[发明专利]一种控制实现方法和系统

说明书

技术领域

本发明工业过程自动化技术领域，特别是涉及一种工业过程控制的方法和系统。 

背景技术

工业控制自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术，主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。工业控制自动化技术作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一，主要解决生产效率与一致性问题。 

在整个自动化技术中，工业控制软件是一只不可忽视的力量，虽然工业控制软件本身并不直接创造效益，但它对企业生产过程有明显的提升作用。而大多数的工业控制软件都离不开对工业设备的参数采集和控制指令的执行，例如，在半导体制造业中，控制软件需要从底层硬件中采集现场数据，进而实现对硬件的控制。 

一般的，数据采集是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。数据采集技术在工业控制及自动化等领域中发挥着重要的作用。数据采集的一般过程是这样的：①向采集卡发出通道选择指令。②选择要采集的通道号。③启动A/D转换。④等待，直到转换完成。⑤从采集卡读出数据。 

在半导体行业中，目前应用比较广泛的设备控制软件是Brooks公司的Control Vision J(简称CVJ)。CVJ与底层板卡的通信是通过了一个ControlIO模块完成的。在该解决方案中，直接控制底层硬件的软件(由Control IO软件包二次开发得到的具体应用)和上层控制软件是两个独立的应用程序(由CVJ软件包二次开发得到的具体应用)，二者是采用两种编程语言编写的，分别在两个进程下执行；直接控制底层硬件的软件和上层控制软件之间采用socket(套接字)方式通信。其缺点在于： 

1、由于在两个进程之间采用Socket通信，而Socket通信本身有以下几个缺点： 

1)必须是建立连接才能通讯，连接要一定时间； 

2)不适合单点对无穷多点进行通讯； 

3)不适合不固定多点对多点通讯； 

4)普通的Socke t在通讯过程中没有加密(UDP也是)； 

5)不能在子进程中共享Socket连接； 

6)连接双方必须有相对固定的IP地址； 

而且Socket通信是基于TCP/IP网络通讯协议，因此数据传输速度较慢。 

2、在需要控制的硬件类型较多的情况下，可能同时存在多个直接控制底层硬件的软件与上层控制软件进行数据传递的情形，即需要维持多个进程。 

总之，需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何能够提出一种提高底层硬件和上层控制软件之间数据通信效率的方案。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种工业过程控制方法和系统，能够提高底层硬件和上层控制逻辑部分之间数据通信效率，并具有高效、快速的数据处理能力。 

为了解决上述问题，本发明公开了一种工业过程控制方法，可以包括：生成读写操作请求；针对该读写操作请求分配一线程，并维护该线程直至执行完毕；所述生成读写操作请求的步骤和分配线程并执行的步骤在同一个应用进程中完成；查找预置的映射关系表，获取所需的针对相应底层硬件的读写函数；所述映射关系表用于存储读写操作请求与具体读写函数之间的映射关系；执行该读写函数，调用底层硬件的驱动程序，完成相应操作，获取所需的结果数据，该线程执行完毕。 

优选的，所述的映射关系表包括多个类，所述类用于分别存储不同类型的底层硬件所对应的读写函数和读写操作请求的映射关系。 

优选的，所述读写操作请求与具体读写函数之间的映射关系还包括用于区别不同硬件设备的结点号，以及用于区分同一硬件设备中不同数据通道的通道号。 

优选的，针对多个读写操作请求，同时管理和维护多个相应的线程。 

优选的，当目前的线程数达到预定的最大线程数时，将当前读写操作请求置于等待队列中直至出现可用的线程。 

依据本发明的另一优选实施例，还公开了一种工业过程控制系统，包括： 

主控装置，用于生成读写操作请求； 

线程管理器，用于针对该读写操作请求分配一线程，并维护该线程直至执行完毕；所述生成读写操作请求和线程的分配与执行的步骤在同一个应用进程中完成；