[发明专利]一种基于时间与事件混合驱动的分布式控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于时间与事件混合驱动的分布式控制系统及方法，涉及计算机领域，所述分布式控制系统包括可编程逻辑控制器；所述可编程逻辑控制器包括程序块、事件缓存池、时钟；所述程序块包括功能块，事件源功能块，终点功能块；所述功能块包括功能用户代码模块，功能输入端，功能输出端；所述事件源功能块包括源用户代码模块、源输出端；所述终点功能块包括终点用户代码模块、终点输入端；所述可编程逻辑控制器的关联模块通过事件连接；所述基于时间与事件混合驱动的分布式控制方法采用所述分布式控制系统。通过本发明的实施，可消除硬件性能不同带来的影响，可大幅度提升执行效率，确保任务完成的实时性与准确性。

技术领域

本发明涉及计算机领域，尤其涉及一种基于时间与事件混合驱动的分布式控制系统及方法。

背景技术

现有工业自动化系统中可编程逻辑控制器使用轮询式计算模型，即每台可编程逻辑控制器按照读取传感器输入数据、执行所有用户程序和刷新执行器输出的顺序集中分批处理。用户程序以模块的形式储存，并且通过统一的接口来提升代码的重复利用率与执行效率。轮询式控制方法在规定时间内完成所有程序的执行，当在规定轮询周期内无法完成执行任务时，控制器会发出超时警报。当分布式控制系统中拥有多台可编程逻辑控制器时，控制器之间通过消息机制连接。当执行轮询开始时，从其他控制器收到的消息与其他输入数据一起读入用户程序内。当执行周期结束时，消息将会发送给其他控制器。现有的轮询式执行机制存在较多的缺点，例如：1.执行效率低下，所有代码在每个循环下必须全部执行一次，导致执行时间长；2.消息机制会受到网络的影响，从而导致先发送的信息无法确保在同一执行周期内抵达目标控制器，信息顺序的混乱容易造成多控制器之间通讯无法同步，从而使执行结果的正确率下降；3.本地同步(轮询)全局异步(消息)的执行方式会造成不确定性，无法预测执行结果，从而造成无法满足控制系统的实时性。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种基于时间与事件混合驱动的分布式控制系统及方法，可实现选择性执行必须的用户程序代码，提升执行效率；可确保多可编程控制器中消息传递顺序的正确性与时效性；可消除现有分布式控制系统执行的不确定性，提高执行结果的实时性与可预测性。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是现有工业自动化系统中采用轮询式计算模型的可编程逻辑控制器，其执行效率低下；消息机制会受到网络的影响，造成多控制器之间通讯无法同步，控制器执行方式的不确定性增加，无法满足分布式控制系统的实时性要求。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于时间与事件混合驱动的分布式控制系统，其特征在于，包括两个或两个以上可编程逻辑控制器；所述可编程逻辑控制器之间的连接为并列连接；所述可编程逻辑控制器包括程序块、事件缓存池、时钟；所述程序块包括功能块，事件源功能块，终点功能块；所述事件源功能块被配置为创建事件，所述功能块被配置为处理所述事件，所述终点功能块被配置为注销所述事件；所述功能块包括功能用户代码模块，功能输入端，功能输出端；所述事件源功能块包括源用户代码模块、源输出端；所述终点功能块包括终点用户代码模块、终点输入端；所述事件缓存池与所述功能输入端之间、所述事件缓存池与所述功能输出端之间、所述事件缓存池与所述源输出端之间、所述事件缓存池与所述终点输入端通过所述事件连接；所述功能输入端，所述功能输出端，所述源输出端和所述终点输入端的接口类型相同且与所述事件匹配。

进一步地，所述事件包括时间戳和变量，所述时间戳包括创建时间，最迟执行完成时间，最后执行时间和优先级；所述创建时间由所述源功能块创建，所述创建时间在所述事件整个存活期中无法修改；所述最迟执行完成时间被设置为所述事件必须完成的最迟时间节点；所述最后执行时间被设置为最近一次所述功能块处理完成所述事件的时间；所述变量包括变量值，所述变量值的数量大于等于0。

进一步地，所述可编程逻辑控制器之间通过时间同步机制配置所有所述可编程逻辑控制器的本地时间相同，所述可编程逻辑控制器之间通过消息传递所述事件。