可编程控制器异构平台扩展功能信息的交互方法

1.本发明属于工业控制技术领域，涉及一种可编程控制器异构平台扩展功能信息的交互方法。


背景技术：

2.随着工业控制领域的不断发展，自动化程度越来越高，工业领域的控制系统也变得愈发复杂，在同一个系统中也许会集成多个不同厂家的产品，同时，在不同的工作场景和不同的生产需求下，需要使用不同的开发软件。
3.目前，国内不同厂家生产的可编程逻辑控制器(programmable logic controller，plc)通常都是由自家的软件平台所开发的，具有各厂家自身的设计逻辑与实现方式，所以各个平台都会有自身独有的功能，它们导出形成的xml文件格式也有所不同，因此各产品之间不能进行数据的交互，不具备可交互性。
4.因此，为了使各个厂家平台的工程能够交互，制定了一种针对扩展功能的标准文件，它对扩展功能所需的信息作出了约束以及说明，并抽象提炼了扩展功能的表达方法，使平台在数据交互时有了简单高效的方法。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明提供了一种针对平台扩展功能的抽象表达方法，通过提取厂家自身程序中扩展功能所需的信息并使用这种表达方法进行存放，使其在数据交互的过程中，方便读取所需的数据信息，最终达到不同开发平台之间可交互性的目的。
6.技术方案为可编程控制器异构平台扩展功能信息的交互方法，包括以下步骤：
7.s10，根据可编程逻辑控制器程序的xml文件，提取出iec61131-10国际标准中所需的扩展功能信息要素集合；
8.s20，根据提取出的信息要素集合，设计针对扩展功能信息的数据存储格式、描述扩展功能xml文件格式的xml schema文件以及建立针对扩展功能的平台非标准格式与iec61131-10国际标准所制定的标准格式之间的对应映射关系；
9.s30，基于建立好的数据存储格式以及映射关系，转换扩展功能xml的格式，生成标准格式的xml文件，完成数据交互。
10.优选地，所述s10中可编程控制器不同开发平台中数据交互的扩展功能信息要素集合，指的是针对于可编程逻辑控制器平台中一部分独有的扩展功能，包括运动控制模块、程序加密模块和依赖导入库模块，对于其中相关信息的描述做出规定，并且整合为信息要素集合。
11.优选地，对于所述程序加密模块，该扩展功能的信息要素集合指的是加密方式、导出权限等级和密文。
12.优选地，所述s20设计针对扩展功能信息的数据存储格式，指的是根据扩展功能信息要素集合中所包括的信息，分析平台中扩展功能的结构，将其抽象成某种数据表达方法，
来存放平台程序中对应扩展功能所需的数据信息，以便于不同可编程逻辑控制器平台对于扩展功能的数据交互。
13.优选地，所述s20中描述扩展功能xml文件格式的xml schema文件，指的是在可编程逻辑控制器平台进行数据交互的过程中，针对生成的扩展功能xml文件，对其进行格式正确性的检验，具体的，通过xsd文件对xml文件中的格式进行检验，以确保数据交互的正确性
14.本发明至少包括以下有益效果：
15.1、本发明具有通用性，可正确、有效的转换任意平台的任意程序，包括文本语言程序和图形语言程序，实现平台之间的程序数据交互；
16.2、本发明具有可扩展性，随着今后工业互联网的发展，平台中更多的功能会被开发出来，通过对该表达方法的扩展即可扩展更多功能的交互。。
附图说明
17.图1为本发明实施例的可编程控制器异构平台扩展功能信息的交互方法的流程示意图；
18.图2为本发明实施例的采用可编程控制器异构平台扩展功能信息的交互方法提供的扩展功能表达方法的结构图；
19.图3为本发明实施例的采用可编程控制器异构平台扩展功能信息的交互方法的含复杂逻辑的部分功能块图；
20.图4为本发明实施例的采用可编程控制器异构平台扩展功能信息的交互方法的通过该表达方法存放数据后的结构图。
具体实施方式
21.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
22.相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
23.可编程逻辑控制器(programmable logic controller,plc)作为设备和装置的控制器，除了传统的逻辑控制、顺序控制、运动控制、安全控制功能之外，还承担着工业4.0和智能制造赋予的新任务，例如应用软件编程的平台化、进一步发展工程设计的自动化和智能化等。而传统的工业控制编程语言在不同的控制需求和工作阶段要用不同的开发软件，频繁的软件切换，并且平台软件之间存在着不可交互性，导致了人力资源成本高、效率低下。
24.本方案中所设计的数据表达方法，主要应用于不同平台之间进行交互时，针对各种编程语言，包括文本语言以及图形语言，对扩展功能中所需信息进行提取并存放，使其在转换时可以更高效的读取数据并创建对应的标准格式文件，完成数据交互。下面通过几个具体实施例对该方案进行详细说明。
25.图1为本发明实施例提供的不同开发平台进行数据交互的流程示意图，该方法包括：
26.s10，根据可编程逻辑控制器程序的xml文件，提取出iec61131-10国际标准中所需的扩展功能信息要素集合；
27.s20，根据提取出的信息要素集合，设计针对扩展功能信息的数据存储格式、描述扩展功能xml文件格式的xml schema文件以及建立针对扩展功能的平台非标准格式与iec61131-10国际标准所制定的标准格式之间的对应映射关系；
28.s30，基于建立好的数据存储格式以及映射关系，转换扩展功能xml的格式，生成标准格式的xml文件，完成数据交互。
29.具体实施例中，数据交互包括以下步骤：
30.导出可编程逻辑控制器plc中的程序为xml格式文件；
31.基于针对对应扩展功能信息要素集合的数据存储格式，提取程序中对应扩展功能的数据信息；
32.通过上述提取出的数据信息，创建标准格式文件，并通过标准文件的格式检验，完成转换。
33.本方案提供的plc程序的其中一部分以图3所示的功能块图程序为例，图中and功能块表示逻辑与，由布尔类型的输入变量cut_step5和m104来控制，影响了布尔类型输出变量step5m104的值。而cut_ton6是一个计时器控件，由step5m104以及名为cut_ton6_pt的时间类型的输入参数进行控制，而cut_ton6_et同样为时间类型的参数，当step5m104为true时，该计时器开始工作，当cut_ton6_et的值与cut_ton6_pt相等时，布尔类型的输出参数cut_ton6_q变为true，否则始终为false。
34.首先需要将程序进行导出，形成待处理的工程文件。其中，本实施例的扩展功能以程序的加密为例，对程序进行加密处理并转换成标准格式文件。
35.本方案提供的抽象数据表达方法结构如图2所示。图中exportpou与noexportpou分别表示一个程序进行明文导出还是加密导出，而binaryfile与encryption分别表示程序在加密导出时，是加密为二进制文件还是完全加密文件。在一种具体的实现方式中，该表达方法设计为一种对象类，通过提取xml文件中的信息，对程序中的工程文件数据进行保存。具体的，包括对程序中的节点信息进行遍历并解析，然后将扩展标准中所需的数据提取并存放。
36.提取并存放后的部分数据如图4所示。图中表示加密程序的导出，而后续的属性则表示加密导出程序所需的一些必要信息，例如name表示加密程序的名称，exportpermission表示加密导出权限等级，digitalsignature表示电子签名，completeness表示完整性，describe表示备注。
37.创建标准格式的xml文件，将信息填入，最终通过格式检查，完成转换。在一种具体的实现方式中，检验文件格式为xml schema(即xsd)格式，xsd文件对xml文件的格式进行了约束，以便于检验文件格式的正确性。本方案实施例中部分检验文件的xsd格式片段如下：
38.《xsd:complextype name＝"encryption"》
39.《xsd:attribute name＝"name"type＝"xsd:string"use＝"required"/》
40.《xsd:attribute name＝"exportpermissionlevel"type＝"xsd:decimal"use＝"
required"/》
41.《xsd:attribute name＝"interface"type＝"xsd:string"use＝"optional"/》
42.《xsd:attribute name＝"digitalsignature"type＝"xsd:string"use＝"optional"/》
43.《xsd:attribute name＝"completeness"type＝"xsd:boolean"use＝"optional"/》
44.《xsd:attribute name＝"describe"type＝"xsd:string"use＝"optional"/》
45.《/xsd:complextype》
46.最终通过转换形成的标准文件片段如下：
[0047][0048]
本发明方法的思想保持了图结构的完整性，在cass平台中进行了全面测试并得到可靠验证。
[0049]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。