專利名稱：用于工業(yè)控制器的輸入模塊的制作方法
技術領域：
本文所公開的主題總體上涉及用于控制機器和工業(yè)過程的工業(yè)控制網(wǎng)絡，并且更具體地涉及被配置成從受控機器或過程中的開關、繼電器、致動器或其它裝置接收信號的輸入模塊。
背景技術：
工業(yè)控制器是用于控制工廠自動化等的專用計算機。工業(yè)控制器通常執(zhí)行為特定控制應用高度定制的控制程序。通常使用諸如“繼電器梯形邏輯”的特定控制語言以助于裝置的編程。在所存儲的程序的指示之下，工業(yè)控制器的處理器周期性地檢查輸入裝置的狀態(tài)并更新輸出裝置的狀態(tài)。為了確保機器或過程的可預見的控制，控制程序必須是高度可靠和確定的，也就是，在明確定義的時間段執(zhí)行。隨著工業(yè)過程的復雜度的增加，越來越多的裝置連接到工業(yè)控制器。裝置常常被分布在機器附近或沿著生產(chǎn)線。越來越多的裝置以及在機器附近分布這些裝置需要更復雜的控制程序。因此，希望提供輸入裝置，該輸入裝置被配置成簡化設置和調(diào)試(commissioning),從而減少開發(fā)工業(yè)控制系統(tǒng)牽涉的時間和費用。工業(yè)網(wǎng)絡通常用于連接所分布的裝置并允許在裝置之間傳輸數(shù)據(jù)。然而，越來越多的裝置需要這些裝置之間的更大量的通信。另外，對控制器和遠程模塊的不同掃描率以及裝置之間的傳輸延遲為保持控制程序的高可靠性和確定性性質引入了另外的挑戰(zhàn)。因此，希望提供輸入模塊，該輸入模塊被配置成減小裝置之間的通信的延遲時間以保持控制程序的高可靠性和確定性性質。

發(fā)明內(nèi)容
本文所公開的主題描述了一種可被配置成簡化設置和調(diào)試的用于工業(yè)控制器的輸入模塊。輸入模塊包括可被配置為例如計數(shù)器輸入的輸入端子。又一輸入端子可以被配置成根據(jù)端子處出現(xiàn)的輸入信號來觸發(fā)事件。對應于輸入端子的狀態(tài)轉變、事件的觸發(fā)或計數(shù)器的操作的時間信號可以被記錄。輸入模塊還可被配置成將數(shù)據(jù)發(fā)送回所述處理器或將數(shù)據(jù)直接發(fā)送到工業(yè)控制網(wǎng)絡中的另一模塊。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一種用于工業(yè)控制器的輸入模塊包括多個輸入端子，其被配置成從遠程裝置接收輸入信號；存儲器裝置，其被配置成存儲一系列指令；時鐘電路，其產(chǎn)生對應于當前時間的信號并將該信號發(fā)送到處理器；以及處理器。處理器被配置成執(zhí)行該一系列指令以檢測每個輸入端子處的狀態(tài)轉變，響應于每個輸入端子處的狀態(tài)轉變讀取對應于當前時間的信號，以及將每個輸入端子的狀態(tài)和對應于轉變的時間的信號存儲在存儲器裝置中。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，存儲器裝置還被配置成存儲每個輸入端子的濾波器時間，并且處理器還被配置成在響應于每個輸入端子處的狀態(tài)轉變讀取對應于當前時間的信號之后，監(jiān)視每個輸入端子的狀態(tài)。僅在輸入端子的狀態(tài)在所述波時間的持續(xù)時間的時長內(nèi)保持恒定的情況下，才將狀態(tài)轉變和對應于轉變的時間的信號存儲在存儲器裝置中。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，存儲器裝置還被配置成存儲選通信號，并且處理器被配置成根據(jù)選通信號檢測每個輸入端子處的狀態(tài)轉變，響應于每個輸入端子處的狀態(tài)轉變讀取對應于當前時間的信號，以及將每個輸入端子的狀態(tài)和對應于轉變的時間的信號存儲在存儲器裝置中。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，時間信號被配置成與來自主時鐘的時間信號同步。存儲器裝置還被配置成以預定時間間隔將每個輸入端子的狀態(tài)和對應于狀態(tài)轉變的時間信號存儲在緩存中。每個輸入端子的狀態(tài)和對應于狀態(tài)轉變的時的時間信號被存儲為數(shù)據(jù)集合并且緩存可以被配置成以先進先出的方式存儲每個輸入端子的多個數(shù)據(jù)集合。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，輸入模塊可以包括邏輯電路，該邏輯電路被配置成對每個輸入信號進行處理并將經(jīng)處理的輸入信號傳送到處理器。處理器還可以被配置成產(chǎn)生多個覆寫信號，其中每個覆寫信號對應于輸入端子之一，用針對相應的被覆寫輸入端子的覆寫信號替換處理的輸入信號，以及將覆寫信號和對應于將輸入信號覆寫的時間信號存儲在緩存中。處理器還可以被配置成響應于每個輸入端子處的狀態(tài)轉變設置狀態(tài)標記。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，一種用于工業(yè)控制器的輸入模塊包括多個輸入端子，其被配置成從遠程裝置接收輸入信號；存儲器裝置，其被配置成存儲一系列指令和多個配置參數(shù)；以及處理器。配置參數(shù)定義輸入信號的模式，并且處理器被配置成執(zhí)行該一系列指令以從存儲器裝置讀取模式以及在輸入信號與模式匹配的情況下產(chǎn)生事件信號。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，模式可以由第一和第二配置模式來定義。第一配置模式定義標識所期望的輸入信號的掩碼，而第二配置模式定義對應于每個所期望的輸入信號的狀態(tài)的值。事件信號可以被發(fā)送到工業(yè)控制器和輸出模塊中的至少之一。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，工業(yè)控制器包括中央處理器、至少一個輸出模塊、以及至少一個輸入模塊。輸入模塊還可以包括第一接口，其被配置成將每個輸入端子的狀態(tài)發(fā)送到中央處理器；以及第二接口，其被配置成將至少一個輸入信號的狀態(tài)發(fā)送到輸出模塊，并且第二接口不通過中央處理器。第一接口還可以被配置成將事件信號發(fā)送到中央處理器，并且第二接口還可以被配置成將事件信號發(fā)送到輸出模塊。輸入模塊還可以包括時鐘電路，該時鐘電路產(chǎn)生對應于當前時間的信號并將該信號發(fā)送到處理器。配置參數(shù)還可以定義延遲時間，并且在產(chǎn)生事件信號且延遲時間結束之后事件信號可以被發(fā)送到中央處理器和輸入模塊。根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，一種用于工業(yè)控制器的輸入模塊包括多個輸入端子，其被配置成從遠程裝置接收輸入信號；存儲器裝置，其被配置成存儲一系列指令和多個配置參數(shù)；以及處理器。配置參數(shù)將輸入端子中的至少之一定義為計數(shù)器，并且處理器被配置成執(zhí)行該一系列指令以檢測計數(shù)器輸入處的狀態(tài)轉變，將轉變的累積值存儲在存儲器裝置中，從存儲器裝置讀取累積的轉變的最大數(shù)目，以及當累積值等于轉變的最大數(shù)目時，重置轉變的累積值。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，配置參數(shù)還可以定義將計數(shù)器的累積值轉換為位置值的定標參數(shù)，并且處理器還可以被配置成根據(jù)累積值和定標參數(shù)產(chǎn)生位置值。配置參數(shù)還可以針對每個計數(shù)器定義至少一個窗口，并且處理器還可以被配置成當計數(shù)器的累積值在窗口內(nèi)時產(chǎn)生狀態(tài)標記。根據(jù)詳細描述和附圖，對于本領域的技術人員而言，本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點和特征將變得明顯。然而，應理解，以說明而非限制的方式給出了指示本發(fā)明的優(yōu)選實施例的詳細描述和附圖。可以在不脫離本發(fā)明的精神的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)做出許多改變和修改,并且本發(fā)明包括所有這種修改。


附圖中示出了本文所公開的主題的各種示例性實施例，在附圖中用相似的附圖標記表示相似的部件，在附圖中圖1是包含根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的輸入模塊的示例性工業(yè)控制網(wǎng)絡的示意性表示；圖2是圖1的示例性工業(yè)控制網(wǎng)絡的部分的框圖表示；圖3是圖1的輸入模塊的框圖表示；圖4是以圖形的方式示出在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的輸入模塊上執(zhí)行的濾波模塊中的步驟的流程圖；圖5是在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的輸入模塊上執(zhí)行的事件生成模塊的框圖表示；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的輸入模塊與其它模塊之間的對等(peer-to-peer)通信的框圖表示；圖7是可在示例性工業(yè)控制網(wǎng)絡中的操作者接口上執(zhí)行的輸入模塊的示例性配
置窗口 ；圖8是被配置為計數(shù)器以接收正交編碼器信號的輸入模塊的多個輸入端子的圖形表示；圖9是被配置成接收脈沖序列輸入的輸入端子的執(zhí)行窗口的圖形表示；圖10是具有梯形邏輯格式的控制程序的分段的圖形表示；圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的擴展旋轉計數(shù)器的圖形表示；以及圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的序列計數(shù)器的圖形表示。在描述附圖中示出的本發(fā)明的各個實施例時，為了清楚，將采取特定術語。然而，并不旨在將本發(fā)明限于如此選擇的特定術語，而是應理解，每個特定術語包括以相似的方式操作來達到相似目的的所有技術等同物。例如，常常使用詞“連接”、“附接”或與其相似的術語。它們不限于直接連接，而是包括通過其它元件的連接，其中這種連接被本領域的技術人員認作是等同的。
具體實施例方式首先轉向圖1，示例性工業(yè)控制網(wǎng)絡包括一對工業(yè)控制器10。如圖所示，工業(yè)控制器10是模塊化的，并且可以由在機架中連接到一起的或安裝到軌道的多個不同的模塊組成?？梢蕴砑痈郊幽K或移除現(xiàn)有模塊，并且工業(yè)控制器10被重新配置成適應新配置?？蛇x地，工業(yè)控制器10可以具有預定的且固定的配置。所示的工業(yè)控制器10中的每個包括電源模塊12、處理器模塊14、以及網(wǎng)絡模塊16。每個工業(yè)控制器10還示出為具有兩個附加模塊18，附加模塊18可以根據(jù)應用要求而選擇并且例如可以是模擬或數(shù)字輸入或輸出模塊。一個或更多個操作者接口 20可以連接到工業(yè)控制網(wǎng)絡。每個操作者接口 20可以包括處理裝置22、輸入裝置24 (包括但不限于鍵盤、觸摸板、鼠標、軌跡球或觸摸屏)、以及顯示裝置26。可以想到操作者接口的每個部件可以并入單個單元(諸如工業(yè)計算機、膝上型計算機、或平板式計算機)中。還可以想到多個顯示裝置26和/或多個輸入裝置24可以分布在受控機器或過程附近并連接到一個或更多個處理裝置22。操作者接口 20可以用于顯示受控機器或過程的操作參數(shù)和/或條件，從操作者接收命令，或者改變和/或加載控制程序或配置參數(shù)。接口線纜28將操作者接口 20連接到工業(yè)控制器10之一。根據(jù)應用要求，通過一個或更多個網(wǎng)絡將工業(yè)控制器10連接到其它裝置。如圖所示，接口線纜30直接連接處理器模塊14中的每個。通過經(jīng)由網(wǎng)絡線纜32將兩個工業(yè)控制器10的網(wǎng)絡接口模塊16連接到一對開關34中的每個，來建立冗余網(wǎng)絡拓撲。每個開關34經(jīng)由適當?shù)木W(wǎng)絡線纜36、38連接到一對遠程機架40之一?？梢韵氲骄W(wǎng)絡線纜32、36、38中的任一個或接口線纜30可以是被配置成經(jīng)由專有接口通信的定制線纜，或可以是任何標準工業(yè)網(wǎng)絡，包括但不限于以太網(wǎng)/IP(Ethernet/IP)、設備網(wǎng)(DeviceNet)、或控制網(wǎng)(ControlNet)。每個網(wǎng)絡模塊16和開關34被配置成根據(jù)其連接的網(wǎng)絡的協(xié)議進行通信，并且還可以被配置成在兩個不同的網(wǎng)絡協(xié)議之間翻譯消息。每個遠程機架40可以被定位在受控機器或過程附近的不同位置處。如圖所示，每個遠程機架40是模塊化的并且可以由在機架中連接到一起的或安裝到軌道的多個不同的模塊組成?？梢蕴砑痈郊幽K或移除現(xiàn)有模塊，并且遠程機架40被重新配置成適應該新配置?？蛇x地，遠程機架40可以具有預定的且固定的配置。如圖所述，每個遠程機架40包括輸入模塊44、輸出模塊46以及一對網(wǎng)絡模塊42，每個網(wǎng)絡模塊42連接到冗余網(wǎng)絡之一。輸入模塊44中的每個被配置成從受控裝置50接收輸入信號45，并且輸出模塊46中的每個被配置成向受控裝置50提供輸出信號47。可選地，又一模塊48可以包括在遠程機架40中。應理解，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，工業(yè)控制網(wǎng)絡、工業(yè)控制器10和遠程機架40可以采取多種其它形式和配置。接下來參照圖2，以框圖的形式示出了圖1的示例性工業(yè)控制網(wǎng)絡的一部分。由于諸如控制網(wǎng)絡的增加的分布性質和處理裝置的增加的能力和降低的成本的因素，可以想到網(wǎng)絡中的每個節(jié)點可以包括處理器70-75和存儲器裝置90-95。處理器70-75被配置成執(zhí)行指令以及存取或存儲在對應的存儲器裝置90-95中存儲的操作數(shù)據(jù)和/或配置參數(shù)。根據(jù)節(jié)點要求，處理器70-75可以是任何合適的處理器。可以想到處理器70-75可以包括單個處理器裝置或并行執(zhí)行的多個處理裝置，并且可以在分離的電子裝置中實現(xiàn)或并入單個電子裝置(諸如現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或專用集成電路(ASIC))中。類似地，存儲器裝置90-95可以是單個裝置、多個裝置或者可以部分地或整體地并入FPGA或ASIC內(nèi)。每個節(jié)點還包括時鐘電路80-85，并且每個時鐘電路80-85優(yōu)選地根據(jù)例如IEEE-1588時鐘同步標準與其它時鐘電路80-85同步。每個時鐘電路80-85生成時間信號，該時間信號可被配置成報告精確到毫秒或納秒的當前時間。安裝在同一機架中或包含在單個外殼內(nèi)的節(jié)點之間的通信經(jīng)由背板62和相應的背板連接器60進行。經(jīng)由網(wǎng)絡介質28、32、36通信的節(jié)點包括被配置成處理相應網(wǎng)絡協(xié)議的端口 100-103。每個輸入模塊44包括輸入端子110，輸入端子110被配置成從受控裝置50接收輸入信號45。輸入模塊44還包括處理輸入信號45并將輸入信號45從輸入端子110傳送到處理器74所需要的任何相關聯(lián)的邏輯電路114和內(nèi)部連接112、116。類似地，每個輸出模塊46包括輸出端子120，輸出端子120被配置成將輸出信號47發(fā)送到受控裝置50。輸出模塊46還包括處理輸出信號47并將輸出信號47從處理器75傳送到輸出端子120所需要的任何相關聯(lián)的邏輯電路124和內(nèi)部連接122、126。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，輸入模塊44被配置成針對每個輸入端子110處的每次狀態(tài)轉變記錄由時鐘電路84生成的時間信號。針對關態(tài)與開態(tài)之間的轉變(也稱作上升沿)以及開態(tài)與關態(tài)之間的轉變(也稱作下降沿)兩者記錄時間信號。每次狀態(tài)轉變和相應的時間信號最初被存儲在緩存中?？梢允褂么鎯υ诖鎯ζ餮b置94中的配置參數(shù)來對每個輸入端子110確定狀態(tài)轉變的次數(shù)以及存儲在緩存中存儲的相應時間戳。第一配置參數(shù)確定時間戳是基于每個輸入還是基于每個模塊被存儲。如果輸入模塊44被配置成基于每個輸入存儲時間戳，則對每個輸入端子110分配兩個寄存器?？蛇x地，第二配置參數(shù)可以定義每個寄存器的長度使得每個輸入端子110處的多個轉變的時間戳可以被存儲在存儲器裝置94中。每個輸入端子110的第一寄存器記錄與從關到開的輸入轉變的時間相對應的時間信號，而每個輸入端子110的第二寄存器記錄與輸入何時從開轉變到關相對應的時間信號。被配置用于例如對等通信的處理器模塊14或其它模塊可以取回一個或更多個寄存器的內(nèi)容以確定在每個輸入端子110處何時發(fā)生最后的轉變。通過將時間信號存儲在預定的寄存器中，僅需要傳送時間信號，從而減小模塊間的通信帶寬。如果輸入模塊44被配置成基于每個模塊存儲時間戳，則在存儲器裝置94中保留單個緩存。第二配置參數(shù)可以定義存儲在緩存中的數(shù)據(jù)集合的數(shù)目。隨著每次轉變發(fā)生，輸入端子110、狀態(tài)轉變、以及與狀態(tài)轉變相對應的時間信號被存儲為數(shù)據(jù)集合。當基于每個模塊存儲時，時間戳被存儲，并且隨后可以按照順序方式取回。輸入模塊44可以包括定義每個輸入端子110的濾波器設置的又一配置參數(shù)?？梢允褂脝蝹€參數(shù)來定義上升沿和下降沿轉變的濾波器持續(xù)時間，或者可選地，可以使用單獨的配置參數(shù)一個用于上升沿，一個用于下降沿。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，濾波器持續(xù)時間的范圍是從20納秒到255毫秒?？蛇x地，濾波器持續(xù)時間可以被設置為零，其指示將不對該輸入端子110使用濾波。在指示有效的狀態(tài)改變之前，使用濾波器來驗證輸入信號45在新狀態(tài)下保持了所定義的持續(xù)時間。然而，與狀態(tài)轉變相對應的時間信號是在狀態(tài)轉變的開始時獲得的。接下來參照圖3，示出了輸入模塊44的其它細節(jié)。經(jīng)由終接在輸入端子110之一處的電導體從受控裝置50傳送每個輸入信號45。根據(jù)輸入信號45和輸入模塊44的類型，輸入模塊44可以包括例如八個、十六個、三十二個或任何期望數(shù)目的輸入端子110。為了方便和清楚，圖3僅示出了三個輸入端子110。接線板(terminal block)和內(nèi)部連接112、116的數(shù)目可以對應于每個輸入模塊44包括的輸入端子110的數(shù)目。更加詳細地示出了每個輸入端子110與處理器74之間的邏輯電路114?？梢韵氲娇梢越?jīng)由分離的電子裝置嵌入邏輯電路、將邏輯電路并入單個裝置(諸如FPGA或ASIC)或其組合。每個輸入信號45經(jīng)由第一組內(nèi)部連接112導入邏輯電路114。每個輸入信號45也被導入計數(shù)器電路150、160和其它邏輯電路140。如下面更詳細討論的，每個輸入端子110可被配置成接收計數(shù)器輸入。計數(shù)器電路150、160可以訪問存儲器裝置94以確定向每個計數(shù)器提供哪個輸入信號45。計數(shù)器電路150、160內(nèi)部的開關被配置成根據(jù)配置參數(shù)來路由每個輸入信號45。簡單的計數(shù)器電路150保持從計數(shù)器輸入接收的脈沖累積值，計數(shù)到預設值，并將累積值重置為零。來自計數(shù)器電路150的輸出信號包括累積值和計數(shù)完成狀態(tài)標記。雖然在計數(shù)器電路150與處理器74之間示出了三個內(nèi)部連接116，但是可以想到每個計數(shù)器可以包括單個連接上的復用信號或每個信號的單獨連接116。類似地，多個計數(shù)器可以復用連接在計數(shù)器電路150與處理器74之間的總線或各個連接116上的完成狀態(tài)標記和/或累積值。每個計數(shù)器可以并行地執(zhí)行，與處理器74的執(zhí)行異步地從相應輸入信號45捕獲和累積輸入脈沖。以相似的方式，擴展計數(shù)器電路160可以并行地執(zhí)行擴展計數(shù)器，如下面更詳細討論的?？梢韵氲綌U展計數(shù)器電路160可以保持單獨的累積器或與簡單的計數(shù)器電路150的累積器協(xié)作地操作以保留期望的脈沖計數(shù)。每個擴展計數(shù)器之間的內(nèi)部連接116包括附加狀態(tài)標記，如本文更詳細討論的?？梢栽诹硪贿壿媺K140中執(zhí)行本文所討論的又一功能。在另一邏輯塊140中執(zhí)行的功能可以包括但不限于輸入信號145的模式匹配和打時間戳。輸入信號45可以直接傳遞到處理器74或被濾波并傳遞到處理器74。由另一邏輯塊140導致的附加狀態(tài)和/或事件標記也被傳送到處理器74。接下來參照圖4，示出了用于監(jiān)視狀態(tài)轉變、獲得時間信號和對輸入信號45進行濾波的定時?？梢杂稍谔幚砥?4上、在處理邏輯114中或它們的組合中執(zhí)行的模塊來進行對每個輸入信號45的濾波。流程圖200表示濾波模塊，并且針對每個輸入端子110如由返回路徑215所指示的以周期間隔重復。在步驟202，將輸入信號45的當前值與輸入信號45的先前值進行比較以確定輸入端子110是否改變了狀態(tài)。如果根據(jù)流程圖200的先前周期性執(zhí)行不存在輸入端子110的狀態(tài)改變，則濾波模塊確定是否濾波器當前正在執(zhí)行，如步驟204處所示。如果尚未發(fā)生新的轉變并且沒有濾波器正在執(zhí)行，則濾波器模塊200退出，直到下一周期性執(zhí)行開始。然而，如果沒有發(fā)生新的轉變，但是濾波器正在執(zhí)行，則濾波器模塊轉變到塊212來確定濾波器是否完成了執(zhí)行。返回到步驟206，如果在步驟202檢測到狀態(tài)轉變，則濾波器模塊200再次確定是否濾波器當前正在執(zhí)行。如果濾波器正在執(zhí)行，則輸入端子110處的原始的狀態(tài)轉變并不在濾波器的持續(xù)時間內(nèi)一直保持。如步驟216所示，濾波器停止執(zhí)行，并且不記錄時間戳。然而，如果檢測到狀態(tài)轉變并且濾波器沒有運行，則讀取時間信號并啟動濾波器，如步驟208-210所示。濾波器模塊200然后轉變到塊212以確定濾波器是否完成了執(zhí)行。濾波器模塊200通過將當前時間信號與轉變發(fā)生時的時間信號進行比較來確定濾波器是否完成了執(zhí)行。在步驟208讀取與轉變對應的時間，并根據(jù)配置參數(shù)獲得濾波器的持續(xù)時間。如果當前時間信號與轉變發(fā)生時的時間信號之間的時間差小于濾波器的持續(xù)時間，則濾波器仍執(zhí)行，并且濾波器模塊200退出，直到下一周期性執(zhí)行為止。如果當前時間信號與轉變發(fā)生時的時間信號之間的時間差等于或大于濾波器的持續(xù)時間，則輸入信號45的新狀態(tài)以及對應于狀態(tài)轉變的時間信號的值被存儲在存儲器裝置94中。如果希望高速操作，則濾波器的持續(xù)時間可以被設置為零并且濾波器模塊200直接通過步驟208、210、212和214轉變，從而無延遲地記錄狀態(tài)轉變和時間信號。因此，濾波器模塊200可以防止輸入模塊44記錄輸入端子110處的例如來自噪聲脈沖的假轉變，或者例如在期望單個狀態(tài)改變時繼電器跳躍并指示多個狀態(tài)改變的情況下記錄多個轉變。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，輸入模塊44包括存儲器裝置94中的先進先出(FIFO)緩存以提供在每個輸入端子處發(fā)生的轉變的記錄?？梢韵氲接涗浘彺婵梢允窍惹坝懻摰挠糜诖鎯γ總€輸入端子處的時間戳的同一緩存?？蛇x地，可以在存儲器裝置94中定義單獨的FIFO記錄緩存。記錄緩存可以被配置成將每個狀態(tài)轉變與對應于該轉變的時間信號86 —起存儲，或者記錄緩存可以被配置成以預定時間間隔存儲每個輸入端子的狀態(tài)。如果輸入模塊44被配置成每次狀態(tài)改變時存儲數(shù)據(jù)，則可以如先前關于存儲時間信號信息所討論的那樣記錄轉變的記錄。如果輸入模塊44被配置成以預定時間間隔存儲數(shù)據(jù)，則在每個時間間隔，輸入端子110的當前狀態(tài)和來自時鐘電路84的時間信號86被存儲在FIFO緩存中。一旦緩存例如在五十個條目之后是被占滿，就會重寫最舊的條目。以這種方式建立循環(huán)緩存，從而存儲每個輸入端子110在最后的五十個時間間隔的狀態(tài)?？蛇x地，可以在每個時間間隔存儲單個時間信號86,對應于每個輸入端子110的狀態(tài)。每個輸入端子110的狀態(tài)被存儲的間隔可以被配置并保存在配置參數(shù)中。每個FIFO緩存可以例如被下載到操作器接口 20或另一遠程計算機。識別出具有最早時間戳的條目，并且在所存儲的時間間隔視覺地顯示輸入的狀態(tài)。數(shù)據(jù)例如可以被顯示為關于時間示出轉變的表或帶狀記錄(strip chart)。還可以想到，包括輸入模塊44、輸出模塊46或任何其它模塊的多個模塊可以包括FIFO緩存的相似集合。因為每個模塊中的時鐘電路84與主時鐘同步，所以來自多個模塊的數(shù)據(jù)可以被下載到單個計算機并且在相應的時間間隔串聯(lián)地顯示。如先前所討論的，一些時間延遲可以由于將輸入模塊44和輸出模塊46定位在遠離處理器模塊14的位置而導致。例如，在處理器模塊14中執(zhí)行的控制程序需要來自輸入模塊44的輸入信號45以確定來自輸出模塊46的輸出信號47的結果狀態(tài)。延遲例如可以由于在遠程輸入模塊44和輸出模塊46以及在處理器模塊14處的輸入和輸出圖像的掃描時間而導致。傳輸和處理掃描時間可以引入輸入信號45改變狀態(tài)時與響應于輸入信號45在輸出端子120處更新輸出信號47的狀態(tài)時之間的另外的延遲。因此，每個輸入模塊44可以被配置成與諸如輸出模塊46的其它模塊直接接口。接下來參照圖6，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于配置對等通信和后續(xù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程。工業(yè)控制網(wǎng)絡包括至少一個處理器模塊14、輸入模塊44、以及輸出模塊46。分別經(jīng)由配置通信13和15從處理器模塊14傳送輸入模塊44和輸出模塊46的初始配置。在上電或另一用戶啟動的配置序列期間，處理器模塊14將初始配置消息13發(fā)送到輸入模塊44并將另一初始配置消息15發(fā)送到輸出模塊。輸入模塊44將響應配置消息13發(fā)送給處理器模塊14,從而分別建立處理器與輸入模塊44和14之間的通信。到輸出模塊46的配置消息15識別到對等關系，從而定義輸出模塊46要連接的輸入模塊44的類型以及該輸入模塊44的數(shù)據(jù)結構。輸出模塊46然后生成到對等端(peer)輸入模塊44的初始配置消息
17。對等端輸入模塊44將響應配置消息17發(fā)送給輸出模塊46,從而建立輸入模塊44與輸出模塊46之間的通信。在成功建立對等連接時，輸出模塊46生成到處理器模塊14的響應配置消息15，從而建立處理器模塊14與輸出模塊46之間的通信以及指示處理器模塊14已經(jīng)建立了對等連接。在完成初始配置序列之后以及在正常操作期間，處理器模塊14周期性地與輸入模塊44和輸出模塊46中的每個通信。處理器模塊14與輸出模塊46之間的消息25包括但不限于更新為從處理器模塊14到輸出模塊46的輸出表以及每個模塊之間的操作狀態(tài)。類似地，處理器模塊14與輸入模塊44之間的消息21、23包括但不限于更新為從輸入模塊44到處理器模塊14的輸入表以及每個模塊之間的操作狀態(tài)。輸出模塊46也從輸入模塊接收提供輸入模塊44中的輸入端子110的當前狀態(tài)的消息23。此外，可以在輸出模塊46與輸入模塊44之間傳送心跳消息31以驗證兩個模塊之間的通信通道保持可用。在分布式控制網(wǎng)絡中，以對等連接配置的輸入模塊44和輸出模塊46均可以位于受控機器或過程的同一點處，但遠離中央處理器模塊14。事實上，輸入模塊44和輸出模塊46可以被安裝在同一機架上并共用背板62。通過將輸入信號直接傳遞到輸出模塊46并響應于這些輸入信號生成輸出信號，改進了輸出模塊46的響應性。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，輸入模塊44可以被配置成生成事件。根據(jù)輸入端子110的狀態(tài)和輸入模塊44內(nèi)部的其它狀態(tài)標記來生成事件。例如可以通過在處理器74上執(zhí)行的指令或通過處理邏輯114生成事件。事件被傳送到處理器模塊14，并且如果配置了的話，經(jīng)由事件消息27傳送到對等端模塊。輸入模塊44可以被配置成例如與提供關于輸入端子110的狀態(tài)的信息的消息23相結合地、以周期性間隔或在發(fā)生時直接地發(fā)送事件消息27。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，通過檢測輸入端子110處呈現(xiàn)的輸入模式來生成事件，如圖5所示。示例性輸入模塊44包括十六個輸入端子110。由指示輸入端子為關的零、指示輸入端子為開的一、或者指示輸入端子可為開或關的“x”來表示每個輸入端子的狀態(tài)。第一示例性狀態(tài)220a指示端子零和端子十四為關，端子一和端子十五為開，而端子二到端子十三可為開或關。第二示例性狀態(tài)220b指示端子零和端子十五為關，端子一和端子十四為開，而端子二至端子十三可為開或關。存儲在存儲器裝置94中的第一配置參數(shù)識別用于生成事件的掩碼222。掩碼222包括每個輸入端子110的狀態(tài)位，其中“I”指示對應的輸入端子110用于生成事件而“0”指示對應的輸入端子110不用于生成事件。示出的掩碼222具有針對位零、一、十四和十五設置的“1”，這意味著僅這四個輸入端子將用于生成事件。與掩碼222協(xié)作地，另一配置參數(shù)定義觸發(fā)事件所需要的每個位的匹配值224。所示的匹配值224需要端子一和端子十四為開而端子零和端子十五為關。因為端子二到端子十三未包括在掩碼222中，所以匹配值224不關心這些端子的設置為開還是關。如在結果框226中所示，與掩碼222對應的第一示例性狀態(tài)220a中的輸入端子110的狀態(tài)不與匹配值224對應。因此，沒有生成事件。相比之下，與掩碼222對應的第二示例性狀態(tài)220b中的輸入端子110的狀態(tài)與匹配值224對應。因此，生成了事件。每個輸入模塊44可以具有存儲在存儲器裝置94中的掩碼222和匹配值224的多個集合，每個集合被配置成根據(jù)輸入信號和/或內(nèi)部狀態(tài)位的唯一集合來生成事件。圖10中示出了具有“梯形邏輯”格式的控制程序300的示例性分段。輸入端子110的當前狀態(tài)經(jīng)由消息23被周期性地提供給處理器模塊14。處理器模塊14根據(jù)在處理器70中執(zhí)行的控制程序300來接收輸入信號312的狀態(tài)并設置/重置輸出信號314。這些輸出信號314的期望狀態(tài)至少部分地是經(jīng)由消息25在處理器模塊14與輸出模塊46之間傳輸?shù)目刂茢?shù)據(jù)的內(nèi)容。輸出模塊46然后根據(jù)來自處理器模塊14的該控制信號在輸出端子120處生成輸出信號。然而，如先前所討論的，掃描時間延遲和傳輸延遲會限制響應于輸入信號對輸出進行設置的速率?？梢韵氲接糜谏墒录难诖a222和匹配值224可以例如經(jīng)由操作者接口 20手動地配置或經(jīng)由在操作者接口 20或另一編程裝置上執(zhí)行的配置模塊自動地配置?？蛇x地，配置模塊可以在工業(yè)控制器10的處理模塊14中或在適于執(zhí)行該模塊的任何其它處理器上執(zhí)行。操作者可以在操作者接口 20或另一編程終端中生成控制程序300。梯級(rung) 308、310例如各自需要一個輸入312接通而另一個輸入312斷開，以設置希望的輸出314。如果每個輸入312對應于輸入端子110，則掩碼222和對應的匹配值224可以被配置用于每個梯級308、310。可以經(jīng)由對等連接將產(chǎn)生的生成事件提供給輸出模塊46并使用該生成事件以在輸出模塊46中產(chǎn)生輸出信號。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，操作者可以直接輸入配置參數(shù)中的掩碼222和匹配值224以用于下載到輸入模塊44的存儲器裝置94。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，操作者可以將所有梯級302-310錄入到控制程序300，并且在操作者接口 20或遠程編程終端上執(zhí)行的模塊將梯級308和310上的輸入信號312和輸出信號314識別為屬于可被配置用于對等連的輸入模塊44和輸出模塊46。模塊可以從控制程序300移除梯級308、310并生成掩碼222和匹配值224以及建立裝置之間的需要的對等連接。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，配置參數(shù)可以定義與每個產(chǎn)生的事件相關聯(lián)的延遲時間。延遲時間可以用于在觸發(fā)條件發(fā)生之后的某一持續(xù)時間設置事件?？梢皂憫谳斎攵俗?10或滿足根據(jù)掩碼222和相應匹配值224之一設置的條件的內(nèi)部狀態(tài)而讀取時鐘信號。如果延遲時間被設置為對應于該事件，則輸入模塊44將以配置參數(shù)中設置的持續(xù)時間來延遲設置事件信號。因此，可以將事件安排在滿足觸發(fā)條件之后的某一時間發(fā)生。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，輸入模塊44可被配置成接收覆寫命令，該覆寫命令可以測試例如在連接到輸入模塊44的處理器模塊14中執(zhí)行的控制程序的操作或通過在輸入模塊44中的模式匹配而產(chǎn)生的對等命令的操作。覆寫命令可以例如將特定狀態(tài)分配給輸入端子110之一，而不是讀取在該端子110處存在的物理輸入信號45。覆寫命令可以例如通過將累積值設置為期望值或者通過強制計數(shù)器對累積值進行遞增或遞減來測試本文中所述的計數(shù)器的操作。如果覆寫命令強制計數(shù)器使其累積值進行遞增或遞減，并且該命令在控制程序中的重復周期內(nèi)被保持，則能夠測試計數(shù)器的各種狀態(tài)標記，其包括但不限于頻率、脈寬、加速度、完成、窗口、向上翻轉以及向下翻轉。此外，時間戳也可以分配給覆寫命令或當應用覆寫命令時可以讀取來自輸入模塊44的時間信號86。因此，可以維護諸如事件或其它希望的輸入序列的特定條件以及驗證相應控制程序的執(zhí)行。另外，還可以驗證與讀取和響應時間戳有關的任何控制程序。因此，先前討論的覆寫和數(shù)據(jù)記錄特征可以用于減少工業(yè)控制網(wǎng)絡的調(diào)試或維護所牽涉的時間和花費。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，配置參數(shù)可以定義用于使得能夠存儲輸入模塊44中的輸入端子110的時間信號和相應狀態(tài)的選通信號。選通信號可以是但不限于在輸入端子110之一處的輸入信號45、內(nèi)部狀態(tài)位、例如通過模式匹配產(chǎn)生的事件、或窗口的接通時間的時長，如下面關于計數(shù)器輸入更詳細描述的。另外，一個或更多個門信號和相關聯(lián)的邏輯(即，與、或)可以被定義為將門信號組合以使得能夠存儲輸入模塊44中的輸入端子110的時間信號和相應狀態(tài)。如果定義了選通信號，則當使選通信號激活時，將僅發(fā)生輸入端子110的時間信號和狀態(tài)的存儲。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，配置參數(shù)可以將一個或更多個輸入定義為計數(shù)器輸入。接下來參照圖7，可在操作者接口 20上執(zhí)行的示例性配置窗口 230圖示了可以被存儲在輸入模塊44的存儲器裝置94中的配置參數(shù)的至少一部分。可以想到每個輸入端子110可以被配置為基本計數(shù)器，因此，配置窗口 230包括可對應于十六個輸入端子110的十六個抽頭232，每個抽頭包括定義一個計數(shù)器的參數(shù)。替選地，一些計數(shù)器需要多個輸入端子110。由于針對特定計數(shù)器定義多個輸入端子，所以配置窗口 230可以根據(jù)剩余的可用輸入端子110的數(shù)目禁用計數(shù)器抽頭232。第一組配置參數(shù)234例如定義可以作為輸入信號45接收的信號?？蛇x地，可以將信號映射到控制程序內(nèi)的其它內(nèi)部狀態(tài)標記。輸入端子I定義接收計數(shù)器輸入的初級輸入端子110。一些計數(shù)器需要多個輸入信號并且輸入端子2定義接收附加輸入信號的次級輸入端子110。附加輸入例如可以定義初級計數(shù)器信號使累積值遞增還是遞減；次級計數(shù)器輸入，其中初級計數(shù)器輸入使累積值遞增而次級計數(shù)器輸入使計數(shù)器輸入遞減；或者正交輸入(圖8所示的)，其中初級和次級計數(shù)器輸入?yún)f(xié)作地工作以使計數(shù)器的累積值遞增或遞減。類似地，根據(jù)計數(shù)器要求，可以將又一輸入端子配置參數(shù)包括在配置窗口中。配置窗口230可以允許定義又一輸入端子110以執(zhí)行計數(shù)器功能。如在第一組配置參數(shù)234中進一步示出的，加載、重置、保持和存儲功能可以被映射到輸入端子110。加載功能將計數(shù)器的累積值設置為希望值。重置功能清除計數(shù)器的累積值。保持功能將累積值保持在其當前值而與在計數(shù)器輸入端子110處接收的其它脈沖無關。存儲功能將累積值拷貝到存儲器裝置94中的預定位置以用于將來參考?？蛇x地，每個功能可以被映射到通過控制程序設置的內(nèi)部狀態(tài)位。作為又一可選方案，每個功能可以被映射到輸入端子110和內(nèi)部狀態(tài)位的組合。每個上述功能設置相應的內(nèi)部狀態(tài)標記，該內(nèi)部狀態(tài)標記可以例如接收時間戳并被存儲在存儲器94中或觸發(fā)如本文所討論的事件。類似地，諸如計數(shù)器完成或接收到序列脈沖的操作事件可以設置內(nèi)部狀態(tài)標記。計數(shù)器事件可以與輸入端子處的輸入信號45分開地或結合地使用以產(chǎn)生事件。可選地，計數(shù)器事件和對應于事件的發(fā)生的時間信號86可以被存儲在時間戳或記錄緩存中以用于后續(xù)發(fā)送到處理器模塊14或操作者接口 20。第二組配置參數(shù)236定義寄存器和/或由每個計數(shù)器使用的變量。預設值249是計數(shù)完成時的計數(shù)的數(shù)目。如果操作者接口 20連接到輸入模塊44，則計數(shù)器的累積值可以顯示在計數(shù)窗口 251中。根據(jù)另一配置參數(shù)，計數(shù)器可以被配置成當累積值達到預設值249時重置累積值?？蛇x地，計數(shù)器可以被配置成設置指示計數(shù)器完成和繼續(xù)使累積值遞增的狀態(tài)標記。第三組配置參數(shù)238可以包括復選框以根據(jù)應用要求配置計數(shù)器?？梢韵氲娇梢愿鶕?jù)計數(shù)器要求將又一輸入信號、寄存器或變量包括在配置參數(shù)中。配置參數(shù)定義第一操作窗口 240和第二操作窗口 245。每個操作窗口 240、245包括接通設置241、246和斷開設置242、247。輸出243、248例如可以被定義為內(nèi)部狀態(tài)位、事件、或網(wǎng)絡中的輸出端子120。還參照圖9，示出了第一和第二操作窗口 240、245的示例性操作。計數(shù)器預設249被設置為8000，在該點處計數(shù)器向上翻轉(rollover)到零244。第一操作窗口 240被配置成在接通設置241處接通其輸出243、設置為4000個計數(shù)，以及在斷開設置242處關斷其輸出243、設置為6000。第二操作窗口 245被配置成在接通設置246處接通其輸出248、設置為6000個計數(shù)，以及在斷開設置247處關斷其輸出248、設置為4000。每個輸出243、248向上翻轉時保持處于的它們的當前狀態(tài)。如圖7所示，用于計數(shù)器輸入的操作模式238之一是旋轉計數(shù)器。還參照圖11，旋轉計數(shù)器包括被定義為計數(shù)器輸入的單輸入端子110以及配置成提供方向信號的第二輸入端子110。存儲在存儲器裝置94中的配置參數(shù)定義向上翻轉值266和向下翻轉(rollunder)值268。當方向信號指示計數(shù)器262順計數(shù)時,對于在計數(shù)器輸入端子110處接收到的每個脈沖，累積值增加，直到其等于向上翻轉值266減去一個計數(shù)。計數(shù)器輸入端子110處接收到的下一脈沖使得計數(shù)器262中的累積值轉變到向下翻轉值268。在輸入模塊44內(nèi)部維護的單獨的旋轉計數(shù)器264響應于向上翻轉條件而遞增，保持追蹤計數(shù)器輸入的旋轉次數(shù)。相反地，當方向信號指示計數(shù)器262倒計數(shù)時，對于計數(shù)器輸入端子110處接收到的每個脈沖，累積值減小，直到其等于向下翻轉值268。計數(shù)器輸入端子110處接收到的下一脈沖使得計數(shù)器262中的累積值轉變到向上翻轉值266減一。單獨的旋轉計數(shù)器264響應于向下翻轉條件而遞減，從而再次保持追蹤計數(shù)器輸入的旋轉次數(shù)。每個向上翻轉和向下翻轉事件設置相應的內(nèi)部狀態(tài)標記，該內(nèi)部狀態(tài)標記例如可以接收時間戳并被存儲在存儲器94中或觸發(fā)如本文中所討論的事件。旋轉計數(shù)器264的累積值可以通過重置命令返回到零或可選地利用加載命令設置到期望值?？蛇x地，可以與諸如上/下計數(shù)器的其它操作模式或者正交輸入?yún)f(xié)作地配置旋轉計數(shù)器。每個輸入模塊44可以被配置成檢測以比累積值的更新速率快的速率發(fā)生的、在輸入端子110處接收的計數(shù)器脈沖。序列脈沖檢測電路被配置成從每個輸入端子110接收輸入信號45。對于被配置為計數(shù)器輸入的每個輸入端子110，序列脈沖檢測電路監(jiān)視用于脈沖輸入的輸入端子110并響應于每個接收到的計數(shù)器脈沖使計數(shù)器遞增。序列脈沖檢測電路與諸如處理器94和處理邏輯114的其它處理電路異步地操作，使得脈沖可以在其發(fā)生時被檢測。然后可以以例如對應于周期T的周期性間隔來讀取脈沖檢測計數(shù)器的累積值292，在周期T處讀取計數(shù)器的累積值。因此，即使在一個采樣周期T內(nèi)首先使計數(shù)器遞增并且隨后使計數(shù)器遞減(這會導致未觀測到累積值的改變)，也會捕獲到輸入端子110處接收到的每個脈沖。接下來參照圖12，定時圖280示出了序列脈沖檢測電路的示例性操作。計數(shù)器輸入端子110接收第一脈沖序列282，并且被配置成選擇方向的第二輸入端子110接收第二脈沖序列284。如圖所示，以具有第一周期tl的高頻率產(chǎn)生第一脈沖序列282，并且第二脈沖序列284指示來自第一脈沖序列282的計數(shù)要交替地使計數(shù)器的累積值遞增或遞減。如果累積值286初始為零，則累積值286將會隨著在計數(shù)器輸入端子110處接收到第一序列脈沖的每個而在零與一之間轉換(toggle)。然而,輸入模塊44被配置成以預定采樣周期T將累積值286傳送到處理器74。因為計數(shù)器輸入以比采樣周期快的速率在零與一之間交替，所以到處理器74的累積值的表觀值288是常數(shù)零。然而，序列脈沖檢測電路在輸入端子110處接收到第一序列脈沖282中的每個時產(chǎn)生序列脈沖290。序列脈沖290隨后被用于使序列計數(shù)器的累積值292遞增。序列計數(shù)器的累積值292也能夠以預定采樣周期T傳送到處理器74，使得處理器74獲知即使計數(shù)器的表觀值288保持為常數(shù)，輸入端子110也正在接收脈沖。
通過引用在上述的同一日期提交的、受讓給與本發(fā)明相同的受讓人的名稱為“Industrial Control System with Distributed Motion Planning and Output Modulefor an Industrial Controller”的序列號為_的美國專利申請，將其內(nèi)容合并于此。應理解，本發(fā)明的應用不限于對本文提到的部件的構造和布置的細節(jié)。本發(fā)明能夠是其它實施例并且能夠以各種方式實施或實現(xiàn)。前述的變型和修改在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。還應理解，本文所公開和限定的本發(fā)明擴展到根據(jù)正文和/或附圖明顯的或者所提到的各個特征中的兩個或更多個的所有可選組合。這些不同組合全部構成本發(fā)明的各個替選方面。本文所描述的實施例說明了用于實施本發(fā)明的已知的最佳模式并且將使得本領域的技術人員能夠運用本發(fā)明。
權利要求
1.一種用于工業(yè)控制器的輸入模塊，包括 多個輸入端子，其被配置成從遠程裝置接收輸入信號； 存儲器裝置，其被配置成存儲一系列指令； 時鐘電路，其產(chǎn)生對應于當前時間的信號并將所述信號發(fā)送到處理器；以及 處理器，其被配置成執(zhí)行所述一系列指令以 檢測每個所述輸入端子處的狀態(tài)轉變； 響應于每個所述輸入端子處的所述狀態(tài)轉變讀取對應于當前時間的所述信號；以及 將每個輸入端子的狀態(tài)和對應于所述轉變的時間的所述信號存儲在所述存儲器裝置中。
2.根據(jù)權利要求1所述的輸入模塊,其中， 所述存儲器裝置還被配置成存儲每個所述輸入端子的濾波器時間； 所述處理器還被配置成在響應于每個所述輸入端子處的所述狀態(tài)轉變讀取對應于當前時間的所述信號之后，監(jiān)視每個所述輸入端子的狀態(tài)；并且 僅在所述輸入端子的狀態(tài)在所述濾波器時間的時長內(nèi)保持恒定的情況下，才將所述狀態(tài)轉變和對應于所述轉變的時間的所述信號存儲在所述存儲器裝置中。
3.根據(jù)權利要求1所述的輸入模塊,其中， 所述存儲器裝置還被配置成存儲選通信號；并且 所述處理器被配置成根據(jù)所述選通信號進行操作以執(zhí)行檢測每個所述輸入端子處的狀態(tài)轉變，響應于每個所述輸入端子處的所述狀態(tài)轉變讀取對應于當前時間的所述信號，以及將每個輸入端子的狀態(tài)和對應于所述轉變的時間的所述信號存儲在所述存儲器裝置中。
4.根據(jù)權利要求1所述的輸入模塊,其中， 所述時間信號被配置成與來自主時鐘的時間信號同步，并且 所述存儲器裝置還被配置成以預定時間間隔將每個輸入端子的狀態(tài)和對應于所述狀態(tài)轉變的所述時間信號存儲在緩存中。
5.根據(jù)權利要求4所述的輸入模塊，其中， 每個輸入端子的狀態(tài)和對應于所述狀態(tài)轉變的時的所述時間信號被存儲為數(shù)據(jù)集合； 所述緩存被配置成針對每個輸入端子存儲多個數(shù)據(jù)集合；并且 所述緩存以先進先出的方式存儲所述數(shù)據(jù)集合。
6.根據(jù)權利要求4所述的輸入模塊，還包括邏輯電路，所述邏輯電路被配置成處理每個輸入信號并將經(jīng)處理的輸入信號傳送到所述處理器，其中，所述處理器還被配置成 產(chǎn)生多個覆寫信號，每個覆寫信號對應于所述輸入端子之一， 用針對相應的被覆寫輸入端子的所述覆寫信號替換所述經(jīng)處理的輸入信號；以及 將所述覆寫信號和對應于所述輸入信號的覆寫的所述時間信號存儲在所述緩存中。
7.一種用于工業(yè)控制器的輸入模塊，包括 多個輸入端子，其被配置成從遠程裝置接收輸入信號； 存儲器裝置，其被配置成存儲一系列指令和多個配置參數(shù)，其中所述配置參數(shù)定義輸入信號的模式；處理器，其被配置成執(zhí)行所述一系列指令以 從所述存儲器裝置讀取所述模式，以及 在所述輸入信號與所述模式匹配的情況下產(chǎn)生事件信號。
8.根據(jù)權利要求7所述的輸入模塊，其中，所述模式由第一配置模式和第二配置模式來定義，其中所述第一配置模式定義標識所期望的輸入信號的掩碼，而所述第二配置模式定義對應于每個所期望的輸入信號的狀態(tài)的值。
9.根據(jù)權利要求7所述的輸入模塊，其中，所述事件信號被發(fā)送到所述工業(yè)控制器和輸出模塊中的至少之一。
10.根據(jù)權利要求7所述的輸入模塊，其中，所述工業(yè)控制器包括中央處理器、至少一個輸出模塊、以及至少一個輸入模塊，所述輸入模塊還包括 第一接口，其被配置成將每個輸入端子的狀態(tài)發(fā)送到所述中央處理器；以及第二接口，其被配置成將至少一個輸入信號的狀態(tài)發(fā)送到所述輸出模塊，其中所述第二接口不通過所述中央處理器。
11.根據(jù)權利要求10所述的輸入模塊，其中，所述第一接口還被配置成將所述事件信號發(fā)送到所述中央處理器，而所述第二接口還被配置成將所述事件信號發(fā)送到所述輸出模塊。
12.根據(jù)權利要求11所述的輸入模塊，還包括時鐘電路，所述時鐘電路產(chǎn)生對應于當前時間的信號并將所述信號發(fā)送到所述處理器，其中，所述配置參數(shù)還定義延遲時間，并且在產(chǎn)生了所述事件信號且所述延遲時間結束之后將所述事件信號發(fā)送到所述中央處理器和所述輸出模塊。
13.—種用于工業(yè)控制器的輸入模塊,包括 多個輸入端子，其被配置成從遠程裝置接收輸入信號； 存儲器裝置，其被配置成存儲一系列指令和多個配置參數(shù)，其中，所述配置參數(shù)將所述輸入端子中的至少之一定義為計數(shù)器； 計數(shù)器電路，其被配置成 讀取所述配置參數(shù)以識別被定義為計數(shù)器的所述輸入端子； 從所述輸入端子接收所述輸入信號； 檢測所述輸入信號的狀態(tài)轉變； 將轉變的累積值存儲在所述存儲器裝置中； 從所述存儲器裝置讀取累積的轉變的最大數(shù)目；以及 當所述累積值等于轉變的最大數(shù)目時，重置轉變的累積值；以及 處理器，其被配置成執(zhí)行所述一系列指令以 從所述存儲器裝置讀取所述計數(shù)器的轉變的累積值。
14.根據(jù)權利要求13所述的輸入模塊，其中， 所述配置參數(shù)還定義將計數(shù)器的累積值轉換為位置值的定標參數(shù)，并且 所述處理器還被配置成根據(jù)所述累積值和所述定標參數(shù)產(chǎn)生所述位置值。
15.根據(jù)權利要求14所述的輸入模塊，其中， 所述配置參數(shù)將第二輸入定義為方向輸入，并且 所述處理器還被配置成根據(jù)所述累積值、所述定標參數(shù)和所述方向輸入來產(chǎn)生所述位置值。
16.根據(jù)權利要求14所述的輸入模塊，其中，所述計數(shù)器電路還包括 方向輸入，其中在檢測到所述轉變時根據(jù)所述方向輸入使所述累積值遞增或遞減； 旋轉計數(shù)器，在使所述累積值遞增的情況下，每當所述計數(shù)器達到轉變的最大數(shù)目時所述旋轉計數(shù)器使第二累積值遞增，而在使所述累積值遞減的情況下，每當所述計數(shù)器達到所重置的值時所述旋轉計數(shù)器使所述第二累積值遞減。
17.根據(jù)權利要求13所述的輸入模塊，其中，所述配置參數(shù)還針對每個計數(shù)器定義至少一個窗口，并且其中，所述處理器還被配置成當所述計數(shù)器的累積值在所述窗口內(nèi)時產(chǎn)生狀態(tài)標記。
18.根據(jù)權利要求17所述的輸入模塊，其中，所述窗口由第一配置參數(shù)和第二配置參數(shù)定義，其中，所述第一配置參數(shù)標識對應于產(chǎn)生所述狀態(tài)位的累積值的閾值水平，而所述第二配置參數(shù)標識對應于繼續(xù)產(chǎn)生所述狀態(tài)位的所述累積值中的附加計數(shù)的數(shù)目。
19.根據(jù)權利要求17所述的輸入模塊，其中，所述窗口由第一配置參數(shù)和第二配置參數(shù)定義，所述第一配置參數(shù)和第二配置參數(shù)定義對應于產(chǎn)生所述狀態(tài)位的累積值的范圍的下閾值和上閾值。
20.根據(jù)權利要求13所述的輸入模塊，其中，所述處理器還被配置成產(chǎn)生對應于所述計數(shù)器輸入的狀態(tài)轉變的狀態(tài)標記。
全文摘要
公開了一種用于工業(yè)控制器的輸入模塊，該輸入模塊可被配置成簡化設置和調(diào)試。輸入模塊包括例如可被配置為計數(shù)器輸入的輸入端子。又一輸入端子可以被配置成根據(jù)端子處的輸入信號來觸發(fā)事件。對應于輸入端子的狀態(tài)轉變、事件的觸發(fā)或計數(shù)器的操作的時間信號可以被記錄。輸入模塊還可被配置成將數(shù)據(jù)發(fā)送回處理器或將數(shù)據(jù)直接發(fā)送到工業(yè)控制網(wǎng)絡中的另一模塊。
文檔編號G05B19/418GK103064354SQ201210105550
公開日2013年4月24日 申請日期2012年4月11日 優(yōu)先權日2011年4月11日
發(fā)明者布雷特·S·希爾德布蘭, 埃里克·D·德克爾, 大衛(wèi)·A·帕塞拉, 杜韋恩·D·馬爾霍爾, 約翰·科拉特 申請人:洛克威爾自動控制技術股份有限公司