[发明专利]利用app扩展可编程逻辑控制器

说明书

本发明涉及一种可编程逻辑控制器，包括处理器、PLC运行环境、装置存储器和app容器。PLC运行环境被配置成执行提供多个技能功能的控制器自动化程序。装置存储器包括多个app，其被配置成使用多个技能功能来执行一组离散的自动化功能。app容器与PLC运行环境在逻辑上分离，并被配置成为app提供运行时环境。

相关申请的交叉引用

本申请要求在2015年2月12日提交的美国临时专利申请第62/115,410号的权益，该申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明大体涉及利用App运行时环境(App Runtime Environment)扩展可编程逻辑控制器(PLC)的系统、方法和装置，其中该App运行时环境配置成执行一个或多个离散软件应用，或“app”。例如，所公开的技术可用于增强控制器在不同自动化情况下的灵活性。

背景技术

可编程逻辑控制器(PLC)为在工业环境中使用的专用自动化装置。PLC被配置成执行连续收集输入装置状态数据的软件，以控制输出装置的状态。PLC通常包括三个主要部件：处理器(其包括易失性存储器)、包括应用程序的非易失性存储器以及用于连接到自动化系统中其他装置的输入/输出(I/O)端口。

有效运行和维护PLC的其中一个问题是传统的这些系统非常不灵活。具体地，一旦安装和配置了PLC，就很难修改PLC的行为和操作。PLC缺乏灵活性通常限制了装置所有者可以执行的定制水平。例如，装置所有者可购买若干经过编程以执行某些功能的PLC。随着时间的推移，装置所有者可能希望基于所有者业务的需求以及其他新的或不断变化的客户需求来修改或扩展该功能。对于常规系统，装置专家(例如，工程师)必须重新设计装置软件以执行所需的功能。然后，在PLC上安装重新设计的软件需要停止、更新和重新启动PLC。这种对软件更改的方法可能是昂贵的，因为工厂操作可能需要暂时停止，直到更新完成。

发明内容

通过提供与利用app扩展可编程逻辑控制器相关的方法、系统和装置，本发明的实施例解决和克服了上述一个或多个缺点和缺陷。简而言之，本文所述的技术使用App容器(App Container)和实时数据主干(RTDB)的组合来为控制器上的app提供运行环境。这种运行环境通过使处理更加模块化来增强控制器的灵活性。例如，通过使用本文所述的技术，App可以是无状态的，并且可以被添加、替换或移除到控制器而不影响其他app，从而提供在运行时的“即插即用”实施方案。

根据一些实施例，可编程逻辑控制器包括处理器、PLC运行环境、装置存储器和app容器。PLC运行环境被配置成执行提供多个技能功能的控制器自动化程序。装置存储器包括多个app，该多个app被配置成使用多个技能功能来执行一组离散的自动化功能。app容器与PLC运行环境在逻辑上分离，并被配置成为app提供运行时环境。该app容器可例如包括本地共享存储器，在扫描周期期间在执行app之前加载该本地共享存储器。例如响应于外部事件或根据扫描周期，可触发app的执行。

在一些实施例中，上述可编程逻辑控制器还包括实时数据主干，实时数据主干被配置成维护与多个技能功能和多个app相关联的状态信息。另外，可编程逻辑控制器可包括通信容器，通信容器被配置成促进在实时数据主干和一个或多个外部源之间的通信。这些外部源可包括例如第二可编程逻辑控制器中的第二实时数据主干。

在上述可编程逻辑控制器的一些实施例中，多个app包括一个或多个app序列，并且app容器被配置成执行一个或多个单线程调度程序中的一个或多个app序列中的每个。然后，app容器可按顺序执行包含在每个app序列中的app。在一个实施例中，每个app序列由不同的单线程调度程序执行。app还可包括一个或多个未排序的app，在与用于执行app序列的每个不同的单个线程调度程序不同的线程中，异步地执行一个或多个未排序的app。