专利名称：可编程逻辑控制器驱动系统与方法
技术领域：
本发明涉及一种可编程逻辑控制器的驱动系统与方法，特别是涉及有关于可自动侦测、安装与驱动可编程逻辑控制器的可编程逻辑控制器驱动系统与方法。
背景技术：
在现有习知的工厂控制系统中，工厂厂商的各种类自动化设备经常使用可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller, PLC,或称为可编程控制器)来控制,尤其是使用于制造工艺程序控制。一个或多个监控机台会用来与各可编程逻辑控制器进行相关参数的传输，借以监控各可编程逻辑控制器的运作状态，或是控制各可编程逻辑控制器运作行为。然而，可编程逻辑控制器的设计体系是相当封闭的，各家研发厂商极少交流技术，导致各家的可编程逻辑控制器及其监控系统于硬件、软件(如程序编码与指令系统)常有互不相容的情形。因此，工厂的技术人员必须人工手动的为各监控机台、可编程逻辑控制器安装适当的驱动程序与操作管理界面，导致耗费相当大的人力与时间成本。其次，因为各家的可编程逻辑控制器及其监控系统互不相容的问题，或更进一步可编程逻辑控制器必须搭配使用特定监控机台的问题，导致工厂厂商必须因应可编程逻辑控制器的类型而大量引进(或购买)相对应的监控机台，此会造成驱动程序及专属操作介面变得十分繁杂而不易管理。其三，因为各家的可编程逻辑控制器及其监控系统互不相容的问题，工厂的技术人员必须学习不同机台的控制方法与指令，造成机台使用的复杂度居高不下，同时令技术人员不易取得机台的相关参数，从而降低取得资讯的时效性与可参考性。有鉴于上述现有的可编程逻辑控制器及监控系统存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的可编程逻辑控制器驱动系统与方法，能够改进现有的可编程逻辑控制器及监控系统存在的缺陷，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于，克服现有的可编程逻辑控制器及其监控系统存在的问题，而提供一种可编程逻辑控制器驱动系统与方法，所要解决的技术问题是，可自动侦测可编程逻辑控制器、选择对应的控制器驱动进行安装，并迅速驱动可编程逻辑控制器。本发明的目的与所要解决的技术问题是通过以下的技术方案实现:本发明所揭示的可编程逻辑控制器驱动系统包括一衔接器与一服务器。衔接器包括一连接端口与一硬件层管理模块。服务器包括一储存模块与一运算模块，储存模块储存至少一控制器询问数据与其对应的至少一控制器驱动数据。
当硬件层管理模块判断该连接端口电性耦接一可编程逻辑控制器时，输出一控制器装设信息。运算模块取得控制器装设信息时，会读取储存模块以输出控制器询问数据。硬件层管理模块会转送至少一控制器询问数据至可编程逻辑控制器，以及将可编程逻辑控制器提供的一控制器回应信息传输回服务器。运算模块取得控制器回应信息时，利用控制器驱动数据产生对应可编程逻辑控制器的控制数据，硬件层管理模块利用控制数据以控制可编程逻辑控制器。本发明所揭露的可编程逻辑控制器驱动方法，适用于一服务器与一衔接器，其中衔接器包括一硬件层管理模块及其连接的一连接端口，服务器电性连接衔接器，且储存至少一控制器询问数据与其对应的至少一控制器驱动数据。此方法包括:当硬件层管理模块判断连接端口电性耦接一可编程逻辑控制器时输出一控制器装设信息至服务器；该服务器依据该控制器装设信息输出至少一控制器询问数据至该硬件层管理模块；该硬件层管理模块传送该至少一控制器询问数据至该可编程逻辑控制器，且于该可编程逻辑控制器回应一控制器回应信息时传送该控制器回应信息至该服务器；以及该服务器依据该控制器回应信息，利用该至少一控制器驱动数据产生对应该可编程逻辑控制器的该控制数据，且传输该控制数据至该硬件层管理模块，以供该硬件层管理模块来控制该可编程逻辑控制器。本发明的有益效果在于:系统将会自动侦测可编程逻辑控制器的存在，且进一步自动安装对应可编程逻辑控制器的驱动数据，技术人员不需关注可编程逻辑控制器的驱动数据安装与驱动参数设定的问题，省去人工安装的人工成本与时间成本，同时达到即插即用(plug and play)可编程逻辑控制器的效果。其次，不同厂商、不同型号的各种可编程逻辑控制器的驱动数据可事先储存于服务器中，并由服务器因应各种可编程逻辑控制器的驱动数据建立直接对应可编程逻辑控制器的控制数据，借此简化驱动程序及专属操作介面的使用与管理。其三，服务器会自动建立相关驱动以及数据传输所需的指令与格式，工厂的技术人员必须学习许多机台的控制方法与指令，进而降低机台使用的复杂度，技术人员亦能随时取得机台的相关参数，从而提升取得资讯的时效性与可参考性。
图1绘示本发明实施例的第一种可编程逻辑控制器驱动系统方块示意
图2绘示本发明实施例的第二种可编程逻辑控制器驱动系统方块示意图；图3绘示本发明实施例的可编程逻辑控制器驱动方法流程示意图；图4绘示本发明实施例方法中，经由应用层管理模块输入操作指令的延伸流程示意图。主要元件符号说明10服务器11储存模块111控制器询问数据112控制器驱动数据12运算模块20衔接器21硬件层管理模块23连接端口24应用层管理模块30可编程逻辑控制器S110-S140 步骤S210-S220 步骤
具体实施例方式为进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段以及其功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的可编程逻辑控制器驱动系统与方法的具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。请参阅图1绘示本发明实施例的第一种可编程逻辑控制器30驱动系统方块示意图。此系统包括一服务器10与其连接的一衔接器20。衔接器20可为可编程逻辑控制器30的配适器或转接器，用以令可编程逻辑控制器30与服务器10间接连接。衔接器20是供耦接可编程逻辑控制器30，包括一连接端口 23与一硬件层管理模块21。可编程逻辑控制器30会耦接于衔接器20的连接端口 23，连接端口 23例如串行端口或网路端口，但不限于此。硬件层管理模块21通过上述的连接端口 23而与可编程逻辑控制器30电性耦接。服务器10包括一运算模块12与一储存模块11。储存模块11储存有一个或一个以上的控制器询问数据111，以及对应控制器询问数据111的控制器驱动数据112。举例来说，不同厂商所生产的可编程逻辑控制器，会分别对应不同的控制器询问数据，而同一厂商所生产的可编程逻辑控制器可能会对应相同的控制器询问数据，也可能是部分型号可编程逻辑控制器对应相同的控制器询问数据、而部分型号可编程逻辑控制器分别对应不同的控制器询问数据。驱动数据例如控制器驱动程序与设定参数，同样地，不同厂商的可编程逻辑控制器通常使用不同的控制器驱动程序，同一厂商的可编程逻辑控制器，可能部分型号可编程逻辑控制器使用相同的控制器驱动程序、部分型号可编程逻辑控制器使用不同的控制器驱动程序。在一些实施例中，某一厂商所生产的N种可编程逻辑控制器，可能会有M种控制器询问数据111，通常M小于N。而每一控制器询问数据111可分别对应一个以上的控制器驱动数据112，控制器询问数据111 和控制器驱动数据112的对应关系数据可以储存在储存模块11中，例如直接储存每一控制器询问数据111所对应的控制器驱动数据112的档案名称，或是纪录直接储存每一控制器询问数据所适用的可编程逻辑控制器的厂牌、型号，再纪录每一厂牌、型号所适用的控制器驱动程序，作为控制器询问数据111和控制器驱动数据112的对应关系数据。运算模块12可经由软件(应用程序)、硬件(如中央处理器类型的运算元件)或是软件与硬件的固件组合来实现，并不设限。当可编程逻辑控制器30电性耦接至连接端口 23时，连接端口 23运作所产生的工作电力会有所变化。上述工作电力变化包含:(I)工作电力的电压变化；(2)工作电力的电流变化；(3)工作电力的电压与电流同时变化等三种情形。而变化情形是依据连接端口 23相关电路的设计方式而有所不同。硬件层管理模块21会依据工作电力的变化，判断连接端口 23是否电性耦接可编程逻辑控制器30。一旦硬件层管理模块21判断连接端口 23电性耦接可编程逻辑控制器30时，即会发出一控制器装设信息至服务器10。在一些实施例中，当运算模块12取得控制器装设信息时，即读取储存模块11的控制器询问数据111，并依任一种预设顺序周期性的输出控制询问数据至衔接器20，每次输出控制询问数据的至少其一。预设顺序可以是系统自行设定、提供操作介面让使用者设定、依据被使用的频率高低作为顺序、或是乱数排序……等，没有设限，皆可适用。硬件层管理模块21会将取得的控制器询问数据111转送至可编程逻辑控制器30。一旦可编程逻辑控制器30能分析或判别控制器询问数据111的数据格式，可编程逻辑控制器30即会依据控制器询问数据111的询问内容产生对应的控制器回应信息。当硬件层管理模块21取得此控制器回应信息时，会回传至服务器10。运算模块12会取得控制器回应信息时，会依据控制器回应信息的内容，利用控制器驱动数据112产生对应可编程逻辑控制器30的控制数据。其中，控制器回应信息包括可编程逻辑控制器30的规格数据，例如:厂牌、型号、控制指令定义、装置设定参数与数据传输格式。例如，运算模块12可依据获得回应的控制器询问数据、回应信息中的厂牌、型号，从获得回应的控制器询问数据所对应的控制器驱动数据中，找出适用的控制器驱动数据112，然后利用控制器驱动数据112产生符合规格数据的控制数据。在另一些实施例中，运算模块12可每次发出一控制器询问数据111，当在一等待时间内未取得控制器回应数据时，则即输出另一个尚未输出过的控制器询问数据111，直到取得控制器回应数据为止。当所有控制器询问数据111皆已输出过，但亦未取得控制器回应数据时，运算模块12停止控制器询问数据111的输出作业。更进一步者，各种可编程逻辑控制器30所对应的工作电力数值亦被记录于储存模块11中，并与控制器询问数据111形成相对应的数据关联。硬件层管理模块21记录连接端口 23的工作电力的数值于控制器装设信息中，运算模块12是参考此工作电力数值，以输出匹配工作电力数值的控制器询问数据111。控制数据会被传输至衔接器20。硬件管理模块会利用所接收的控制数据来控制可编程逻辑控制器30。进而达到可编程逻辑控制器30可被自动侦测、迅速安装与立即使用的效果。请参阅图2绘示本发明实施例的第二种可编程逻辑控制器驱动系统方块示意图，与前例不同处在于，衔接器20更包括一应用层管理模块24，其为软件、或特定硬件与软件结合的固件、控制介面，用以供使用者输入对可编程逻辑控制器30的操作指令。而此操作指令可以不包括对可编程逻辑控制器30的硬件设定参数，因硬件层管理模块21已可依据所取得的控制数据来控制可编程逻辑控制器30，故使用者不需关注于可编程逻辑控制器30的安装与设定。硬件层管理模块21会分析出此操作指令的控制内容，并对应的控制数据产生相关的控制指令，以输出至可编程逻辑控制器30。可编程逻辑控制器30即施行对应的运作，如控制所属硬件执行特定动作，回传所属硬件的运作状态...等，并不设限，全依据操作指令的要求而定。请参阅图3绘示本发明实施例的可编程逻辑控制器30驱动方法流程示意图，其适用于一服务器10及其电性连接的一衔接器20，此衔接器20可供衔接可编程逻辑控制器30，包括便件层管理模块21及其连接的连接端口 23，服务器10储存至少一控制器询问数据与其对应的至少一控制器驱动数据。请同时配合图1以利于了解。此方法流程说明如下:当硬件层管理模块判断连接端口电性耦接一可编程逻辑控制器时输出一控制器装设信息至服务器(步骤SI 10)。如前所述，当可编程逻辑控制器30电性耦接至连接端口23时，连接端口 23运作所产生的工作电力会有所变化。也就是说，当工作电力变化时，硬件层管理模块21即可判断连接端口 23电性耦接可编程逻辑控制器30。一旦硬件层管理模块21判断连接端口 23已电性耦接可编程逻辑控制器30时，即会发出一控制器装设信息至服务器10。上述工作电力变化包含:⑴工作电力的电压变化；⑵工作电力的电流变化；⑶工作电力的电压与电流同时变化等三种情形。而变化情形是依据连接端口 23相关电路的设计方式而有所不同。服务器依据控制器装设信息输出至少一控制器询问数据至硬件层管理模块(步骤S120)。此步骤中，运算模块12会在取得控制器装设信息时，读取储存储存模块11中的控制器询问数据111，并将所读到的控制器询问数据111，输出至少其一者至衔接器20。运算模块12可使用任何一种预设顺序，在多个控制器询问数据111中，来决定每次所输出的控制器询问数据111。硬件层管理模块传送控制器询问数据至可编程逻辑控制器，且在可编程逻辑控制器回应控制器回应信息时，传送控制器回应信息至服务器(步骤S130)。硬件层管理模块21会将取得的控制器询问数据111转送至可编程逻辑控制器30。一旦可编程逻辑控制器30能分析或判别控制器询问数据111的数据格式，可编程逻辑控制器30即会依据控制器询问数据111的询问内容产生对应的控制器回应信息。当硬件层管理模块21取得此控制器回应信息时，会回传至服务器10。服务器依据控制器回应信息，利用控制器驱动数据产生对应可编程逻辑控制器的控制数据，且传输控制数据至硬件层管理模块，供硬件层管理模块来控制可编程逻辑控制器(步骤S140)。此步骤中，运算模块12在取得控制器回应信息时，会依据控制器回应信息包括的可编程逻辑控制器30的规格数据，利用控制器驱动数据112产生符合规格数据的控制数据，并将其传输至衔接器20。衔接器20即利用控制数据控制可编程逻辑控制器30的运作。更进一步时，服务器10会判断一等待时间内是否取得上述可编程逻辑控制器30提供的控制器回应数据。当服务器10判断未取得可编程逻辑控制器30提供的控制器回应数据时，返回步骤S120，以输出另一个尚未输出过的控制器询问数据111，直至服务器10取得控制器回应信息为止。如前述，运算模块12每发出控制器询问数据111时，即开始计数一等待时间。只要在等待时间内未取得控制器回应数据时，运算模块12即会输出不同的控制器询问数据111，直到取得控制器回应数据。若所有控制器询问数据111皆已输出过，但亦未取得控制器回应数据时，运算模块12停止控制器询问数据111的输出作业。请参阅图4绘示本发明实施例的可编程逻辑控制器驱动方法中，经由应用层管理模块输入操作指令的细部流程示意图，说明可编程逻辑控制器设定完后的应用模式，请同时参阅图1与图2以利于了解。此流程说明如下:经由应用层管理模块24输入一操作指令(步骤S210)。如前述，应用层管理模块24，用以供使用者输入对可编程逻辑控制器30的操作指令，而且操作指令可以不包括对可编程逻辑控制器30的硬件设定参数。由硬件层管理模块21分析操作指令，并依据取得的控制数据，令可编程逻辑控制器执行对应操作指令的动作(步骤S220)。如前述，硬件层管理模块21于先前已取得用来控制可编程逻辑控制器30的控制数据。因此，硬件层管理模块21可于分析操作指令的控制内容后，利用控制数据令可编程逻辑控制器30进行对应操作指令的作业。可编程逻辑控制器驱动方法可经由可编程逻辑控制器驱动系统或一般用途处理器/计算机来进行实作，可编程逻辑控制器驱动系统中各模块可应用特定逻辑电路的独特装置来实作。更进一步者，一般用途处理器/计算机可分别储存一计算机程序，而使一般用途处理器/计算机读取此计算机程序并整合特定硬件后执行可编程逻辑控制器方法。当计算机程序被一般用途处理器/计算机载入且执行时，此一般用途处理器/计算机成用以参与本发明的系统。当可编程逻辑控制器方法经由一般用途处理器/计算机实作时，一般用途处理器/计算机类似于应用特定逻辑电路的独特装置，执行本发明方法的操作步骤。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种可编程逻辑控制器驱动系统，其特征在于其包括: 一衔接器，包括一硬件层管理模块及其连接的一连接端口，当该硬件层管理模块判断该连接端口电性耦接一可编程逻辑控制器时输出一控制器装设信息；以及 一服务器，电性连接该衔接器，包括一储存模块与一运算模块，该储存模块储存该至少一控制器询问数据与其对应的至少一控制器驱动数据，该运算模块依据该控制器装设信息读取该储存模块以输出至少一控制器询问数据至该硬件层管理模块； 其中，该硬件层管理模块更包括传送该至少一控制器询问数据至该可编程逻辑控制器，且在该可编程逻辑控制器回应一控制器回应信息时传送该控制器回应信息至该运算模块；以及 其中，该运算模块更包括依据该控制器回应信息，利用该至少一控制器驱动数据产生对应该可编程逻辑控制器的该控制数据，且传输该控制数据至该硬件层管理模块，以供该硬件层管理模块来控制该可编程逻辑控制器。
2.按权利要求1所述可编程逻辑控制器驱动系统，其特征在于其中该连接端口具有一工作电力，当该连接端口电性耦接该可编程逻辑控制器时，该工作电力产生变化，该硬件层管理模块依据该工作电力的变化判断该连接端口是否电性耦接该可编程逻辑控制器。
3.按权利要求2所述可编程逻辑控制器驱动系统，其特征在于其中每一该控制器询问数据对应相异工作电力的数值，该硬件层管理模块会将该工作电力的数值记录于该控制器装设信息，该运算模块输出匹配该工作电力的数值的该至少一控制器询问数据。
4.按权利要求2所述可编程逻辑控制器驱动系统，其特征在于其中该工作电力的变化是指电压变化、电流变化或电压与电流同时变化。
5.按权利要求1所述可编程逻辑控制器驱动系统，其特征在于其中该运算模块依据该控制器装设信息以输出该至少一控制器询问数据时，是依据一预设顺序每次输出该至少一控制器询问数据其中之一。
6.按权利要求1所述可编程逻辑控制器驱动系统，其特征在于其中该控制器回应信息包括该可编程逻辑控制器的规格数据，该运算模块利用该控制器驱动数据产生符合该规格数据的该控制数据。
7.按权利要求1所述可编程逻辑控制器驱动系统，其特征在于其中该衔接器更包括一应用层管理模块，用以供输入一操作指令，该硬件层管理模块分析该操作指令，并依据取得的该控制数据，令该可编程逻辑控制器执行对应该操作指令的动作。
8.一种可编程逻辑控制器驱动方法，适用于一服务器和一衔接器，其特征在于其中该衔接器包括一硬件层管理模块及其连接的一连接端口，该服务器电性连接该衔接器，该服务器储存至少一控制器询问数据与其对应的至少一控制器驱动数据，该方法包括: 当该硬件层管理模块判断该连接端口电性耦接一可编程逻辑控制器时输出一控制器装设信息至该服务器； 该服务器依据该控制器装设信息输出至少一控制器询问数据至该硬件层管理模块； 该硬件层管理模块传送该至少一控制器询问数据至该可编程逻辑控制器，且在该可编程逻辑控制器回应一控制器回 应信息时传送该控制器回应信息至该服务器；以及 该服务器依据该控制器回应信息，利用该至少一控制器驱动数据产生对应该可编程逻辑控制器的该控制数据，且传输该控制数据至该硬件层管理模块，以供该硬件层管理模块来控制该可编程逻辑控制器。
9.按权利要求8所述可编程逻辑控制器驱动方法，其特征在于其中该连接端口具有一工作电力，当该连接端口电性耦接该可编程逻辑控制器时，该工作电力产生变化，且由该硬件层管理模块分析该连接端口的一工作电力是否变化，以判断该连接端口是否电性耦接该可编程逻辑控制器。
10.按权利要求9所述可编程逻辑控制器驱动方法，其中该硬件层管理模块将该工作电力的数值记录于该控制器装设信息，由该服务器依据该控制器装设信息输出至少一控制器询问数据的该步骤中，该服务器输出匹配该工作电力的数值的该至少一控制器询问数据。
11.按权利要求9所述可编程逻辑控制器驱动方法，其特征在于其中该工作电力的变化是指电压变化、电流变化或电压与电流同时变化。
12.按权利要求8所述可编程逻辑控制器驱动方法，其特征在于其中该衔接器更包括一应用层管理模块，其中，当判断该连接端口电性耦接该可编程逻辑控制器该方法时，该方法更包括: 经由该应用层管理模块输入一操作指令；以及 该硬件层管理模块分析该操作指令，并依据取得的该控制数据，令该可编程逻辑控制器执行对应该操作指令的动作。
13.按权利要求8所述可编程逻辑控制器驱动方法，其特征在于其中当该服务器依据该控制器装设信息以输出 该至少一控制器询问数据时，依据一预设顺序每次输出该至少一控制器询问数据其中之一。
14.按权利要求8所述可编程逻辑控制器驱动方法，其特征在于该控制器回应信息包括该可编程逻辑控制器的规格数据，所产生的该控制数据符合该规格数据。
全文摘要
本发明有关一种可编程逻辑控制器驱动系统与方法。此系统包括一服务器与其电性连接的衔接器。衔接器的硬件层管理模块在判断连接一可编程逻辑控制器时告知服务器。服务器会输出一控制器询问数据，以通过硬件层管理模块询问可编程逻辑控制器。服务器会依据可编程逻辑控制器的控制器回应数据，产生符合可编程逻辑控制器的规格的控制数据，以供硬件层管理模块控制可编程逻辑控制器。
文档编号G05B19/05GK103092123SQ20111035604
公开日2013年5月8日 申请日期2011年11月8日 优先权日2011年11月8日
发明者朱敦孝, 陈弘恩 申请人:财团法人资讯工业策进会