專利名稱：一種在plc中加入數控語言的方法
技術領域：
本發明屬于計算機信息技術領域，涉及一種在PLC中加入數控語言的方法。
背景技術：
長期以來PLC (可編程控制器)在工業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)和結構化文本語言(ST)，具有編程簡單，已被廣大技術人員所接受。近年來PLC開始增加了運動控制器功能，但是在用PLC實現運動控制時，技術人員只能在開發時固定動作序列，現場用戶無法按照實際控制流程需要調整動作序列或改變動作參數，任何的改動都必須由技術人員完成。隨著數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進行優化調整。數控語言最初用在數控機床中，實現數控機床適應多產品多運動形式，多參數組合和功能配置的目的。因此，將PLC的邏輯控制和數控語言結合，可解決傳統PLC控制序列和參數固定，無法滿足多產品多流程多參數現場調整的問題，旨在工程技術員用LD(梯形圖)等PLC工具完成控制系統的設計后，增加數控語言達到現場工人可改變PLC控制序列和控制參數的手段，這將提高PLC適應能力，可廣泛應用于各種數控加工、機器人等領域。
發明內容
本發明的目的在于針對現有PLC控制中控制序列和參數固定，用戶不能按照不同產品的多變控制流程進行調整的問題，提供了一種在PLC中加入數控語言的方法，實現由 PLC技術人員通過梯形圖等開發手段完成基本結構設計，數控語言提供給用戶實現控制序列和參數的調整，達到適應不同產品變化的控制流程的需要。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的在PLC內存空間中劃分一個數控語言專用數據區，用來存放由PC端設計和編譯的數控語言程序。在引擎中增加數控語言解釋驅動模塊，對數控語言專用數據區的數控指令進行解析和執行。解析得到的參數搬移到當前指令語句數據空間，供控制算法使用，并根據數控語言指令碼啟動相應的算法并執行。本發明解決技術問題所采取的具體技術方案為
一種在PLC中加入數控語言的方法，是在PLC引擎中增加了數控解釋驅動模塊，及在 PLC內存中劃分存放數控語言的數據專用區。所述的數控解釋驅動模塊，用來解析和驅動數控語言指令。所述的數控語言的專用區，用于存放由PC機下載的編譯后的數控程序。用來解析數控語言指令的解析指令由指令功能碼，指令參數個數和參數搬移地址構成；被解析的編譯后的數控語言指令包含指令功能碼和對應的參數，每條數控語言指令在PLC中都有對應的算法模塊。驅動數控語言指令是通過將解析數控語言指令得到的參數搬移到PLC算法公共數據區，并根據解析得到的數控語言指令功能碼啟動相應算法模塊執行。本發明的有益效果是通過在PLC中嵌入數控語言，為用戶提供了一種改變PLC控制序列和參數的手段，解決了以往PLC無法靈活適應不同產品多變控制需要的問題。
圖1.數控程序設計、解析和執行流程圖； 圖2.數控程序參數傳遞示意圖3.數控程序設計過程和編譯后的數據格式示意圖； 圖4.數控指令解析執行流程圖。
具體實施例方式本發明的一種PLC結合數控語言的方法，實現方式包括在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，需增加一段公共數據搬移模塊，與程序驅動開關量，兩部分內容一起編譯后下載到PLC。之后用戶可以在數控語言設計環境中進行數控程序設計，編譯后下載到PLC。PLC引擎中的數控語言解釋驅動模塊完成對數控語言指令逐條解釋，并通過調用相應的算法代碼完成驅動數控指令執行， 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、編譯和下載。具體步驟如下
1.1、在PC端通過梯形圖實現PLC I/O控制和通信功能開發。1.2、對每一條數控指令增加由帶有啟停標志的若干梯級構成的功能模塊，用來實現數控指令執行前條件判斷、將公共參數交換區中的參數搬移到算法參數區和引擎算法調用，參數傳遞過程如圖2所示。啟停標志可以通過中間繼電器(M區)的方式實現，也可以通過其他任何一種支持打開和關閉兩個狀態的方式實現。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用執行。2、在PC端數控程序設計環境中完成數控程序設計、編譯和下載，如圖3所示。具體步驟如下
2.1、用戶在PC端數控程序設計環境中完成數控程序設計。2. 2、完成的數控程序將被翻譯成指令碼+參數的數據表達形式，若有多條數控語言指令，則按照指令碼加參數的方式連續存放，在最后加上結束標志，如圖3所示。2. 3、翻譯后的指令數據通過通信接口下載到PLC的D區數控程序專用數據區中。3、PLC引擎的數控程序驅動模塊，實現數控語言指令解析和執行，如圖4所示。具體步驟如下
3.1、在引擎中每條數控指令都有對應的解析指令，通過指令碼進行關聯。解析指令的格式為指令碼+參數個數+參數搬移起始地址。3. 2、引擎中數控程序驅動模塊依次讀取下載到數控程序數據區中的數控指令。3. 3、指令解析。引擎數控程序驅動模塊從讀取到的數控指令中獲取指令碼。3. 4、數據搬移。根據得到的指令碼，根據數控語言解析指令得到參數的個數和參數存放地址，把參數從數控程序專用數據區搬移到公共參數交換區，如圖2所示。3. 5、數控指令執行。參數搬移完以后，根據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行。在梯形圖程序中，實現數控指令執行的條件判斷，條件滿足后將公共參數交換區中的參數搬移到引擎算法參數空間中，并調用對應算法執行；
3. 6、如果有多條數控指令，待上一條指令執行結束后，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過程。1、XM(X-Axis Move)表示X軸運動，該指令有3個參數，分別是運動點數，運動速度和運動方向。2、若在數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指令經編譯后生成的數據格式為1，20000, 5000, 0，加上結束標志250后，構成如下數據幀，然后下載到數控程序專用數據區。
12000050000250IB4B4B4BIB4、在引擎中的數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，公共數據交換區的起始地址偏移量為4096，表示公共數據交換區的起始地址相對于D區起始地址偏移了 4096字節，即VD10000開始的數據空間。5、在引擎數控驅動模塊解析時，首先讀到指令碼1，然后根據解析指令知道該指令共有3個參數，然后把接下來的12個字節搬移到D區起始地址偏移6擬8字節開始的數據空間；根據指令碼1，設置相應的M值為1，如M2000，表示相對于M區起始地址偏移128 (八進制200的十進制值)字節位置的字節第1位置為1。6、在梯形圖程序中，以M2000作為實現XM指令的梯級啟動標志，M2000置為1后， 將啟動梯形圖梯級執行。在梯形圖程序中，將VD10000開始的數據按需搬移到數控算法參數空間中。如X軸電機運行的點數存放地址為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個字節搬移到VD2200開始的4個字節空間中， VD10004開始的4個字節搬移到VD2150開始的4個字節空間中，將Y120置為0。然后啟動 X軸電機運動控制算法執行，運行結束后返回結束標志。7、數控程序驅動模塊讀到上一條指令執行結束標志后，讀取下一條指令碼，讀到 W0，表示指令執行結束。以上所述僅為本發明一個實施例子，實現過程以梯形圖(LD)為例，事實上支持 PLC開發的SFC、FBD、ST和IL均可作為本發明的實現手段。因此不能以此限制本發明范圍， 凡依據本發明所做的結構上的變化、功能模塊的增刪，只要不失本發明的要義所在，都應視為落入本發明保護范圍之內受到制約。
權利要求
1.一種在PLC中加入數控語言的方法，其特征在于在PLC引擎中增加了數控解釋驅動模塊，及在PLC內存中劃分存放數控語言的數據專用區。
2.根據權利要求1所述的一種在PLC中加入數控語言的方法，其特征在于所述的數控解釋驅動模塊，用來解析和驅動數控語言指令。
3.根據權利要求1所述的一種在PLC中加入數控語言的方法，其特征在于所述的數控語言的數據專用區，用于存放由PC機下載的編譯后的數控語言程序。
4.根據權利要求2所述的一種在PLC中加入數控語言的方法，其特征在于用來解析數控語言指令的解析指令由指令功能碼，指令參數個數和參數搬移地址構成；被解析的編譯后的數控語言指令包含指令功能碼和對應的參數，每條數控語言指令在PLC中都有對應的算法模塊。
5.在權利要求2中所述的一種在PLC中加入數控語言的方法，其特征在于驅動數控語言指令是通過將解析數控語言指令得到的參數搬移到PLC算法公共數據區，并根據解析得到的數控語言指令功能碼啟動相應算法模塊執行。
全文摘要
本發明涉及一種在PLC中加入數控語言的方法。本發明是在PLC內存空間中劃分一個數控語言專用數據區，用來存放由PC端設計和編譯的數控語言程序。在引擎中增加數控語言解釋驅動模塊，對數控語言專用數據區的數控指令進行解析和執行。解析得到的參數搬移到當前指令語句數據空間，供控制算法使用，并根據數控語言指令碼啟動相應的算法并執行。本發明通過在PLC中嵌入數控語言，為用戶提供了一種改變PLC控制序列和參數的手段，解決了以往PLC無法靈活適應不同產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 優先權日2011年10月24日
發明者嚴義, 趙建勇, 鄔惠峰 申請人:杭州電子科技大學