專利名稱：多設備監(jiān)控器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于PLC上的人機接口設備，尤其涉及一種可以連接多個 PLC的多設備監(jiān)控器。
背景技術：
隨著工業(yè)自動化的飛速發(fā)展，工業(yè)設備的種類也日益豐富，復雜多樣的設備 協(xié)同工作，組成了各種適應工業(yè)不同需求的生產(chǎn)線，大大提高了工業(yè)的自動化程 度。但隨之而來的，面對數(shù)量如此之多、種類如此豐富的設備，人工視察的方式 顯然不能滿足工業(yè)現(xiàn)代化的需求，如何高效率低成本地同時監(jiān)視、管理、協(xié)調多 種設備成為自動化進程中的一個難題。
目前解決這個問題的方法是通過運行監(jiān)視軟件的機器與現(xiàn)場工業(yè)設備通訊， 獲取現(xiàn)場數(shù)據(jù)并以圖形化的方式顯示給用戶。此方法大大提高了監(jiān)視的可視化。 但此方法只能對一臺設備進行監(jiān)視，面對數(shù)量眾多的現(xiàn)場設備則需要相應數(shù)量的 監(jiān)視設備才能達到監(jiān)視的全面性， 一方面，査看各設備的狀態(tài)需要去不同的監(jiān)視 設備才能查看，不能同時對相鄰或相關聯(lián)的設備進行整體全面地査看以便進行系 統(tǒng)地分析、管理；另一方面，數(shù)量眾多的監(jiān)視設備需要極高的花費，維護費用也 較高。 發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種多設備監(jiān)控器，其可實現(xiàn)一臺監(jiān)控器同時監(jiān)視多 臺現(xiàn)場設備，降低了用戶的設備采購成本，提高了管理、協(xié)調現(xiàn)場設備的效率。
為解決上述技術問題，本發(fā)明包括液晶顯示器，液晶顯示器前設置觸摸屏， 顯示器和觸摸屏連接CPU, CPU連接內存儲器、程序存儲器和2個或2個以上 的輸出通訊接口。
本發(fā)明采用一臺監(jiān)視器上設置多個輸出通訊接口并配合組態(tài)軟件，從而連 接多臺PLC，實現(xiàn)了一臺監(jiān)控器同時監(jiān)視多臺現(xiàn)場設備，降低了用戶的設備采購 成本，提高了管理、協(xié)調現(xiàn)場設備的效率。

圖l為本發(fā)明的第一種實施方式的硬件系統(tǒng)框圖 圖2為本發(fā)明的第二種實施方式的程序流程圖 圖3為本發(fā)明的第一種實施方式的設備連接圖本發(fā)明的第一種實施方式如圖1和圖3所示本發(fā)明采用液晶顯示器，液
晶顯示器前設置觸摸屏，液晶顯示器和觸摸屏連接CPU， CPU連接SDRAM內存儲 器、FLASHR0M程序存儲器和輸出通訊接口， CPU采用ARM9系列核心模塊；液 晶顯示屏采用彩色高分辨率TFT;觸摸屏配備4線電阻式觸摸屏；輸出通訊接口 采用RS232、 RS485或CAN接口與PLC實時通訊。CPU與內存儲器以及程序存儲 器的連接電路為現(xiàn)有技術，輸出通訊接口電路也為現(xiàn)有技術。液晶顯示器和觸 摸屏與CPU的連接電路為現(xiàn)有技術。
組態(tài)軟件固化在液晶屏顯示器的程序存儲器中其步驟如下
(1) CPU在時間片內判斷當前輸出通訊接口是否連接有PLC，如果輸出通訊 接口連接有PLC,則請求PLC將PLC存儲器中共用存儲區(qū)中的設備鏈表一次不中 斷的傳回內存儲器，如果輸出通訊接口沒有連接PLC，則對下一個輸出設為當前 輸出通訊接口；
(2) 將傳入的一個PLC設備鏈表并入設備鏈總表；
(3) 在CPU的控制下將設備鏈總表中各設備鏈表中的對應每個設備的記錄， 通過顯示器用圖元的方式在同一頁面或一個以上的頁面中顯示出來；
每隔90-100ms由CPU控制重復(1) - (3)的上述步驟； 禾口
(a)當用戶通過觸摸屏修改液晶顯示器上顯示代表特定設備參數(shù)的圖元時， 修改后的新設備信息通過觸摸屏驅動程序傳給控制模塊，控制模塊更新圖元對 應的設備鏈總表設備鏈表的設備記錄中的當前數(shù)據(jù)項，然后由CPU判斷設備鏈 表的優(yōu)先級，再依據(jù)優(yōu)先級順序依次將修改后的設備鏈表通過輸出通訊接口， 傳回給對應的PLC存儲器中的共用存儲區(qū)。
PLC存儲器內的設備鏈表為現(xiàn)有技術中已經(jīng)公開的數(shù)據(jù)結構。
圖元為在顯示器上用于代表設備和設備狀態(tài)以及設備狀態(tài)調整的圖片、表 格、文字表達形式。圖元通過鏈表與設備鏈表間建立對應關系，使圖元與PLC 現(xiàn)場設備間建立對用關系，同時通過對圖元屬性的設置也可實現(xiàn)對設備的控制。 圖元的表示形式便于用戶直觀的了解PLC控制的設備的狀態(tài)，以及方便對設備 進行必要的控制。
本發(fā)明對于連接在不同輸出通訊接口上的PLC可在同一頁面或一個以上的頁 面中顯示主要包括以下模式(a)循環(huán)顯示每個頁面與連接的一個PLC關聯(lián)，編輯好的多個頁面按一定的周期循環(huán)進行顯示。周期性地讀取每個頁面的內容并
根據(jù)顯示要求和由通訊模塊獲得的數(shù)據(jù)進行界面的動態(tài)數(shù)據(jù)顯示。(b)多畫面同
時顯示每個窗體與一個PLC關聯(lián)，用戶可以將多個窗體在顯示屏上分區(qū)域同時 顯示，這樣相當于有多個小顯示屏，用戶就可以同時監(jiān)視多臺設備的運行狀況。 系統(tǒng)根據(jù)用戶的需求，依次調用相應的頁面文件并根據(jù)顯示區(qū)域的大小進行相應 的縮放，在相應的區(qū)域完整地顯示相應的頁面內容。(C)組合顯示將相關聯(lián)的 多個PLC連接的設備的運行狀態(tài)在一個屏上以一條生產(chǎn)線的整體概念顯示出來， 使用戶對整條生產(chǎn)線有個全面的了解。 一個頁面中的顯示內容可以與多個設備相 關聯(lián)。根據(jù)通訊模塊獲得的數(shù)據(jù)定時更新各設備的數(shù)據(jù)并進行相應的形象顯示。
(d)分類顯示將類似的設備在同一屏中顯示以作對比或統(tǒng)一管理。根據(jù)頁面 文件的內容和通訊模塊獲得的數(shù)據(jù)進行相應方式的顯示。
本發(fā)明的第二種實施方式第二種實施方式的硬件結構與第一種實施方式 相同，只是在第一種實施方式的組態(tài)程序中加入存儲和回放模塊，如圖2其步 驟如下
(1) CPU在時間片內判斷當前輸出通訊接口是否連接有PLC，如果輸出通訊
接口連接有PLC，則請求PLC將PLC存儲器中共用存儲區(qū)中的設備鏈表一次不中 斷的傳回內存儲器，如果輸出通訊接口沒有連接PLC，則對下一個輸出設為當前 輸出通訊接口；
(2) 將傳入的一個PLC設備鏈表并入設備鏈總表；
(3) 在CPU的控制下將設備鏈總表中各設備鏈表中的對應每個設備的記錄， 通過顯示器用圖元的方式在同一頁面或一個以上的頁面中顯示出來；
每隔90-100ms由CPU控制重復(1) - (3)的上述步驟； 和
(a)當用戶通過觸摸屏修改液晶顯示器上顯示代表特定設備參數(shù)的圖元時， 修改后的新設備信息通過觸摸屏驅動程序傳給控制模塊，控制模塊更新圖元對 應的設備鏈總表設備鏈表的設備記錄中的當前數(shù)據(jù)項，然后由CPU判斷設備鏈 表的優(yōu)先級，再依據(jù)優(yōu)先級順序依次將修改后的設備鏈表通過輸出通訊接口， 傳回給對應的PLC存儲器中的共用存儲區(qū)。
和所述的組態(tài)軟件還包括存儲和回放模塊，其步驟如下
存儲模塊為將根據(jù)現(xiàn)場用戶的選擇的存儲圖元，將用戶激活該圖元至用戶終
止激活的時間段內A. 在程序存儲器中，創(chuàng)建一個存儲文件；
B. 將數(shù)據(jù)鏈表加上當前的時間，依次加入存儲文件中；
C. 將存儲文件的文件名加入存儲鏈表；
回放模塊為將現(xiàn)場用戶選擇的回放圖元，將存儲鏈表的內容顯示在屏幕上: (I )根據(jù)所選存儲鏈表中的記錄，將對應的存儲文件的末尾時間數(shù)據(jù)項和
首個時間數(shù)據(jù)項相減確定存儲時長，并通過時長圖元顯示在屏幕上；
(II) 根據(jù)時長圖元，將與時長圖元最接近的數(shù)據(jù)鏈表找到；
(III) 將(II)中的數(shù)據(jù)鏈表存入內存儲器中覆蓋原有數(shù)據(jù)鏈表。
存儲鏈表記錄的數(shù)據(jù)項包記錄號，文件名，存儲類型。存儲類型為手 動存儲、靜態(tài)越限存儲、動態(tài)越限存儲、異常存儲。本實施例采用的是手動存 儲模式。手動存儲模式是當用戶需要進行存儲時，本發(fā)明會自動創(chuàng)建一個新的 存儲文件并將數(shù)據(jù)寫入文件直至用戶停止存儲。
本發(fā)明的第三種實施方式第三種實施方式的硬件結構與第一種實施方式 相同，只是在第三種實施方式的組態(tài)程序中加入存儲和回放模塊，其步驟如下
(1) CPU在時間片內判斷當前輸出通訊接口是否連接有PLC，如果輸出通訊 接口連接有PLC,則請求PLC將PLC存儲器中共用存儲區(qū)中的設備鏈表一次不中 斷的傳回內存儲器，如果輸出通訊接口沒有連接PLC，則對下一個輸出設為當前 輸出通訊接口；
(2) 將傳入的一個PLC設備鏈表并入設備鏈總表；
(3) 在CPU的控制下將設備鏈總表中各設備鏈表中的對應每個設備的記錄， 通過顯示器用圖元的方式在同一頁面或一個以上的頁面中顯示出來；
每隔90-100ms由CPU控制重復(1) - (3)的上述步驟； 和
(a)當用戶通過觸摸屏修改液晶顯示器上顯示代表特定設備參數(shù)的圖元時， 修改后的新設備信息通過觸摸屏驅動程序傳給控制模塊，控制模塊更新圖元對 應的設備鏈總表設備鏈表的設備記錄中的當前數(shù)據(jù)項，然后由CPU判斷設備鏈 表的優(yōu)先級，再依據(jù)優(yōu)先級順序依次將修改后的設備鏈表通過輸出通訊接口， 傳回給對應的PLC存儲器中的共用存儲區(qū)。 和
存儲模塊為將根據(jù)圖元設定的初始上下、限參數(shù)，當圖元對應的設備當前值超出初始上下、限參數(shù)的范圍，將用戶激活如下步驟的程序直至設備當前值 落入初始上下、限參數(shù)的范圍內
A. 在程序存儲器中，創(chuàng)建一個存儲文件；
B. 將數(shù)據(jù)鏈表加上當前的時間，依次加入存儲文件中；
C. 將存儲文件的文件名加入存儲鏈表；
回放模塊為將現(xiàn)場用戶選擇的回放圖元，將存儲鏈表的內容顯示在屏幕上: (I )根據(jù)所選存儲鏈表中的記錄，將對應的存儲文件的末尾時間數(shù)據(jù)項和 首個時間數(shù)據(jù)項相減確定存儲時長，并通過時長圖元顯示在屏幕上； (II)根據(jù)時長圖元，將與時長圖元最接近的數(shù)據(jù)鏈表找到； (in)將(n)中的數(shù)據(jù)鏈表存入內存儲器中覆蓋原有數(shù)據(jù)鏈表。
本實施例采用的是靜態(tài)越限存儲模式用戶在初始設置參數(shù)時，約定某個 設備的某個寄存器也即某個變量的上限和下限。當在運行過程中，數(shù)據(jù)超出了 此范圍，本發(fā)明會自動開始存儲數(shù)據(jù)直至數(shù)據(jù)正常。
或動態(tài)越限存儲模式用戶設定橫軸和縱軸的標量?？梢允止ぴO定正常狀 態(tài)下的橫軸和縱軸的數(shù)據(jù)值，也可以以動態(tài)記錄的正常數(shù)據(jù)為標準。動態(tài)記錄 開始，則本系統(tǒng)會自動記錄橫軸和縱軸的各數(shù)據(jù)關系，從而標定各種情況下的 動態(tài)的上限和下限，是一個包絡圖。當數(shù)據(jù)超出了上限或下限，則開始存儲數(shù) 據(jù)直至正常。
本發(fā)明基于嵌入式技術，利用多個硬件通訊接口和實時數(shù)據(jù)庫與設備關聯(lián) 等技術實現(xiàn)了一臺監(jiān)控器可以同時對多臺設備進行通訊，使用戶在一 臺監(jiān)控器 同時監(jiān)控多臺設備的運行狀況，便于對多臺設備進行統(tǒng)一査看和管理，節(jié)省了 成本，提高了效率，增強了監(jiān)控現(xiàn)場的全面性；利用頁面文件的管理技術實現(xiàn) 了一臺監(jiān)視器在不同現(xiàn)場狀態(tài)下的多個界面自由切換以及多種顯示模式，提高 了一臺監(jiān)視器的利用率；采用多線程技術使數(shù)據(jù)通訊、畫面顯示等多項任務滿 足實時需求；對各通訊接口分配了優(yōu)先級，第一個通訊接口的優(yōu)先級最高，最 后一個通訊接口的優(yōu)先級最低，當需要與多個設備進行通訊并顯示時，就能對 重要或緊急的設備做出快速的響應。
權利要求1.一種多設備監(jiān)控器，包括液晶顯示器，液晶顯示器前設置觸摸屏，顯示器和觸摸屏連接CPU，CPU連接內存儲器和程序存儲器，其特征在于所述的CPU連接2個或2個以上的輸出通訊接口。
專利摘要本實用新型涉及一種用于PLC上的人機接口設備，尤其涉及一種可以連接多個PLC的多設備監(jiān)控器。它包括液晶顯示器，液晶顯示器前設置觸摸屏，顯示器和觸摸屏連接CPU，CPU連接內存儲器、程序存儲器和2個或2個以上的輸出通訊接口，程序存儲器中固化組態(tài)軟件。其可實現(xiàn)一臺監(jiān)控器同時監(jiān)視多臺現(xiàn)場設備，降低了用戶的設備采購成本，提高了管理、協(xié)調現(xiàn)場設備的效率。
文檔編號G05B19/048GK201374003SQ20092008888
公開日2009年12月30日 申請日期2009年3月10日 優(yōu)先權日2009年3月10日
發(fā)明者劉文敬, 吳曉北 申請人:友利華(河南)高科技開發(fā)有限公司