一种嵌入式PLC运动控制系统的制作方法

一种嵌入式plc运动控制系统
技术领域
1.本发明属于plc控制领域，涉及嵌入式plc运动控制技术，具体是一种嵌入式plc运动控制系统。


背景技术：

2.plc是一种专门应用于工业环境的数字运算操作系统，且内部存储有执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数、算数运算等控制指令，通过数字式或者模拟式执行控制指令以控制各类型机械设备或者生产过程。
3.现有技术(公开号为cn106125664a的发明专利)公开了一种嵌入式pcl控制系统，针对特殊应用构造流程以实现个性化需求，避免购买专用plc，能够降低成本。现在技术无法对plc控制过程进行实时远程调试监控，没有发挥出嵌入式plc的优势，导致运动控制效果不佳；因此，亟须一种嵌入式plc运动控制系统。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种嵌入式plc运动控制系统，用于解决现在技术无法对plc控制过程进行实时远程调试监控，没有发挥出嵌入式plc的优势，导致运动控制效果不佳的技术问题。
5.本发明中编程编译单元结合智能终端生成plc代码，对plc代码进行编译获取中间代码，控制测试单元结合中间代码获取测试标签之后，通过驱动控制模块控制运动设备的运动，能够实现远程调试和控制，在保证控制效果的同时，提高了控制效率。
6.为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种嵌入式plc运动控制系统，包括嵌入式plc模块、驱动监控模块和运动设备，所述驱动监控模块分别与所述嵌入式plc模块、所述运动设备相连接；所述嵌入式plc模块包括编程编译单元、资源管理单元、控制测试单元和通讯控制单元；通过所述通讯控制单元建立智能终端和所述嵌入式plc模块的连接；所述编程编译单元结合所述智能终端生成plc代码，对所述plc代码进行检测编译，生成中间代码；其中，所述中间代码包括测试代码和控制代码；所述控制测试单元结合所述运动设备对所述测试代码进行测试，测试合格之后生成测试标签；所述驱动监控模块识别所述测试标签之后，根据所述控制代码控制所述运动设备运动，并对于所述运动设备的运动过程进行实时监控。
7.优选的，所述驱动监控模块分别与所述嵌入式plc模块、所述运动设备通信和/或电气连接，且所述智能终端与所述嵌入式plc模块通信和/或电气连接；其中，所述智能终端包括智能手机和电脑。
8.优选的，所述plc代码通过所述智能终端生成并发送至所述编程编译单元，或者通
过所述智能终端控制所述编程编译单元生成。
9.优选的，所述编程编译单元通过内部存储的plc自检程序对所述plc代码进行检测；其中，所述plc自检程序用于检测所述plc代码的基本逻辑；检测合格之后，根据目标平台对所述plc代码进行编译，生成所述中间代码；其中，对所述plc代码进行编译通过gcc编译器实现。
10.优选的，所述控制测试单元对所述测试代码进行测试，获取所述测试标签，包括：任选一个所述运动设备，通过所述测试代码控制选择的所述运动设备运行，获取对应的运动轨迹；当所述运动轨迹与标准轨迹一致时，则生成测试标签；否则生成测试异常信号并发送至所述智能终端。
11.优选的，所述测试代码与所述控制代码一致，或者所述测试代码与所述控制代码的核心代码一致。
12.优选的，所述驱动监控模块结合所述控制代码控制所述运动设备运行，并对所述运动设备的运动过程实时监控，获取监控标签，包括：根据所述控制代码控制所述运动设备运行，实时采集所述运动设备的运动轨迹；生成所述监控标签；当所述运动轨迹与所述标准轨迹或者上一运动周期的运动轨迹对比分析，且轨迹重合度符合要求时，将所述监控标签设置为1；否则，将所述监控标签设置为0。
13.优选的，根据所述轨迹重合度判断所述运动设备的故障，包括：获取设定周期内的若干所述轨迹重合度；其中，每个所述设定周期包括若干个所述运动周期；当若干所述轨迹重合度小于等于重合度阈值，或者所述轨迹重合度逐渐减小时，则判定对应的所述运动设备故障，生成并反馈所述运动设备的故障；其中，所述重合度阈值根据实际经验设定。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明中编程编译单元结合智能终端生成plc代码，对plc代码进行编译获取中间代码，控制测试单元结合中间代码获取测试标签之后，通过驱动控制模块控制运动设备的运动，能够实现远程调试和控制，在保证控制效果的同时，提高了控制效率。
15.2、本发明通过轨迹重合度与重合度阈值来检测运动设备对应的运行环境，通过多个连续的轨迹重合度来识别判断运动设备是否存储故障，保证运行环境和运动设备的工作状态，提高plc控制效率和控制精度。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明的工作步骤示意图。
具体实施方式
18.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
19.现有技术(公开号为cn106125664a的发明专利)公开了一种嵌入式pcl控制系统，针对特殊应用构造流程以实现个性化需求，避免购买专用plc，能够降低成本。现在技术无法对plc控制过程进行实时远程调试监控，没有发挥出嵌入式plc的优势，导致运动控制效果不佳。
20.本发明中编程编译单元结合智能终端生成plc代码，对plc代码进行编译获取中间代码，控制测试单元结合中间代码获取测试标签之后，通过驱动控制模块控制运动设备的运动，能够实现远程调试和控制，在保证控制效果的同时，提高了控制效率。
21.请参阅图1，本技术第一方面实施例提供了一种嵌入式plc运动控制系统，包括嵌入式plc模块、驱动监控模块和运动设备，驱动监控模块分别与嵌入式plc模块、运动设备相连接；嵌入式plc模块包括编程编译单元、资源管理单元、控制测试单元和通讯控制单元；通过通讯控制单元建立智能终端和嵌入式plc模块的连接；编程编译单元结合智能终端生成plc代码，对plc代码进行检测编译，生成中间代码；控制测试单元结合运动设备对测试代码进行测试，测试合格之后生成测试标签；驱动监控模块识别测试标签之后，根据控制代码控制运动设备运动，并对于运动设备的运动过程进行实时监控。
22.本技术中的编程编译单元用于编程、编辑plc代码，还用于对合格的plc代码进行编译，生成中间代码；资源管理单元用于协调plc控制过程中的系统资源；通讯控制单元用于建立本技术各模块之间的通信关系，并对通信状态进行监督；控制测试单元则对测试代码进行测试，生成对应的测试标签。
23.本技术中驱动监控模块分别与嵌入式plc模块、运动设备通信和/或电气连接，且智能终端与嵌入式plc模块通信和/或电气连接；智能终端包括智能手机、电脑等。
24.值得注意的是，本技术中提高的plc代码通过智能终端生成并发送至编程编译单元，或者通过智能终端控制编程编译单元生成。
25.可以理解为，工作人员通过智能终端编程生成plc代码之后，发送至编程编译单元，编程编译单元对plc代码进行编译获取中间代码。
26.获取通过智能终端远程连接嵌入式plc模块中的编程编译单元，编程编译单元通过智能终端的控制获取plc代码，再对其进行编译可获取对应的中间代码。
27.可以理解的是，在生成中间代码之前，需要对plc代码进行检测，则可以使用编程编译单元内部的plc自检程序，该plc自检程序用于检测plc代码是否存在基本语法问题、逻辑问题等，自检合格之后再对plc代码进行编译。
28.检测合格之后，根据目标平台对plc代码进行编译，生成所述中间代码；对plc代码进行编译通过gcc编译器实现，gcc编译器适用于不同的目标平台。
29.在一个优选的实施例中，控制测试单元对测试代码进行测试，获取测试标签，包
括：任选一个运动设备，通过测试代码控制选择的运动设备运行，获取对应的运动轨迹；当运动轨迹与标准轨迹一致时，则生成测试标签；否则生成测试异常信号并发送至智能终端。
30.本实施例任选一个运动设备，通过测试代码对该运动设备进行控制，根据对应的运动轨迹与标准轨迹的对比分析来生成测试标签，如果未生成测试标签可以理解为测试代码的测试结果异常，则生成测试异常信号。
31.本实施例中的运动轨迹和标准轨迹一致并不是指二者完全相同，当二者之间的轨迹重合度满足重合度阈值也可以理解为二者一致。可以理解的是，本技术中的运动设备是指生产过程中用到的电机、机械手等。
32.本实施例中的标准轨迹通过模拟软件获取，即根据测试代码模拟运动设备的运行，获取的运动轨迹。考虑到模拟环境与实际运行环境的区别，则设定重合度阈值来辅助分析。
33.值得注意的是，本实施例的测试代码和控制代码一致，即测试代码和控制代码是根据plc代码编译出来的适用于不同平台的代码文件。也可以选取控制代码中的核心代码作为测试代码，即测试代码是控制代码的一部分。
34.在一个优选的实施例中，驱动监控模块结合控制代码控制运动设备运行，并对运动设备的运动过程实时监控，获取监控标签，包括：根据控制代码控制运动设备运行，实时采集运动设备的运动轨迹；生成监控标签；当运动轨迹与标准轨迹或者上一运动周期的运动轨迹对比分析，且轨迹重合度符合要求时，将监控标签设置为1；否则，将监控标签设置为0。
35.本实施例是将运动轨迹与之前的运动轨迹或者标准轨迹进行比较，如果轨迹重合度不能满足重合度要求，则可以理解为该运动周期出现异常，可能是某些外界因素引起的，如运动设备受到外力影响引起的运动轨迹偏移。
36.如果运动设备是第一次按照控制代码运行，则获取的运动轨迹与标准轨迹(或者标准轨迹的一部分)进行对比分析；如果运动设备不是第一次按照控制代码运行，则获取的运动轨迹与上一运动周期的运动轨迹进行对比(这里可以认为上一运动周期的运动轨迹是经过验证，且满足要求的)。
37.工作人员可以根据检测标签的反馈及时运动设备及对应的运行环境进行检查，保证及时发现问题、排除问题。
38.在一个可选的实施例中，根据轨迹重合度判断运动设备的故障，包括：获取设定周期内的若干轨迹重合度；当若干轨迹重合度小于等于重合度阈值，或者轨迹重合度逐渐减小时，则判定对应的运动设备故障，生成并反馈运动设备的故障。
39.本实施例的每个设定周期包括若干个运动周期，即一个设定周期中可以获取若干个运动轨迹，对这若干个运动轨迹进行分析来确定运动设备的故障状态。
40.本实施例中，若干轨迹重合度中，有不止一个轨迹重合度小于等于重合度阈值时，
则判定运动设备故障；可以理解的是，当第一出现轨迹重合度小于等于重合度阈值时，工作人员已经对运动设备以及对应的运行环境进行了检查，并排除了对应的问题，如果继续出现类似情况则可以判定是运动设备发生故障。
41.本实施例中，如果若干轨迹重合度(按照采集时刻)小于重合度阈值，且依次减小时，即运动轨迹的误差越来越大，则可以判定运动设备故障；这种情况下一般是运动设备某部件发生故障，导致运动轨迹的偏差越来越大，通过若干连续的运动轨迹以及对应的轨迹重合度能够很好的筛选出这种故障。
42.本发明的工作原理：通过通讯控制单元建立智能终端和嵌入式plc模块的连接；编程编译单元结合智能终端生成plc代码，对plc代码进行检测编译，生成中间代码。
43.控制测试单元结合运动设备对测试代码进行测试，测试合格之后生成测试标签。
44.驱动监控模块识别测试标签之后，根据控制代码控制运动设备运动，并对于运动设备的运动过程进行实时监控。
45.以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

技术特征：
1.一种嵌入式plc运动控制系统，包括嵌入式plc模块、驱动监控模块和运动设备，所述驱动监控模块分别与所述嵌入式plc模块、所述运动设备相连接，其特征在于：所述嵌入式plc模块包括编程编译单元、资源管理单元、控制测试单元和通讯控制单元；通过所述通讯控制单元建立智能终端和所述嵌入式plc模块的连接；所述编程编译单元结合所述智能终端生成plc代码，对所述plc代码进行检测编译，生成中间代码；其中，所述中间代码包括测试代码和控制代码；所述控制测试单元结合所述运动设备对所述测试代码进行测试，测试合格之后生成测试标签；所述驱动监控模块识别所述测试标签之后，根据所述控制代码控制所述运动设备运动，并对于所述运动设备的运动过程进行实时监控。2.根据权利要求1所述的一种嵌入式plc运动控制系统，其特征在于，所述驱动监控模块分别与所述嵌入式plc模块、所述运动设备通信和/或电气连接，且所述智能终端与所述嵌入式plc模块通信和/或电气连接；其中，所述智能终端包括智能手机和电脑。3.根据权利要求1所述的一种嵌入式plc运动控制系统，其特征在于，所述plc代码通过所述智能终端生成并发送至所述编程编译单元，或者通过所述智能终端控制所述编程编译单元生成。4.根据权利要求3所述的一种嵌入式plc运动控制系统，其特征在于，所述编程编译单元通过内部存储的plc自检程序对所述plc代码进行检测；其中，所述plc自检程序用于检测所述plc代码的基本逻辑；检测合格之后，根据目标平台对所述plc代码进行编译，生成所述中间代码；其中，对所述plc代码进行编译通过gcc编译器实现。5.根据权利要求1所述的一种嵌入式plc运动控制系统，其特征在于，所述控制测试单元对所述测试代码进行测试，获取所述测试标签，包括：任选一个所述运动设备，通过所述测试代码控制选择的所述运动设备运行，获取对应的运动轨迹；当所述运动轨迹与标准轨迹一致时，则生成测试标签；否则生成测试异常信号并发送至所述智能终端。6.根据权利要求5所述的一种嵌入式plc运动控制系统，其特征在于，所述测试代码与所述控制代码一致，或者所述测试代码与所述控制代码的核心代码一致。7.根据权利要求5所述的一种嵌入式plc运动控制系统，其特征在于，所述驱动监控模块结合所述控制代码控制所述运动设备运行，并对所述运动设备的运动过程实时监控，获取监控标签，包括：根据所述控制代码控制所述运动设备运行，实时采集所述运动设备的运动轨迹；生成所述监控标签；当所述运动轨迹与所述标准轨迹或者上一运动周期的运动轨迹对比分析，且轨迹重合度符合要求时，将所述监控标签设置为1；否则，将所述监控标签设置为0。8.根据权利要求7所述的一种嵌入式plc运动控制系统，其特征在于，根据所述轨迹重合度判断所述运动设备的故障，包括：
获取设定周期内的若干所述轨迹重合度；其中，每个所述设定周期包括若干个所述运动周期；当若干所述轨迹重合度小于等于重合度阈值，或者所述轨迹重合度逐渐减小时，则判定对应的所述运动设备故障，生成并反馈所述运动设备的故障；其中，所述重合度阈值根据实际经验设定。

技术总结
本发明公开了一种嵌入式PLC运动控制系统，涉及PLC控制技术领域，解决了现在技术无法对PLC控制过程进行实时远程调试监控，没有发挥出嵌入式PLC的优势，导致运动控制效果不佳的技术问题；本发明中编程编译单元结合智能终端生成PLC代码，对PLC代码进行编译获取中间代码，控制测试单元结合中间代码获取测试标签之后，通过驱动控制模块控制运动设备的运动，能够实现远程调试和控制，在保证控制效果的同时，提高了控制效率；本发明通过轨迹重合度与重合度阈值来检测运动设备对应的运行环境，通过多个连续的轨迹重合度来识别判断运动设备是否存储故障，保证运行环境和运动设备的工作状态，提高PLC控制效率和控制精度。提高PLC控制效率和控制精度。提高PLC控制效率和控制精度。


技术研发人员：郑川 周康成 殷科军 邓虹波 陈鹏
受保护的技术使用者：上海泛腾电子科技有限公司
技术研发日：2023.09.11
技术公布日：2023/10/20