送給PLC的控制信號中每個
工作站的進(jìn)站點和出站點均對應(yīng)一個狀態(tài)位，當(dāng)上位機(jī)發(fā)來的控制信
號中某個站點的進(jìn)站狀態(tài)位為l，則PLC驅(qū)動該站點的進(jìn)站支軌閉合， 在吊架進(jìn)入該工作站后，PLC再控制該進(jìn)站支軌恢復(fù)原始狀態(tài)；當(dāng)某個 站點的出站狀態(tài)位為l，則PLC驅(qū)動該站點的出站支軌接通，在吊架從 工作站進(jìn)入主軌道后，PLC再控制該出站支軌復(fù)原，當(dāng)控制信號中某個 狀態(tài)位為0，則對應(yīng)工作站的進(jìn)站點或出站點無動作。
由于每個工作站需要兩個狀態(tài)位，因此一個字節(jié)可以控制四個工 作站，當(dāng)整個物料配送與監(jiān)控系統(tǒng)有N個工作站時，則可以選擇大于N/ 4的最小整數(shù)個字節(jié)來作為控制信號的內(nèi)容。對于控制信號中每個狀態(tài) 位與實際工作站的兩個控制點之間的對應(yīng)關(guān)系可根據(jù)需要自行約定。
上位機(jī)以一定的周期向PLC發(fā)送上述控制信號，這個發(fā)送周期應(yīng)該 大于PLC的掃描周期，但同時應(yīng)該小于一個上限，這個上限由主軌道的 運(yùn)行速度和軌道上用于識別吊架標(biāo)識之裝置的位置決定，它應(yīng)保證有 足夠的時間余量讓機(jī)械設(shè)備完成動作，從而進(jìn)一步保證吊架能夠成功 地進(jìn)站或出站。
在一個發(fā)送周期內(nèi)，系統(tǒng)上所有運(yùn)行吊架的進(jìn)站和出站請求均被 記錄于一幀信號中，即當(dāng)某站點有吊架進(jìn)站，則該站點對應(yīng)的進(jìn)站狀 態(tài)位被置l;同樣，當(dāng)某站點有吊架出站，則該站點對應(yīng)的出站狀態(tài)位 被置l;其余狀態(tài)位均被置0。
PLC每收到上位機(jī)發(fā)來的一幀控制信號，就根據(jù)信號中狀態(tài)位的 值，調(diào)整所有站點進(jìn)站和出站支軌的閉合狀態(tài)。
本發(fā)明通過這種方式可以有效地解決由于PLC存在掃描周期對主軌
速度和站點規(guī)模所帶來的限制，而且可擴(kuò)展性強(qiáng)，實現(xiàn)起來較為簡 單，無需添加額外的硬件設(shè)備。


圖l為物料配送裝置示意圖2為上位機(jī)發(fā)送給PLC的控制信號幀格式。
具體實施例方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實 施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
一個支持32個工作站的智能物料配送與監(jiān)控系統(tǒng)，使用一個或多 個串聯(lián)的PLC來控制所有工作站的進(jìn)站點和出站點狀態(tài)。其中PLC通過 串口 (RS232或RS485)接收上位機(jī)發(fā)送的信號。
32個工作站需要控制信號中包含64個狀態(tài)位，即8個字節(jié)的數(shù)據(jù)。 采用Modbus通訊協(xié)議的16號功能碼、RTU傳輸模式和CRC16校驗方 式，控制信號可能的幀格式如圖2所示。其中設(shè)備地址段為接收此信號 的PLC地址，在此處使用廣播方式，可以設(shè)置為OO (十六進(jìn)制)；功能 代碼段設(shè)置為IO (十六進(jìn)制，即十進(jìn)制的16)，表示預(yù)置多寄存器； 數(shù)據(jù)數(shù)量段表明信號中用戶數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)，信號中的用戶數(shù)據(jù)包括從 數(shù)據(jù)數(shù)量段以下到CRC校驗段之前的所有內(nèi)容，此處設(shè)置為0A (十六 進(jìn)制)；通信計數(shù)段在上位機(jī)每發(fā)送一次信號后自動加l，從而使PLC 接收到的控制信號具有連續(xù)的計數(shù)值，以便于PLC判斷是否丟失了某個 信號幀，當(dāng)計數(shù)達(dá)到最大值后，重新從0開始，如此循環(huán)；數(shù)據(jù)段一共 8個字節(jié)，每個字節(jié)對應(yīng)了4個工作站的進(jìn)站和出站點狀態(tài)。以數(shù)據(jù)字 節(jié)1為例，其8個位表示如下
BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0
其中BIT7表明了工作站1的進(jìn)站點狀態(tài)，BIT6表明了工作站1的出 站點狀態(tài)；BIT5對應(yīng)于工作站2的進(jìn)站點狀態(tài)，BIT4對應(yīng)于工作站2的 出站點狀態(tài)；以此類推
最后使用多項式G (X) =乂八16+乂/45+乂〃2+1對信號幀中從設(shè)備地 址開始到最后一個數(shù)據(jù)字節(jié)的所有內(nèi)容作循環(huán)冗余校驗，得到CRC16 校驗段的值。
根據(jù)實際的PLC掃描周期和物料配送裝置的硬件布置。按照上文中 所述原則為上位機(jī)選擇合適的信號發(fā)送周期，如50ms。在一個發(fā)送周 期內(nèi)所有的進(jìn)站和出站請求都被記錄于一幀信號中。假設(shè)有下列請 求站點4有吊架進(jìn)站，站點6有吊架出站，站點10有吊架出站，站點 ll有吊架進(jìn)站，則一幀完整的信號如下(十六進(jìn)制表示) 00 10 OA 00 01 02 10 18 00 00 00 00 00 9C 7D 綜上所述，本發(fā)明公開了一種監(jiān)控系統(tǒng)中上位機(jī)與PLC通訊的方 法。上面描述的應(yīng)用場景和實施例，并非用于限定本發(fā)明，任何本領(lǐng) 域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可做各種的更動和潤 飾。
權(quán)利要求
1、一種監(jiān)控系統(tǒng)中上位機(jī)與PLC的通訊方法，其特征是一個工作站有進(jìn)站和出站兩個站需要控制，在上位機(jī)發(fā)送給PLC的控制信號中每個工作站的進(jìn)站點和出站點均對應(yīng)一個狀態(tài)位，當(dāng)上位機(jī)發(fā)來的控制信號中某個站點的進(jìn)站狀態(tài)位為1，則PLC驅(qū)動該站點的進(jìn)站支軌閉合，在吊架進(jìn)入該工作站后，PLC再控制該進(jìn)站支軌恢復(fù)原始狀態(tài)；當(dāng)某個站點的出站狀態(tài)位為1，則PLC驅(qū)動該站點的出站支軌接通，在吊架從工作站進(jìn)入主軌道后，PLC再控制該出站支軌復(fù)原，當(dāng)控制信號中某個狀態(tài)位為0，則對應(yīng)工作站的進(jìn)站點或出站點無動作。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控系統(tǒng)中上位機(jī)與PLC的通訊方法，其 特征是由于每個工作站需要兩個狀態(tài)位，因此一個字節(jié)可以控制四 個工作站，當(dāng)整個物料配送與監(jiān)控系統(tǒng)有N個工作站時，則可以選擇大 于N/4的最小整數(shù)個字節(jié)來作為控制信號的內(nèi)容。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的監(jiān)控系統(tǒng)中上位機(jī)與PLC的通訊方 法，其特征是上位機(jī)以一定的周期向PLC發(fā)送上述控制信號，這個發(fā) 送周期應(yīng)該大于PLC的掃描周期，但同時應(yīng)該小于一個上限，這個上限 由主軌道的運(yùn)行速度和軌道上用于識別吊架標(biāo)識之裝置的位置決定， 它應(yīng)保證有足夠的時間余量讓機(jī)械設(shè)備完成動作。
4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的監(jiān)控系統(tǒng)中上位機(jī)與PLC的通訊方法，其 特征是在一個發(fā)送周期內(nèi)，系統(tǒng)上所有運(yùn)行吊架的進(jìn)站和出站請求 均被記錄于一幀信號中，即當(dāng)某站點有吊架進(jìn)站，則該站點對應(yīng)的進(jìn) 站狀態(tài)位被置l;同樣，當(dāng)某站點有吊架出站，則該站點對應(yīng)的出站狀 態(tài)位被置l;其余狀態(tài)位均被置0。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的監(jiān)控系統(tǒng)中上位機(jī)與PLC的通訊方法，其 特征是PLC每收到上位機(jī)發(fā)來的一幀控制信號，就根據(jù)信號中狀態(tài)位 的值，調(diào)整所有站點進(jìn)站和出站支軌的閉合狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種監(jiān)控系統(tǒng)中上位機(jī)與PLC的通訊方法，一個工作站有進(jìn)站和出站兩個站需要控制，在上位機(jī)發(fā)送給PLC的控制信號中每個工作站的進(jìn)站點和出站點均對應(yīng)一個狀態(tài)位，當(dāng)上位機(jī)發(fā)來的控制信號中某個站點的進(jìn)站狀態(tài)位為1，則PLC驅(qū)動該站點的進(jìn)站支軌閉合，在吊架進(jìn)入該工作站后，PLC再控制該進(jìn)站支軌恢復(fù)原始狀態(tài)；當(dāng)某個站點的出站狀態(tài)位為1，則PLC驅(qū)動該站點的出站支軌接通，在吊架從工作站進(jìn)入主軌道后，PLC再控制該出站支軌復(fù)原，當(dāng)控制信號中某個狀態(tài)位為0，則對應(yīng)工作站的進(jìn)站點或出站點無動作。本發(fā)明可以有效地解決由于PLC存在掃描周期對主軌速度和站點規(guī)模所帶來的限制，而且可擴(kuò)展性強(qiáng)，實現(xiàn)簡單，無需添加額外的硬件設(shè)備。
文檔編號G05B19/418GK101178596SQ20061009761
公開日2008年5月14日 申請日期2006年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月9日
發(fā)明者明 俞, 吳晴春, 王宏安, 康 鐘 申請人:南通明興科技開發(fā)有限公司;中國科學(xué)院軟件研究所