一種實現端子與軟元件間分配功能的方法及其裝置的製作方法

2023-10-20 10:52:52

專利名稱：一種實現端子與軟元件間分配功能的方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及可編程控制器領域，具體提供一種實現端子與軟元件間分配功 能的方法及其裝置。
背景技術：
可編程控制器(即PLC)廣泛應用於各種自動化行業，這些行業中需要通 過可編程控制器來對機器或儀表進行控制，控制信號或是其他有用信號常常通 過可編程控制器的輸入端子送入到可編程控制器的內部，通過內部的電路板實 現一系列數據處理和判斷，之後由可編程控制器控制、輸出信號。
一般說來，對於特定的可編程控制器，其輸入端子和輸出端子數是固定不 可變的， 一旦選定信號的輸入端子後，除了可編程控制器對信號的處理部分外， 其他部分，或者說是信號的轉移都以唯一路徑在進行。事實上，可編程控制器 的輸入端子和輸出端子是通過物理連接線路連接到中央處理晶片(CPU)的引 腳上的(其中可能有一些處理，如光電隔離)，而在CPU內部對於引腳信號的 傳輸也只是簡單映射而已。
舉例來說， 一個輸入信號要從可編程控制器的輸入端子II輸入，經處理 後從輸出端子01輸出。該過程執行如下信號接入輸入端子Il， Il通過物理 線路將信號送到CPU晶片的PIN1. 2引腳，PIN1. 2接收信號並送CPU內部軟元 件XI預存(此處，XI中只存放由PIN1. 2接收的信號，其他軟元件也是唯一對 應CPU的指定引腳)，CPU根據可編程控制器的要求，將處理後的信息轉移到另 一軟元件Y1，Y1中的信號又唯一的被送到CPU的另一引腳PIN3.6， PIN3.6與 Yl在物理線路上也是相連的，這樣，Xl輸入的信號就由Yl輸出了。在這個過 程中，除CPU的處理外，信號的其他流向都是唯一的，如CPU的PIN1.2—XI、 PIN3.6—Yl，都只是簡單的映射。
因此，問題也相應存在。當某一輸入端子損壞，可編程控制器內部對應該 端子的軟元件也將不可用，不僅造成了一定的浪費，而且對於用戶而言，程序 編寫的對象是內部軟元件，因此，使用者需要重新編寫可編程控制器中的程序，
以避免使用因端子損壞而閒置的軟元件，但是在某些場合，修改冗長的程序對 於使用者而言是不實際的，並且是麻煩的。
因此，可編程控制器內部軟元件與端子間一一對應的關係，存在著很大的 隱患，這將給使用者帶來或多或少的損失。

發明內容
為了打破現有可編程控制器的局限性，本發明提供了一種實現端子與軟元 件間分配功能的方法及其裝置，其應用於可編程控制器中，使得可編程控制器 的內部軟元件和端子間的聯繫不是確定的，而是可以隨意改變，並且這種方法 實現起來也極其簡單方便。
本發明的一種實現端子與軟元件間分配功能的方法及其裝置的技術方案如
下
一種實現端子與軟元件間分配功能的方法，在可編程控制器的端子與軟元件之間建立映射關係。
在所述可編程控制器的輸入端子與軟元件X之間建立映射關係。 在所述可編程控制器的輸出端子與軟元件Y之間建立映射關係。 一種實現端子與軟元件間分配功能的裝置，包括一個可接收信號流入或發
送信號流出可編程控制器的輸入/輸出單元，至少一塊可執行基本控制功能的
電路板， 一片可執行動態分配功能程序的CPU晶片，其還包括一塊可提供用戶
修改端子和軟元件分配的數據存儲單元， 一塊轉載了能實現動態分配端子和軟 元件功能的程序代碼的程序存儲單元，所述程序存儲單元用於存儲所述輸入/ 輸出單元與數據存儲單元中軟元件之間的映射關係。
輸入/輸出單元至少包含2個輸入端子和輸出端子。
數據存儲單元中分配出四塊空間，其中兩塊數據空間做輸入部分和輸出部 分在可編程控制器中的載體；另兩塊數據空間用來存儲端子的識別標誌，並可 供用戶修改。
程序存儲單元中輸入/輸出單元與軟元件之間的映射關係形成映射表，所 述映射表中有兩列元素，分別是端子識別標誌和軟元件， 一個軟元件對應一個 端子識別標誌，當修改這兩列元素下的具體數值時，動態分配即形成。 映射表中的某一列元素值可固定不變，而只改變另一列元素值。 本發明的一種實現端子與軟元件間分配功能的方法及其裝置應用於可編程
控制器，在實際應用起來是相當方便的，因為就用戶而言，其關心的並不是發 明的過程，而是使用起來的效果， 一旦可編程控制器的某一端子損壞，用戶只 需要在上位機編程軟體中修改一個數值，就可以繼續使用了，因此，操作是相 當簡單地，而且成本較低。


圖1為現有技術下可編程控制器的輸入端子、輸出端子和軟元件間的對應 關係原理圖。
圖2為本發明的一種實現端子與軟元件間分配功能的方法及裝置的可編 程控制器的輸入端子、輸出端子和軟元件間的對應關係的原理圖。
圖中，1、輸入端子I0 17， 2、輸出端子0(T07， 3、中央處理晶片(CPU) 引腳的PIN2.0 PIN2. 7， 4、中央處理晶片(CPU)引腳的PIN3. 0 PIN3. 7， 5、 軟元件X0 X7， 6、軟元件Y0 Y7， 7、物理連接，8、軟體控制，9、輸入端子I 與軟元件X間的映射表，10、 X軟元件標誌，11、輸入端子I標誌，12、輸出 端子O與軟元件Y間的映射表，13、 Y軟元件標誌，14、輸出端子O標誌
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明的一種實現端子與軟元件間分配功 能的方法及其裝置作進一步描述。
如附圖1所示，為傳統型可編程控制器，在圖1中，從端子到軟元件間幾 乎無多餘路徑，全部以唯一路徑相連，故而，端子與軟元件間的對應關係是唯 一的，不可變的。
本發明的一種實現端子與軟元件間分配功能的裝置的可編程控制器包含了 一個可接收信號流入或發送信號流出可編程控制器的輸入/輸出(I/O)單元，
端子數應在2個以上；至少一個內置於可編程控制器中，用來實現控制器功能 的主電路板，電路板上放置了實現核心功能的中央處理晶片(CPU); —塊程序 存儲單元，用來建立映射表； 一塊數據存儲單元(軟元件)，該數據存儲單元可 以是CPU晶片上的某一段數據空間，也可以是其他數據存儲器。
一一對應關係是由兩部分造成的， 一是端子到CPU引腳的唯一連接，二 是CPU引腳與內部軟元件映射的唯一。只要改變其中任意一部分，對應關係 就可以改變。在這裡，我們通過改變CPU內部映射以達到目的。
設定端子到CPU引腳的物理連接不變，只要在CPU引腳與內部軟元件映射
的過程中添加一些處理，讓CPU引腳可以自由匹配內部軟元件，那麼就不難改
變一一對應的關係。
根據以上分析，可以在CPU引腳與內部軟元件的傳遞過程之間添加一張映
射表，這張映射表起到了一個路徑選擇的作用。映射表並不是確實存在的，是
由CPU程序模擬的，但是，映射表中的兩列元素一一端子號和軟元件卻是現實 存在的，這裡的端子號等同於CPU的引腳，因為兩者是由物理連接的，效果等同。
其具體方案是在CPU晶片中編寫一段程序，該程序將建立兩張映射表，
其中一張表為輸入端子和軟元件X之間的聯繫，另一張表為輸出端子和軟元件 Y之間的聯繫。其中，兩張表中所指的軟元件是不一樣的，應有所區分。無論 是端子還是軟元件，識別標誌均為數字。例如，Il的識別標誌是l， 15的識別 標誌是5， X5的識別標誌也是5，為了簡單化，可以指定其中任意一列元素值 固定，而另一列元素值可修改，這樣，CPU只需要記憶一列元素的標誌即可， 在執行時也是單向執行方式。在這裡，我們假定軟元件元素列的值不可更改， 僅提供端子號供用戶修改。另外，CPU對於兩張表是分別執行的，因此，相互 間不形成幹擾。
以輸入端子I—軟元件X的映射為例不同的輸入端子I有著唯一可識別 標誌，如10-17的識別標誌就是0—7，如前所述，軟元件的標誌不可更改，在 這裡可以暫且忽略，那麼，可修改列即為輸入端子列。如果輸入端子是10-17， 那麼相應的可識別標誌為0—7， CPU在掃描執行時，首先從軟元件列的第一個 元素XO開始，依此讀取與軟元件列相對應的端子號列的數值，例如，當掃描 到X4時，CPU立即讀取X4相對應的端子號，如果標誌為5，則表示I5端子的 輸入將被送到軟元件X4中，兩者之間就建立了一個連接。值得注意的是，每 一個軟元件應該對應端子號列中哪一個標誌位的規則，也是由CPU事先設定好 的，用戶只需要知道XO-X7對應的可修改的端子號地址，更通俗地說，可以將 軟元件列的識別標誌看成地址號(因為地址號是不可修改的)，而端子號列的 識別標誌就是相應地址中的內容。如果要設定X2的輸入端子，用戶只要找到 對應於X2的地址，在該地址中將數值修改為目標輸入端子的數值標誌即可實 現。
對應於軟元件地址中的數值， 一般要在可編程控制器C的上位機軟體中進
行修改，對於使用者來說，比較方便直觀。
對於輸出端子0—軟元件Y的映射也是同樣的道理，輸出端子0和軟元件Y 也是可以任意匹配的。同樣地，在CPU構建的映射表中，我們假定軟元件Y列 數值不可修改，僅提供輸出端子O供用戶修改，此處，輸出端子Y的識別標誌 仍然是數字，每個輸出端子Y有唯一可識別標誌，如Y0-Y7的標誌分別對應著 0 — 7中的數字。當程序執行時，CPU首先從軟元件列的第一位元素YO開始掃 描，並同時分析每個軟元件相對應的輸出端子的標誌，之後對其進行一個軟、 硬連接，以聯繫起來。
如附圖2所示，在軟元件和CPU引腳間多了一張映射表，該映射表將起 到多路徑可選功能。
以輸入端子為例，信號從I端輸入，當信號進入可編程控制器的PIN引腳 後，CPU會自動為其做好特定標誌0—7，當程序執行時，CPU開始執行映射表， 首先對軟元件X0-X7進行掃描，並檢查它們各自的端子號標誌，圖2中的標誌 分別是3、 5、 1、 7、 4、 6、 0、 2，分析完畢後，CPU自動為每個軟元件和對應 端子間建立一條連接線路，當要改變線路時，只要修改軟元件相應的端子標誌 即可。
對於輸出端子，也是同樣的道理，此處不再贅述。
特別地，當一個輸入端子的標誌被兩個及以上的軟元件X使用時，相互間 不形成衝突；而當一個輸出端子的標誌被兩個及以上的軟元件Y使用時，根據 CPU對軟元件執行掃描時間的不同分別為其建立連接。
權利要求
1、一種實現端子與軟元件間分配功能的方法，其特徵在於，在可編程控制器的端子與軟元件之間建立映射關係。
2、 根據權利要求1所述的一種實現端子與軟元件間分配功能的方法，其特 徵在於，在所述可編程控制器的輸入端子與軟元件X之間建立映射關係。
3、 根據權利要求1所述的一種實現端子與軟元件間分配功能的方法，其特 徵在於，在所述可編程控制器的輸出端子與軟元件Y之間建立映射關係。
4、 一種實現端子與軟元件間分配功能的裝置，包括一個可接收信號流入或 發送信號流出可編程控制器的輸入/輸出單元,至少一塊可執行基本控制功能的 電路板， 一片可執行動態分配功能程序的CPU晶片，其特徵在於，其還包括一 塊可提供用戶修改端子和軟元件分配的數據存儲單元， 一塊裝載了能實現動態 分配端子和軟元件功能的程序代碼的程序存儲單元，所述程序存儲單元用於存 儲所述輸入/輸出單元與數據存儲單元中軟元件之間的映射關係。
5、 根據權利要求4所述的一種實現端子與軟元件間分配功能的裝置，其 特徵在於，所述輸入/輸出單元至少包含2個輸入端子和輸出端子。
6、 根據權利要求4所述的一種實現端子與軟元件間分配功能的裝置，其 特徵在於，所述數據存儲單元中分配出四塊空間，其中兩塊數據空間做輸入部 分和輸出部分在可編程控制器中的載體(即軟元件X、 Y);另兩塊數據空間用 來存儲端子的識別標誌，並可供用戶修改。
7、 根據權利要求4所述的一種實現端子與軟元件間分配功能的裝置，其 特徵在於，所述程序存儲單元中輸入/輸出單元與軟元件之間的映射關係形成映 射表，所述映射表中有兩列元素，分別是端子識別標誌和軟元件，當修改這兩 列元素下的具體數值時，動態分配即形成。
8、根據權利要求7所述的一種實現端子與軟元件間分配功能的裝置，其特 徵在於，所述映射表中的某一列元素值可固定不變，而只改變另一列元素值。
全文摘要
本發明涉及可編程控制器領域，具體提供一種實現端子與軟元件間分配功能的方法及其裝置。其通過在可編程控制器的端子與軟元件之間建立映射關係，使得用戶可通過內部中央處理晶片CPU的控制，無需通過外接設備、線路，或是通過對上位機的軟體編程，只要簡單修改一下相關數值，即可輕鬆實現端子與軟元件間的分配功能，從而解決了現有技術下可編程控制器一旦出現端子損壞則需全面更新程序才能使用的不足之處。
文檔編號G05B19/05GK101349906SQ200710129920
公開日2009年1月21日 申請日期2007年7月20日 優先權日2007年7月20日
發明者新 李 申請人:無錫市信捷自動化有限公司