用于工業(yè)控制器的輸入模塊制造技術(shù)

公開了一種用于工業(yè)控制器的輸入模塊。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的輸入模塊包括：多個(gè)輸入端子，其中每個(gè)輸入端子被配置成從工業(yè)機(jī)器或工業(yè)過程上的裝置接收輸入信號(hào)；存儲(chǔ)器裝置，其被配置成存儲(chǔ)一系列指令和多個(gè)配置參數(shù)，其中配置參數(shù)定義輸入信號(hào)的模式；處理器，其被配置成執(zhí)行一系列指令以：從存儲(chǔ)器裝置讀取模式，將輸入信號(hào)與模式進(jìn)行比較，以及在輸入信號(hào)與模式匹配的情況下生成事件信號(hào)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
用于工業(yè)控制器的輸入模塊本申請是申請日為2012年4月11日、申請?zhí)枮椤?01210105550.0”、專利技術(shù)名稱為“用于工業(yè)控制器的輸入模塊”的專利技術(shù)專利申請的分案申請。相關(guān)申請的交叉引用本申請要求均在2011年4月11日提交的以下美國臨時(shí)申請的優(yōu)先權(quán)：序列號(hào)61/474,027；61/474,042；61/474,054；61/474,073。通過引用將各個(gè)臨時(shí)申請的全部內(nèi)容并入本文。
本文所公開的主題總體上涉及用于控制機(jī)器和工業(yè)過程的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，并且更具體地涉及被配置成從受控機(jī)器或過程中的開關(guān)、繼電器、致動(dòng)器或其它裝置接收信號(hào)的輸入模塊。
技術(shù)介紹
工業(yè)控制器是用于控制工廠自動(dòng)化等的專用計(jì)算機(jī)。工業(yè)控制器通常執(zhí)行為特定控制應(yīng)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(chǔ)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(jī)器或過程的可預(yù)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(shí)間段執(zhí)行。隨著工業(yè)過程的復(fù)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(jī)器附近或沿著生產(chǎn)線。越來越多的裝置以及在機(jī)器附近分布這些裝置需要更復(fù)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(shè)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(shí)間和費(fèi)用。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)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(yuǎn)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(zhì)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(shí)間以保持控制程序的高可靠性和確定性性質(zhì)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本文所公開的主題描述了一種可被配置成簡化設(shè)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(jì)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(hào)來觸發(fā)事件。對應(yīng)于輸入端子的狀態(tài)轉(zhuǎn)變、事件的觸發(fā)或計(jì)數(shù)器的操作的時(shí)間信號(hào)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?qū)?shù)據(jù)直接發(fā)送到工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中的另一模塊。根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例，一種用于工業(yè)控制器的輸入模塊包括：多個(gè)輸入端子，其被配置成從遠(yuǎn)程裝置接收輸入信號(hào)；存儲(chǔ)器裝置，其被配置成存儲(chǔ)一系列指令；時(shí)鐘電路，其產(chǎn)生對應(yīng)于當(dāng)前時(shí)間的信號(hào)并將該信號(hào)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(gè)輸入端子處的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，響應(yīng)于每個(gè)輸入端子處的狀態(tài)轉(zhuǎn)變讀取對應(yīng)于當(dāng)前時(shí)間的信號(hào)，以及將每個(gè)輸入端子的狀態(tài)和對應(yīng)于轉(zhuǎn)變的時(shí)間的信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器裝置中。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，存儲(chǔ)器裝置還被配置成存儲(chǔ)每個(gè)輸入端子的濾波器時(shí)間，并且處理器還被配置成在響應(yīng)于每個(gè)輸入端子處的狀態(tài)轉(zhuǎn)變讀取對應(yīng)于當(dāng)前時(shí)間的信號(hào)之后，監(jiān)視每個(gè)輸入端子的狀態(tài)。僅在輸入端子的狀態(tài)在所述波時(shí)間的持續(xù)時(shí)間的時(shí)長內(nèi)保持恒定的情況下，才將狀態(tài)轉(zhuǎn)變和對應(yīng)于轉(zhuǎn)變的時(shí)間的信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器裝置中。根據(jù)本專利技術(shù)的又一方面，存儲(chǔ)器裝置還被配置成存儲(chǔ)選通信號(hào)，并且處理器被配置成根據(jù)選通信號(hào)檢測每個(gè)輸入端子處的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，響應(yīng)于每個(gè)輸入端子處的狀態(tài)轉(zhuǎn)變讀取對應(yīng)于當(dāng)前時(shí)間的信號(hào)，以及將每個(gè)輸入端子的狀態(tài)和對應(yīng)于轉(zhuǎn)變的時(shí)間的信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器裝置中。根據(jù)本專利技術(shù)的又一方面，時(shí)間信號(hào)被配置成與來自主時(shí)鐘的時(shí)間信號(hào)同步。存儲(chǔ)器裝置還被配置成以預(yù)定時(shí)間間隔將每個(gè)輸入端子的狀態(tài)和對應(yīng)于狀態(tài)轉(zhuǎn)變的時(shí)間信號(hào)存儲(chǔ)在緩存中。每個(gè)輸入端子的狀態(tài)和對應(yīng)于狀態(tài)轉(zhuǎn)變的時(shí)的時(shí)間信號(hào)被存儲(chǔ)為數(shù)據(jù)集合并且緩存可以被配置成以先進(jìn)先出的方式存儲(chǔ)每個(gè)輸入端子的多個(gè)數(shù)據(jù)集合。根據(jù)本專利技術(shù)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(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行處理并將經(jīng)處理的輸入信號(hào)傳送到處理器。處理器還可以被配置成產(chǎn)生多個(gè)覆寫信號(hào)，其中每個(gè)覆寫信號(hào)對應(yīng)于輸入端子之一，用針對相應(yīng)的被覆寫輸入端子的覆寫信號(hào)替換處理的輸入信號(hào)，以及將覆寫信號(hào)和對應(yīng)于將輸入信號(hào)覆寫的時(shí)間信號(hào)存儲(chǔ)在緩存中。處理器還可以被配置成響應(yīng)于每個(gè)輸入端子處的狀態(tài)轉(zhuǎn)變設(shè)置狀態(tài)標(biāo)記。根據(jù)本專利技術(shù)的另一實(shí)施例，一種用于工業(yè)控制器的輸入模塊包括：多個(gè)輸入端子，其被配置成從遠(yuǎn)程裝置接收輸入信號(hào)；存儲(chǔ)器裝置，其被配置成存儲(chǔ)一系列指令和多個(gè)配置參數(shù)；以及處理器。配置參數(shù)定義輸入信號(hào)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(chǔ)器裝置讀取模式以及在輸入信號(hào)與模式匹配的情況下產(chǎn)生事件信號(hào)。根據(jù)本專利技術(shù)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(biāo)識(shí)所期望的輸入信號(hào)的掩碼，而第二配置模式定義對應(yīng)于每個(gè)所期望的輸入信號(hào)的狀態(tài)的值。事件信號(hào)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)本專利技術(shù)的又一方面，工業(yè)控制器包括中央處理器、至少一個(gè)輸出模塊、以及至少一個(gè)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(gè)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(gè)輸入信號(hào)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(hào)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(hào)發(fā)送到輸出模塊。輸入模塊還可以包括時(shí)鐘電路，該時(shí)鐘電路產(chǎn)生對應(yīng)于當(dāng)前時(shí)間的信號(hào)并將該信號(hào)發(fā)送到處理器。配置參數(shù)還可以定義延遲時(shí)間，并且在產(chǎn)生事件信號(hào)且延遲時(shí)間結(jié)束之后事件信號(hào)可以被發(fā)送到中央處理器和輸入模塊。根據(jù)本專利技術(shù)的又一實(shí)施例，一種用于工業(yè)控制器的輸入模塊包括：多個(gè)輸入端子，其被配置成從遠(yuǎn)程裝置接收輸入信號(hào)；存儲(chǔ)器裝置，其被配置成存儲(chǔ)一系列指令和多個(gè)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(jì)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(jì)數(shù)器輸入處的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，將轉(zhuǎn)變的累積值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器裝置中，從存儲(chǔ)器裝置讀取累積的轉(zhuǎn)變的最大數(shù)目，以及當(dāng)累積值等于轉(zhuǎn)變的最大數(shù)目時(shí)，重置轉(zhuǎn)變的累積值。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，配置參數(shù)還可以定義將計(jì)數(shù)器的累積值轉(zhuǎn)換為位置值的定標(biāo)參數(shù)，并且處理器還可以被配置成根據(jù)累積值和定標(biāo)參數(shù)產(chǎn)生位置值。配置參數(shù)還可以針對每個(gè)計(jì)數(shù)器定義至少一個(gè)窗口，并且處理器還可以被配置成當(dāng)計(jì)數(shù)器的累積值在窗口內(nèi)時(shí)產(chǎn)生狀態(tài)標(biāo)記。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于工業(yè)控制器的輸入模塊，該工業(yè)控制器被配置為控制工業(yè)機(jī)器或工業(yè)過程，輸入模塊包括：多個(gè)輸入端子，其中每個(gè)輸入端子被配置成從工業(yè)機(jī)器或工業(yè)過程上的裝置接收輸入信號(hào)；存儲(chǔ)器裝置，其被配置成存儲(chǔ)一系列指令和多個(gè)配置參數(shù)，其中配置參數(shù)定義輸入信號(hào)的模式；處理器，其被配置成執(zhí)行一系列指令以：從存儲(chǔ)器裝置讀取模式，將輸入信號(hào)與模式進(jìn)行比較，以及在輸入信號(hào)與模式匹配的情況下生成事件信號(hào)。模式由第一配置模式和第二配置模式來定義，其中第一配置模式定義標(biāo)識(shí)所選擇的輸入信號(hào)的掩碼，并且第二配置模式定義對應(yīng)于每個(gè)所選擇的輸入信號(hào)的狀態(tài)的值。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于工業(yè)控制器的輸入模塊，其中工業(yè)控制器包括處理器模塊和至少一個(gè)其它模塊，輸入模塊包括：通信端口，被配置為在輸入模塊和處理器模塊之間傳輸數(shù)據(jù)；多個(gè)輸入端子，被配置為從受控裝置接收輸入信號(hào)；存儲(chǔ)器裝置，被配置為存儲(chǔ)多本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于工業(yè)控制器的輸入模塊，所述工業(yè)控制器被配置為控制工業(yè)機(jī)器或工業(yè)過程，所述輸入模塊包括：多個(gè)輸入端子，其中每個(gè)輸入端子被配置成從所述工業(yè)機(jī)器或工業(yè)過程上的裝置接收輸入信號(hào)；存儲(chǔ)器裝置，其被配置成存儲(chǔ)一系列指令和多個(gè)配置參數(shù)，其中所述配置參數(shù)定義輸入信號(hào)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(chǔ)器裝置讀取所述模式，將所述輸入信號(hào)與所述模式進(jìn)行比較，以及在所述輸入信號(hào)與所述模式匹配的情況下生成事件信號(hào)。

【技術(shù)特征摘要】
2011.04.11 US 61/474,027;2011.04.11 US 61/474,042;1.一種用于工業(yè)控制器的輸入模塊，所述工業(yè)控制器被配置為控制工業(yè)機(jī)器或工業(yè)過程，所述輸入模塊包括：多個(gè)輸入端子，其中每個(gè)輸入端子被配置成從所述工業(yè)機(jī)器或工業(yè)過程上的裝置接收輸入信號(hào)；存儲(chǔ)器裝置，其被配置成存儲(chǔ)一系列指令和多個(gè)配置參數(shù)，其中所述配置參數(shù)定義輸入信號(hào)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(chǔ)器裝置讀取所述模式，將所述輸入信號(hào)與所述模式進(jìn)行比較，以及在所述輸入信號(hào)與所述模式匹配的情況下生成事件信號(hào)，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(biāo)識(shí)所選擇的輸入信號(hào)的掩碼，并且所述第二配置模式定義對應(yīng)于每個(gè)所選擇的輸入信號(hào)的狀態(tài)的值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入模塊，其中，所述輸入信號(hào)包括第一狀態(tài)和第二狀態(tài)，并且其中所述模式包括：與所述輸入信號(hào)的所述第一狀態(tài)對應(yīng)的第一狀態(tài)；與所述輸入信號(hào)的所述第二狀態(tài)對應(yīng)的第二狀態(tài)；以及與所述輸入信號(hào)的所述第一狀態(tài)或所述第二狀態(tài)對應(yīng)的第三狀態(tài)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入模塊，其中，所述工業(yè)控制器包括處理器模塊和輸出模塊，并且其中所述處理器被配置為將所述事件信號(hào)傳輸至所述處理器模塊和所述輸出模塊中的至少之一。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入模塊，其中，所述工業(yè)控制器包括處理器模塊、至少一個(gè)輸出模塊以及至少一個(gè)輸入模塊，所述輸入模塊還包括：第一接口，被配置為將每個(gè)輸入端子的狀態(tài)傳輸?shù)剿鎏幚砥髂K；以及第二接口，被配置為將至少一個(gè)輸入信號(hào)的狀態(tài)傳輸至所述輸出模塊，其中所述第二接口不通過所述處理器模塊。5.根據(jù)權(quán)利要求4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(hào)發(fā)送到所述處理器模塊，并且所述第二接口還被配置成將所述事件信號(hào)發(fā)送到所述輸出模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輸入模塊，還包括時(shí)鐘電路，所述時(shí)鐘電路生成對應(yīng)于當(dāng)前時(shí)間的時(shí)鐘信號(hào)，其中所述...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：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(專利權(quán))人：洛克威爾自動(dòng)控制技術(shù)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US