服務和診斷邏輯掃描設備和方法

2023-07-06 03:14:41 1

專利名稱：服務和診斷邏輯掃描設備和方法
技術領域：
本發明的領域涉及可編程控制器和系統。
背景技術：
可編程邏輯控制器(PLC)和可編程自動化控制器(PAC)都包含用於控制裝置的各 種系統的操作以使過程自動化的複雜邏輯樹。這些過程通過可編程邏輯控制器掃描包含在 其中的邏輯程序來進行控制。隨著對邏輯程序的掃描的進行，取決於如經由來自相連裝置 和狀態指示器的反饋所報導的相連裝置和狀態指示器的狀態，進行不同的操作。當具有可編程邏輯控制器或可編程自動化控制器的系統未能或沒有正確工作時， 要確定故障或錯誤的根本原因是非常困難的。由於用戶要求，通常不允許服務工程師將已 安裝的邏輯程序修改為用於確定異常的已安裝邏輯程序執行的根本原因的方法。通常，可 在已安裝邏輯程序中發現異常邏輯操作。當不允許服務工程師對已安裝邏輯程序進行改變 時，診斷和修復、或調試問題變得更加困難。目前，服務工程師試圖對已安裝邏輯程序進行調試的唯一選擇是訪問已安裝程序 內的變量、將這些變量變為不同的迫使值(forcedvalue)、並利用這些迫使值來觀察已安裝 程序邏輯操作。但是，服務工程師不能修改或更改已安裝邏輯程序的實際邏輯或編程，因此 它們只能測試現有的邏輯程序。因此，需要用於可編程邏輯控制器和可編程自動化控制器以使測試和修復異常邏 輯操作變得比目前可用的更容易且更便利的改進的系統和方法。

發明內容
除了主邏輯程序之外，根據本發明一個實施例的可編程邏輯控制器(PLC)或可編 程自動化控制器(PAC)還包括診斷和服務邏輯程序。可編程邏輯控制器可在對於正常操作 運行主邏輯程序與在調試或測試模式運行診斷和服務邏輯程序之間切換。診斷和服務邏輯 程序可連接到與可編程邏輯控制器的主邏輯程序連接的相同裝置，以便它完全起到測試和 調試可編程邏輯控制器系統操作的功能。在調試和測試期間，對診斷和服務邏輯程序所做 的改變不會影響主邏輯程序。在本發明的另一方面，主邏輯程序與診斷和服務邏輯程序可同時運行，其中接口 開關用於控制特定裝置使用哪些邏輯程序指令。根據本發明的又一方面，可將在診斷和服務邏輯程序中所做的改變複製到主邏輯 編程。在本發明的再一方面，一種用於操作可編程邏輯控制器系統的方法包括確定測 試或調試是否是必需的；從主邏輯程序切換到診斷和服務程序；對可編程邏輯控制器系統 進行調試和測試；切換回到主邏輯程序。本發明的另一實施例包括在調試和測試之後、在切換回到主邏輯程序之前，複製 來自診斷和服務程序的改變。
形成本公開的一部分的隨附權利要求中詳細指出表徵本發明的新穎性的各種特徵。為了更好地理解本發明、通過它的使用獲得的它的操作優點和益處，參照附圖和描述內 容。附圖意在示出本發明的許多形式的示例。附圖不是意在示出對進行和使用本發明的所 有方式的限制。當然，可對本發明的各種組件做出改變和替換。本發明還在於所描述的元 件的子組合和子系統以及它們的使用方法。


圖1是示出根據本發明一個實施例的可編程邏輯控制器系統的示意圖；以及圖2是示出本發明一個實施例的實現的流程圖。
具體實施例方式現在參照附圖，附圖中利用類似的附圖標記來表示相同或相關元件，圖1示意性 地示出根據本發明一個實施例的諸如PLC或PAC的控制器10，它具有包含用於操作一個或 多個裝置80的邏輯的已安裝或主邏輯程序20，裝置80通過通信總線40與可編程邏輯控制 器10連接。裝置80可以是電動機或其它機械運動裝置、諸如溫度計、電平檢測器或其它傳 感器的狀態指示器。控制器10還包括經由開關25連接到通信總線40和裝置80的診斷和 服務邏輯程序30。開關25是用於在主邏輯程序20與診斷和服務邏輯程序30之間改變的硬體或軟 件開關。診斷和服務(D&S)邏輯程序30最初是主邏輯程序20的副本。經由開關25到通 信總線40和裝置80的連接允許在調試期間就像診斷和服務邏輯程序30是主邏輯程序20 一樣使用診斷和服務邏輯程序30，而不會有實際修改主邏輯程序20的風險。當在主邏輯程序20中檢測到異常操作時，使用開關25來激活診斷和服務邏輯程 序30以對程序邏輯進行調試。除了在企圖確定異常邏輯程序操作的根本原因時簡單地迫 使變量值以測試不同的故障理論之外，服務工程師或其它用戶還可對程序邏輯和操作做出 改變。在調試期間，可對診斷和服務邏輯程序30自由地進行改變，而不會對主邏輯程序20 有影響，從而也滿足操作人員要求。在如圖1所示的本發明的另一方面，開關25可以有效地是與裝置80接口的軟體 開關。在本發明的這方面，主邏輯程序20與診斷和服務邏輯程序30能夠同時活動，並且控 制器10同時操作這兩個邏輯程序20、30。在此情況下，診斷和服務邏輯程序30不一定是主 邏輯程序20的副本。診斷和服務邏輯程序30的這種配置的好處是，不可能在主邏輯程序20中實現的 邏輯的調試片段(section)可在診斷和服務邏輯程序30中實現。在本發明的這個實施例 的優點的一個示例中，可在診斷和服務邏輯程序30中使用比主邏輯程序20中更短的採樣 周期。例如，更短的採樣周期允許採集更多關於一個或多個裝置80狀態的信息。在又一示 例中，可在診斷和服務邏輯程序30中實現否則無法添加到主邏輯程序20中的數據記錄片 段。因此，可利用診斷和服務邏輯程序30來採集否則系統10無法單獨利用主邏輯程序10 獲得的關於裝置80的數據。並且，在診斷和服務邏輯程序30與主邏輯程序同時操作的本發明的又一方面中， 診斷和服務邏輯程序30包含主邏輯程序20中不存在並且無法添加的用於響應特定指令或指令集來評價特定系統的測試代碼片段。不管控制器30的配置如何，如果調試顯示變化的程序邏輯形式的解決方案，則可 將該解決方案從診斷和服務邏輯程序30複製到主邏輯程序20以實現這些變化。當程序 20,30存儲在諸如FPGA、EEPROM或可編程邏輯控制器10內的其它可編程裝置的相同或獨 立存儲器或其它IC中時，可利用計算機命令或函數來實現複製。或者，可用診斷和服務邏 輯程序中所做的改變來手動地更新主邏輯程序20。圖2中示出根據本發明一個實施例的方法。過程從100開始，此時做出關於是否 需要診斷和服務邏輯程序30的確定110。如果不需要診斷和服務邏輯程序30，則運行200 主邏輯程序，並且自動化系統正常運行，直到確定110需要診斷和服務邏輯程序為止。一旦確定存在需要，則利用例如開關25來使診斷和服務程序活動120，以便任何 相連裝置80隨後將響應來自診斷和服務程序的輸出。然後，用戶或服務工程師可訪問可編 程邏輯控制器並根據需要修改診斷和服務程序，以便測試、調試 140並確定可編程邏輯控 制器程序邏輯內識別的或系統本身所具有的任何問題的修複方案(fix)。在通過調試140確定修複方案之後，實際上，服務工程師可利用診斷和服務邏輯 程序來論證這些修複方案。如果修複方案得到認可，則可將它們複製160到主邏輯程序中 以便用修復的版本替代該邏輯，或者可手動地修訂主邏輯程序，然後使主邏輯程序再次活 動180，並且隨後運行或掃描200主邏輯程序以控制裝置80。在這個實施例的一個變型中，當診斷和服務邏輯程序僅僅運行以測試控制邏輯的 不同方面、但是對邏輯程序的實際改變不是必需時，則用戶可直接進行到切換回到使主邏 輯程序活動180並繼續掃描200主程序邏輯20。在本發明的另一備選實施例中，可在主邏輯程序20中併入撤消功能，其中複製當 前狀態的主邏輯程序20並將其保存在存儲器中，以便可以撤消任何改變。即，可通過將主 邏輯程序的剛剛的之前版本從存儲器寫回到修改的工作版本來簡單地取消不想要的改變。 在這個實施例的一個變型中，主邏輯程序20可包括版本控制，由此保留主邏輯程序20的不 同版本，使得一旦測試到並可丟棄非永久改變，便可回復或回滾到較早版本。儘管參照優選實施例描述了本發明，但在不背離本發明的技術範圍的情況下，本 發明所屬領域技術人員可對這些實施例做出各種改變或替換。本文描述並在附圖中示出的診斷和服務程序系統和方法的構造和布置只是說明 性的。儘管本公開中只詳細描述了本發明的幾個實施例，但閱讀本公開的本領域技術人員 將容易地明白，在不實質背離隨附權利要求中敘述的主題的新穎教導和優點的情況下，可 以有許多修改(例如，各種元件的大小、尺寸、結構、形狀和比例、參數值、安裝布置、材料使 用、方位等的變化)。因此，所有這些修改要包含在如隨附權利要求定義的本發明的範圍內。 任何過程或方法步驟的次序或順序可根據備選實施例而改變或重新排序。在權利要求中， 任何部件加功能從句意在涵蓋本文作為執行所述功能描述的結構，不僅涵蓋結構等效物， 還涵蓋等效結構。在不背離如隨附權利要求中表述的本發明的實施例的精神的情況下，可 在優選和其它示範性實施例的設計、工作狀態和布置中進行其它替換、修改、改變和省略。 因此，本發明的技術範圍不僅包含上文描述的那些實施例，而且還包含落在隨附權利要求 範圍內的所有實施例。
權利要求
一種便於調試和測試的可編程控制器，包括主邏輯程序，包含用於控制至少一個裝置的指令；診斷和服務邏輯程序，它是所述主邏輯程序的副本；以及與所述主邏輯程序與診斷和服務邏輯程序連接的開關，用於選擇所述主邏輯程序與診斷和服務邏輯程序之一來將指令發送到所述至少一個裝置。
2.如權利要求1所述的可編程控制器，還包括位於所述主邏輯程序與診斷和服務程序 之間的通信路徑，用於在所述診斷和服務程序與主邏輯程序之間複製編程。
3.如權利要求1所述的可編程控制器，其中所述開關是硬體開關和軟體開關之一。
4.如權利要求1所述的可編程控制器，還包括連接到所述開關的通信總線，用於將命 令從所述主邏輯程序與診斷和服務邏輯程序中的選定程序發送到所述至少一個裝置。
5.如權利要求1所述的可編程控制器，其中所述開關包括以下開關之一所述控制器 上的開關，以及連接在所述診斷和服務邏輯程序、主邏輯程序和所述至少一 個裝置之間的 接口開關。
6.如權利要求1所述的可編程控制器，其中所述主邏輯程序與所述診斷和服務邏輯程 序同時操作。
7.一種用於為可編程控制器服務的方法，包括使具有與所述可編程控制器上的主邏輯程序相同的編程邏輯的診斷和服務邏輯程序 活動以與至少一個相連裝置通信；利用所述診斷和服務邏輯程序對所述可編程控制器進行調試；以及在調試之後，使所述主邏輯程序再次活動。
8.如權利要求7所述的方法，還包括將對所述診斷和服務邏輯程序所做的改變複製 到所述主邏輯程序，然後使所述主邏輯程序再次活動。
9.一種用於為可編程控制器服務的方法，包括通過對所述可編程控制器上的邏輯程序的編程邏輯進行改變來對所述可編程控制器 進行調試；在調試之後，恢復所述編程邏輯。
10.如權利要求9所述的方法，其中恢復包括以下動作之一撤消所述改變，以及回復 到所述邏輯程序的之前版本。
全文摘要
提供一種與主機器邏輯程序並行的用於可編程邏輯控制器(PLC)的診斷和服務邏輯程序。診斷和服務邏輯程序具有與主機器邏輯程序相同的功能性，但可修改並與主機器邏輯程序獨立地操作以測試和調試故障主機器邏輯程序。PLC可在程序之間切換以進行測試和調試。
文檔編號G05B19/05GK101861553SQ200880112601
公開日2010年10月13日 申請日期2008年8月21日 優先權日2007年10月17日
發明者D·H·米勒, F·默瑟, J·波佩拉斯 申請人:通用電氣智能平臺有限公司