專利名稱：一種在plc中加入數(shù)控語言的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于計算機信息技術(shù)領域，涉及一種在PLC中加入數(shù)控語言的方法。
背景技術(shù)：
長期以來PLC (可編程控制器)在工業(yè)控制領域有著廣泛的應用，PLC采用梯形圖語言(LD)指令表語言(IL)、功能模塊圖語言(FBD)、順序功能流程圖語言(SFC)和結(jié)構(gòu)化文本語言(ST)，具有編程簡單，已被廣大技術(shù)人員所接受。近年來PLC開始增加了運動控制器功能，但是在用PLC實現(xiàn)運動控制時，技術(shù)人員只能在開發(fā)時固定動作序列，現(xiàn)場用戶無法按照實際控制流程需要調(diào)整動作序列或改變動作參數(shù)，任何的改動都必須由技術(shù)人員完成。隨著數(shù)字化設備的功能提高，越來越多的場合需要對原有的動作序列或每個動作參數(shù)進行優(yōu)化調(diào)整。數(shù)控語言最初用在數(shù)控機床中，實現(xiàn)數(shù)控機床適應多產(chǎn)品多運動形式，多參數(shù)組合和功能配置的目的。因此，將PLC的邏輯控制和數(shù)控語言結(jié)合，可解決傳統(tǒng)PLC控制序列和參數(shù)固定，無法滿足多產(chǎn)品多流程多參數(shù)現(xiàn)場調(diào)整的問題，旨在工程技術(shù)員用LD(梯形圖)等PLC工具完成控制系統(tǒng)的設計后，增加數(shù)控語言達到現(xiàn)場工人可改變PLC控制序列和控制參數(shù)的手段，這將提高PLC適應能力，可廣泛應用于各種數(shù)控加工、機器人等領域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有PLC控制中控制序列和參數(shù)固定，用戶不能按照不同產(chǎn)品的多變控制流程進行調(diào)整的問題，提供了一種在PLC中加入數(shù)控語言的方法，實現(xiàn)由 PLC技術(shù)人員通過梯形圖等開發(fā)手段完成基本結(jié)構(gòu)設計，數(shù)控語言提供給用戶實現(xiàn)控制序列和參數(shù)的調(diào)整，達到適應不同產(chǎn)品變化的控制流程的需要。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的在PLC內(nèi)存空間中劃分一個數(shù)控語言專用數(shù)據(jù)區(qū)，用來存放由PC端設計和編譯的數(shù)控語言程序。在引擎中增加數(shù)控語言解釋驅(qū)動模塊，對數(shù)控語言專用數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)控指令進行解析和執(zhí)行。解析得到的參數(shù)搬移到當前指令語句數(shù)據(jù)空間，供控制算法使用，并根據(jù)數(shù)控語言指令碼啟動相應的算法并執(zhí)行。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取的具體技術(shù)方案為
一種在PLC中加入數(shù)控語言的方法，是在PLC引擎中增加了數(shù)控解釋驅(qū)動模塊，及在 PLC內(nèi)存中劃分存放數(shù)控語言的數(shù)據(jù)專用區(qū)。所述的數(shù)控解釋驅(qū)動模塊，用來解析和驅(qū)動數(shù)控語言指令。所述的數(shù)控語言的專用區(qū)，用于存放由PC機下載的編譯后的數(shù)控程序。用來解析數(shù)控語言指令的解析指令由指令功能碼，指令參數(shù)個數(shù)和參數(shù)搬移地址構(gòu)成；被解析的編譯后的數(shù)控語言指令包含指令功能碼和對應的參數(shù)，每條數(shù)控語言指令在PLC中都有對應的算法模塊。驅(qū)動數(shù)控語言指令是通過將解析數(shù)控語言指令得到的參數(shù)搬移到PLC算法公共數(shù)據(jù)區(qū)，并根據(jù)解析得到的數(shù)控語言指令功能碼啟動相應算法模塊執(zhí)行。本發(fā)明的有益效果是通過在PLC中嵌入數(shù)控語言，為用戶提供了一種改變PLC控制序列和參數(shù)的手段，解決了以往PLC無法靈活適應不同產(chǎn)品多變控制需要的問題。


圖1.數(shù)控程序設計、解析和執(zhí)行流程圖； 圖2.數(shù)控程序參數(shù)傳遞示意圖3.數(shù)控程序設計過程和編譯后的數(shù)據(jù)格式示意圖； 圖4.數(shù)控指令解析執(zhí)行流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明的一種PLC結(jié)合數(shù)控語言的方法，實現(xiàn)方式包括在PC端通過梯形圖語言 (LD)、順序功能流程圖語言(SFC)等完成PLC基本控制功能、通信功能外，需增加一段公共數(shù)據(jù)搬移模塊，與程序驅(qū)動開關量，兩部分內(nèi)容一起編譯后下載到PLC。之后用戶可以在數(shù)控語言設計環(huán)境中進行數(shù)控程序設計，編譯后下載到PLC。PLC引擎中的數(shù)控語言解釋驅(qū)動模塊完成對數(shù)控語言指令逐條解釋，并通過調(diào)用相應的算法代碼完成驅(qū)動數(shù)控指令執(zhí)行， 如圖1所示。下面以梯形圖為例，具體說明本方法的
具體實施例方式
1、在PC端用梯形圖完成PLC功能框架開發(fā)、編譯和下載。具體步驟如下
1.1、在PC端通過梯形圖實現(xiàn)PLC I/O控制和通信功能開發(fā)。1.2、對每一條數(shù)控指令增加由帶有啟停標志的若干梯級構(gòu)成的功能模塊，用來實現(xiàn)數(shù)控指令執(zhí)行前條件判斷、將公共參數(shù)交換區(qū)中的參數(shù)搬移到算法參數(shù)區(qū)和引擎算法調(diào)用，參數(shù)傳遞過程如圖2所示。啟停標志可以通過中間繼電器(M區(qū))的方式實現(xiàn)，也可以通過其他任何一種支持打開和關閉兩個狀態(tài)的方式實現(xiàn)。1.3、梯形圖程序設計完成后，編譯下載到PLC固定的FLASH空間中，在上電運行后被引擎調(diào)用執(zhí)行。2、在PC端數(shù)控程序設計環(huán)境中完成數(shù)控程序設計、編譯和下載，如圖3所示。具體步驟如下
2.1、用戶在PC端數(shù)控程序設計環(huán)境中完成數(shù)控程序設計。2. 2、完成的數(shù)控程序?qū)⒈环g成指令碼+參數(shù)的數(shù)據(jù)表達形式，若有多條數(shù)控語言指令，則按照指令碼加參數(shù)的方式連續(xù)存放，在最后加上結(jié)束標志，如圖3所示。2. 3、翻譯后的指令數(shù)據(jù)通過通信接口下載到PLC的D區(qū)數(shù)控程序?qū)Ｓ脭?shù)據(jù)區(qū)中。3、PLC引擎的數(shù)控程序驅(qū)動模塊，實現(xiàn)數(shù)控語言指令解析和執(zhí)行，如圖4所示。具體步驟如下
3.1、在引擎中每條數(shù)控指令都有對應的解析指令，通過指令碼進行關聯(lián)。解析指令的格式為指令碼+參數(shù)個數(shù)+參數(shù)搬移起始地址。3. 2、引擎中數(shù)控程序驅(qū)動模塊依次讀取下載到數(shù)控程序數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)控指令。3. 3、指令解析。引擎數(shù)控程序驅(qū)動模塊從讀取到的數(shù)控指令中獲取指令碼。3. 4、數(shù)據(jù)搬移。根據(jù)得到的指令碼，根據(jù)數(shù)控語言解析指令得到參數(shù)的個數(shù)和參數(shù)存放地址，把參數(shù)從數(shù)控程序?qū)Ｓ脭?shù)據(jù)區(qū)搬移到公共參數(shù)交換區(qū)，如圖2所示。3. 5、數(shù)控指令執(zhí)行。參數(shù)搬移完以后，根據(jù)指令碼將相應的梯形圖程序中的啟停標志打開，啟動對應梯形圖梯級執(zhí)行。在梯形圖程序中，實現(xiàn)數(shù)控指令執(zhí)行的條件判斷，條件滿足后將公共參數(shù)交換區(qū)中的參數(shù)搬移到引擎算法參數(shù)空間中，并調(diào)用對應算法執(zhí)行；
3. 6、如果有多條數(shù)控指令，待上一條指令執(zhí)行結(jié)束后，重復3. 2 3. 5的步驟，直到所有的指令處理完成。下面以指令XM的使用和解析過程說明上述方法的實現(xiàn)過程。1、XM(X-Axis Move)表示X軸運動，該指令有3個參數(shù)，分別是運動點數(shù)，運動速度和運動方向。2、若在數(shù)控程序設計時包含了 XM指令，如XM 20000, 5000, 0，表示以5000pulse/ s的速度正向運動20000pulse。3、在指令設計時，XM指令對應的指令碼為1，因此XM指令經(jīng)編譯后生成的數(shù)據(jù)格式為1，20000, 5000, 0，加上結(jié)束標志250后，構(gòu)成如下數(shù)據(jù)幀，然后下載到數(shù)控程序?qū)Ｓ脭?shù)據(jù)區(qū)。
12000050000250IB4B4B4BIB4、在引擎中的數(shù)控指令解析指令表中，指令碼為1對應的解析指令為 {1，3，4096}。表示指令碼是1，有3個參數(shù)，公共數(shù)據(jù)交換區(qū)的起始地址偏移量為4096，表示公共數(shù)據(jù)交換區(qū)的起始地址相對于D區(qū)起始地址偏移了 4096字節(jié)，即VD10000開始的數(shù)據(jù)空間。5、在引擎數(shù)控驅(qū)動模塊解析時，首先讀到指令碼1，然后根據(jù)解析指令知道該指令共有3個參數(shù)，然后把接下來的12個字節(jié)搬移到D區(qū)起始地址偏移6擬8字節(jié)開始的數(shù)據(jù)空間；根據(jù)指令碼1，設置相應的M值為1，如M2000，表示相對于M區(qū)起始地址偏移128 (八進制200的十進制值)字節(jié)位置的字節(jié)第1位置為1。6、在梯形圖程序中，以M2000作為實現(xiàn)XM指令的梯級啟動標志，M2000置為1后， 將啟動梯形圖梯級執(zhí)行。在梯形圖程序中，將VD10000開始的數(shù)據(jù)按需搬移到數(shù)控算法參數(shù)空間中。如X軸電機運行的點數(shù)存放地址為VD2200，運行速度存放地址為VD2150，運行方向由Y120控制，則將VD10000開始的4個字節(jié)搬移到VD2200開始的4個字節(jié)空間中， VD10004開始的4個字節(jié)搬移到VD2150開始的4個字節(jié)空間中，將Y120置為0。然后啟動 X軸電機運動控制算法執(zhí)行，運行結(jié)束后返回結(jié)束標志。7、數(shù)控程序驅(qū)動模塊讀到上一條指令執(zhí)行結(jié)束標志后，讀取下一條指令碼，讀到 W0，表示指令執(zhí)行結(jié)束。以上所述僅為本發(fā)明一個實施例子，實現(xiàn)過程以梯形圖(LD)為例，事實上支持 PLC開發(fā)的SFC、FBD、ST和IL均可作為本發(fā)明的實現(xiàn)手段。因此不能以此限制本發(fā)明范圍， 凡依據(jù)本發(fā)明所做的結(jié)構(gòu)上的變化、功能模塊的增刪，只要不失本發(fā)明的要義所在，都應視為落入本發(fā)明保護范圍之內(nèi)受到制約。
權(quán)利要求
1.一種在PLC中加入數(shù)控語言的方法，其特征在于在PLC引擎中增加了數(shù)控解釋驅(qū)動模塊，及在PLC內(nèi)存中劃分存放數(shù)控語言的數(shù)據(jù)專用區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在PLC中加入數(shù)控語言的方法，其特征在于所述的數(shù)控解釋驅(qū)動模塊，用來解析和驅(qū)動數(shù)控語言指令。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在PLC中加入數(shù)控語言的方法，其特征在于所述的數(shù)控語言的數(shù)據(jù)專用區(qū)，用于存放由PC機下載的編譯后的數(shù)控語言程序。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種在PLC中加入數(shù)控語言的方法，其特征在于用來解析數(shù)控語言指令的解析指令由指令功能碼，指令參數(shù)個數(shù)和參數(shù)搬移地址構(gòu)成；被解析的編譯后的數(shù)控語言指令包含指令功能碼和對應的參數(shù)，每條數(shù)控語言指令在PLC中都有對應的算法模塊。
5.在權(quán)利要求2中所述的一種在PLC中加入數(shù)控語言的方法，其特征在于驅(qū)動數(shù)控語言指令是通過將解析數(shù)控語言指令得到的參數(shù)搬移到PLC算法公共數(shù)據(jù)區(qū)，并根據(jù)解析得到的數(shù)控語言指令功能碼啟動相應算法模塊執(zhí)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在PLC中加入數(shù)控語言的方法。本發(fā)明是在PLC內(nèi)存空間中劃分一個數(shù)控語言專用數(shù)據(jù)區(qū)，用來存放由PC端設計和編譯的數(shù)控語言程序。在引擎中增加數(shù)控語言解釋驅(qū)動模塊，對數(shù)控語言專用數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)控指令進行解析和執(zhí)行。解析得到的參數(shù)搬移到當前指令語句數(shù)據(jù)空間，供控制算法使用，并根據(jù)數(shù)控語言指令碼啟動相應的算法并執(zhí)行。本發(fā)明通過在PLC中嵌入數(shù)控語言，為用戶提供了一種改變PLC控制序列和參數(shù)的手段，解決了以往PLC無法靈活適應不同產(chǎn)品多變控制需要的問題。
文檔編號G05B19/05GK102393669SQ20111032486
公開日2012年3月28日 申請日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者嚴義, 趙建勇, 鄔惠峰 申請人:杭州電子科技大學