[发明专利]序列控制用编程系统和执行序列控制程序的控制单元

说明书

本发明是关于序列控制用编程系统和执行序列控制程序的控制单元。较具体地说。本发明是关于为生成在各种过程控制系统中控制工厂等的控制单元中所用的序列控制的程序的序列控制编程系统，和为执行序列控制程序的控制单元。本发明涉及到一由序列控制编程系统和用于序列控制的控制单元组成的过程控制系统，执行序列控制程序的程序执行方法，序列控制的编程工具，序列控制的编程方法，和序列控制的程序存储媒体。

近年来，出于清楚地描述控制过程进程中的条件和操作的需要，基本上采用模拟流程图式表达的图形表示语言作为编程语言。就是说，在为编制监视和控制各种装备如工厂的操作的过程控制系统中控制单元所结合应用的程序时采用图形表示语言，这些系统例如是为控制如实际设备的对象的操作的DCS(数字控制系统)和PLC(可编程逻辑控制器)。

下面将参照图13-18来说明上述的采用图形表示语言的一个编程过程。

首先，程序员在笔记本或图纸上作出表明时一控制对象的控制过程的顺序图。图13中所示的顺序图就等于有关一控制对象的控制说明。

详细说，过程步骤被针对每一具有具体意义的顺序过程单元被命名，例如“初始化”、“待机”、“溶剂计量”、“C化学计量”、“F试剂计量”、“老化”等，通过为每个过程分配步骤序号这些过程步骤被表示得象一个流程图。而图中被双线连接的过程步骤4、5和6标明它们并行执行。

图13中所示的顺序图是一表示整个控制工作的基本顺序图，而对过程步骤1-8的每一个均需要有更详细的顺序图。

图14为关于图13中所示的基本顺序图中步骤5“F试剂计量”的详细顺序图。如这里所表明的，各步骤均以一示于矩形的操作符号，或一示于菱形的条件符号来表示，并说明了操作符号和条件符号的确定的数值和条件。

在完成了列出顺序图的工作后，程序员在例如一涉及所产生的顺序图的序列控制的编程系统的程序生成屏幕上，作出一流程图式的程序或一顺序流程(SFC)式的程序。

图15为表明由程序员在程序生成屏幕上所作出的一流程图式程序的举例的图形。很明显，它是一对应于相应于图14中所示步骤5“F试剂计量”的详细顺序图的流程式程序。

如这里表明的，在此流程式程序中，过程步骤基本上由示于矩形的操作符号和示于菱形的条件(转移)符号的两种功能符号所表示的，就象图14中所示的详细顺序图。

图16为表明一由程序员在程序生成屏幕上所生成的顺序流程(SFC)式程序的示例的图形。

大家都知道，这种SFC式程序在IEC标准中有规定，其特点在于图13中所示的顺序图的进程状态被形象化了。当采用这种SFC程序时，顺序过程(步骤S1-S8)的流程主要由一顺序流程图限定。而在图16中所示的SFC式程序中的CS1-CS7是执行步骤S2-S8的条件。

步骤S1-S8的详细条件CS1-CS6、CS8和操作采用例如图17中所示的梯形图(LD)加以说明。

而监视异常情况或发生不正常情况时程序利用图18中所示的另一梯形图(LD)另作说明。

但是，即使在采用图15中所示的流程式程序或图16-图18中所示的SFC式程序生成控制程序的技术中，仍然存在着如下面所示的要加以解决的问题。

这就是，为了产生这些图15和图16-图18中所示的、要被用于过程控制系统中所设置的象DCS(数字控制系统)和PLC(可编程逻辑控制器)等这样的控制单元中的程序，图13和14中所示的顺序图每一过程控制系统就需要大约数十到数千张。

另外，在中型和大规模系统中，为控制控制对象要不断地作程序更正，伴随着即使在系统成立之后也要作系统添加、修改等等。

因而，在一由程序员来生成序列控制程序的编程系统中，必须能容易而快速地生成程序，并且被生成的程序必须具有一致的质量不受程序员的能力的影响。而且，程序说明应是具有高的说明性和可读性以便其内容和操作能为有关的第三方人员易于了解和纠正。

(1)在一上述的流程式程序中，顺序的过程仅有二种符号定义，亦即如上述的操作和条件符号，因此必须利用二种符号说明不正常情况以及正常情况中的过程。

因为这一点，在图13中所示的原始顺序图中，正常操作的控制流清楚地表现在步骤号1-8中。但在图15中，在异常的控制流中它是模糊的，因而使得程序明细的说明性和可读性与原始顺序图相比明显降低。

因此，在流程式程序中，就让人担心，正常操作中的控制操作可能极难为非该程序的程序员的第三者所了解。

(2)相反，在SFC式程序中，正常操作中的控制操作如图16中所示在步骤S1-S8中说明，整个操作很易了解。