[发明专利]一种支持梯形图功能块指令扩展的双核PLC系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种支持梯形图功能块指令扩展的双核PLC系统，属于工业控制专用处理器设计领域。

背景技术

PLC开发的基本单元包括基本元件和功能模块两种，基本单元用来表示开关、线圈的状态，功能模块用来实现特定控制功能。由于国外进口的PLC产品并不是面向航天测发控要求而设计，其功能模块设置主要是为了满足工业现场应用，例如定时器控制、数据搬移、简单数据运算等功能。随着导弹/火箭测发控系统被控设备功能复杂程度的增加，如针对模拟量的闭环控制、数字量的智能控制、复杂算法控制等，传统基于基本指令的梯形图语言的程序设计已经无法满足要求，必须对现有梯形图指令进行扩展，以满足复杂控制技术发展需求。

现有的航天导弹/火箭测发控系统中，为实现针对模拟量的闭环控制、数字量的智能控制、复杂算法控制等控制功能，只能够通过另外一台中心计算机完成，这极大地提高了系统的复杂性。

为满足导弹/火箭测发控系统集成化、小型化、国产化要求，采用SPARC V8和梯形图专用处理器，使整个基于PLC控制器的测发控的核心电路在一个SOC芯片内设计实现。梯形图专用处理器采用硬件实现了基本元件状态读写以及梯形图拓扑结构解析与控制功能，与软件方式相比梯形图应用程序执行的速率大幅度提升，但是目前的SOC芯片不具备复杂控制能力，同样需要另外一台中心计算机完成这些复杂控制指令的解析与执行功能。由于SOC芯片集成了SPARC V8通用处理器，具备了复杂控制运算的能力，通过对梯形图专用处理器的梯形图指令进行扩展，将能够在PLC内部实现复杂控制指令的解析与执行功能，大大降低系统的复杂性。由于梯形图专用处理器为16位处理器，其指令空间有限，无法满足复杂控制要求，因此需要在保证原有指令兼容的基础上对指令进行扩展。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现在技术的不足，提供一种支持梯形图功能块指令扩展的双核PLC系统，该系统能够解决现有双核系统指令空间有限的问题，通过对指令扩展，满足复杂控制要求。

本发明的技术解决方案是：一种支持梯形图功能块指令扩展的双核PLC系统，包括梯形图专用处理器和通用处理器；在通用处理器内部设置指令扩展模块、输入模块、指令解析模块和输出模块；

梯形图专用处理器将当前梯形图功能块指令发送至通用处理器和指令扩展模块；所述的梯形图功能块指令包括功能块头、指令字大小和功能块号；

指令扩展模块接收梯形图专用处理器输入的梯形图功能块指令，并对其进行扩展，即在接收的指令内增加扩展指令，将扩展后的指令发送至指令解析模块；所述的扩展指令包括功能块常量、功能块寄存器、功能块指针；功能块常量用于存储当前功能块号对应功能的初始值，功能块寄存器用于存储各个梯形图功能块指令间共享数据的寄存器地址；功能块指针用于存储各个梯形图功能块指令间共享数据块的起始地址；

用户通过通用处理器将当前梯形图功能块指令中功能块号对应功能需要的共享数据的寄存器地址、共享数据块的起始地址发送至指令扩展模块；

梯形图专用处理器向输入模块发送至少一路电信号，输入模块将接收的电信号转换成控制信号，将控制信号发送至指令解析模块；

指令解析模块根据控制信号解析并执行接收的指令，根据指令调用通用处理器中相应的应用程序，将应用程序结果通过输出模块输入至梯形图专用处理器。

所述的指令解析模块解析指令的实现步骤如下：

（1）解析指令中的功能块头，根据功能块头确定当前指令是否为功能块指令，若不是，则忽略该指令，等待下一次解析；否则转步骤（2）；

（2）解析指令字大小，根据指令字大小读取指令字大小对应的所有扩展指令，根据扩展指令中的共享数据的寄存器地址从通用处理器中读取共享数据，根据共享数据块的起始地址从通用处理器中读取数据块，数据块的大小由起始地址对应的数据决定；

（3）解析功能块号，根据功能块号从通用处理器中调用对应的功能块应用程序，将步骤（2）中读取的所有数据作为所述应用程序的输入，执行该应用程序，得到的结果送至输出模块。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明通过设计功能块扩展指令，在兼容原有双核系统指令基础上，增加了梯形图功能块扩展指令，在保持PLC梯形图专用处理器位宽不变的情况通过增加处理复杂控制功能的模块，增强了PLC系统的功能，能够简化导弹/火箭测发控系统的复杂性，提高整个系统的可靠性。

附图说明

图1为原测发控系统复杂控制功能实现流程；

图2为本发明指令扩展实施框图