CN106774111B - Plc系统中的任务处理方法、装置以及plc系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PLC系统中的任务处理方法、装置以及PLC系统。其中，该方法包括：获取PLC系统的主控制器中的全部待执行任务；根据搭载在主控制器中的预设隔离操作系统对全部待执行任务进行隔离，得到安全任务集合和非安全任务集合；通过主控制器分别执行安全任务集合中的任务和非安全任务集合中的任务。本发明解决了现有技术中存在的为保障PLC系统的安全性所需耗费成本较高的技术问题。

Description

PLC系统中的任务处理方法、装置以及PLC系统

技术领域

本发明涉及PLC控制领域，具体而言，涉及一种PLC系统中的任务处理方法、装置以及PLC系统。

背景技术

在安全PLC(可编程逻辑控制器，Programmable Logic Controller)系统设计中，控制器(又名主控制器)具有重要的作用，如图1所示，控制器需要负责I/O(input/output，输入输出端口)板卡数据的收集、运算和输出，此外，还需要负责安全PLC系统间的通信从而在多系统间构成安全回路，控制器解决上述需求所具有的功能称为安全功能。当安全PLC系统应用于输油输气管道时，系统间的距离相对较远，为了保证数据的快速交换，数据传输一般需要基于以太网标准的TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制/因特网互联)协议，通过交换机或者路由器进行通信。

但是，目前标准的TCP/IP协议没有安全版本，因而基于标准的TCP/IP协议的通讯功能并不安全。要解决此问题，当前一般采用单独开发复杂的安全协议，或者采用在单独的安全PLC系统中设置多个控制器的方式，以使安全功能和非安全功能在不同的处理器上实现，但是，该种方式下的多个控制器之间也需要互相通讯，设计也较为复杂。因此，上述方式均存在成本高昂、设计负责的缺陷。综上，现有技术中存在为保障PLC系统的安全性所需耗费成本较高的技术问题。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种PLC系统中的任务处理方法、装置以及PLC系统，以至少解决现有技术中存在的为保障PLC系统的安全性所需耗费成本较高的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种PLC系统中的任务处理方法，该方法包括：获取PLC系统的主控制器中的全部待执行任务；根据搭载在上述主控制器中的预设隔离操作系统对上述全部待执行任务进行隔离，得到安全任务集合和非安全任务集合；通过上述主控制器分别执行上述安全任务集合中的任务和上述非安全任务集合中的任务。

进一步地，上述根据上述主控制器中的预设隔离操作系统对上述全部待执行任务进行隔离，得到安全任务集合和非安全任务集合包括：获取上述全部待执行任务中的每个任务的任务属性；根据上述任务属性判断上述任务是否安全；将判断结果为安全的上述任务和判断结果为非安全的上述任务进行隔离，从而得到上述安全任务集合和上述非安全任务集合。

进一步地，上述预设隔离操作系统为μC/OS-II操作系统。

进一步地，上述安全任务集合包括：数据输入任务、数据运算任务和数据输出任务；上述非安全任务集合包括通讯任务。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种PLC系统中的任务处理装置，该装置包括：获取单元，用于获取PLC系统的主控制器中的全部待执行任务；隔离单元，用于根据搭载在上述主控制器中的预设隔离操作系统对上述全部待执行任务进行隔离，得到安全任务集合和非安全任务集合；处理单元，用于通过上述主控制器分别执行上述安全任务集合中的任务和上述非安全任务集合中的任务。

进一步地，上述隔离单元包括：获取子单元，用于获取上述全部待执行任务中的每个任务的任务属性；判断子单元，用于根据上述任务属性判断上述任务是否安全；隔离子单元，用于将判断结果为安全的上述任务和判断结果为非安全的上述任务进行隔离，从而得到上述安全任务集合和上述非安全任务集合。

进一步地，上述预设隔离操作系统为μC/OS-II操作系统。

进一步地，上述安全任务集合包括：数据输入任务、数据运算任务和数据输出任务；上述非安全任务集合包括通讯任务。

根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种PLC系统，该系统包括具有上述任意一种的PLC系统中的任务处理装置。

进一步地，上述PLC系统通过路由器或交换机与通讯网络中的一个或多个目标PLC系统连接。

在本发明实施例中，采用获取PLC系统的主控制器中的全部待执行任务的方式，根据搭载在主控制器中的预设隔离操作系统对全部待执行任务进行隔离得到安全任务集合和非安全任务集合，达到了通过该主控制器分别执行安全任务集合中的任务和非安全任务集合中的任务的目的，从而实现了在同一个主控制器中执行安全任务和非安全任务、提升任务执行效率、提高PLC系统的安全性、降低成本的技术效果，进而解决了现有技术中存在的为保障PLC系统的安全性所需耗费成本较高的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1(a)是根据本发明实施例的一种可选的PLC系统中的任务处理方法的流程示意图；

图1(b)是根据本发明实施例的一种可选的PLC系统中的任务处理方法的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的PLC系统中的任务处理方法的流程示意图；

图3是根据本发明实施例的一种可选的PLC系统中的任务处理装置的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的一种可选的PLC系统中的任务处理系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种PLC系统中的任务处理方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1(a)是根据本发明实施例的PLC系统中的任务处理方法的流程示意图，如图1(a)所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，获取PLC系统的主控制器中的全部待执行任务；

步骤S104，根据搭载在主控制器中的预设隔离操作系统对全部待执行任务进行隔离，得到安全任务集合和非安全任务集合；

步骤S106，通过主控制器分别执行安全任务集合中的任务和非安全任务集合中的任务。

在本发明实施例中，采用获取PLC系统的主控制器中的全部待执行任务的方式，根据搭载在主控制器中的预设隔离操作系统对全部待执行任务进行隔离得到安全任务集合和非安全任务集合，达到了通过该主控制器分别执行安全任务集合中的任务和非安全任务集合中的任务的目的，从而实现了在同一个主控制器中执行安全任务和非安全任务、提升任务执行效率、提高PLC系统的安全性、降低成本的技术效果，进而解决了现有技术中存在的为保障PLC系统的安全性所需耗费成本较高的技术问题。

可选地，本申请的PLC系统为可编程逻辑控制系统，例如，该PLC系统可以为安全PLC系统，多个安全PLC系统可以组成安全控制回路。

图1(b)是根据本发明实施例的一种可选的PLC系统中的任务处理方法的结构示意图，如图1(b)所示，设置在主控制器中的预设隔离操作系统可以对该主控制器中待执行任务进行隔离，从而得到安全任务集合和非安全任务集合，该安全任务集合至少包括图1(b)中的安全任务1、安全任务2和安全任务3，该非安全任务集合至少包括图1(b)中的非安全任务1。采用设置在PLC系统的主控制器中的预设微处理器进行完全地任务隔离的方式，可以确保非安全任务不会影响安全任务的执行，以使安全PLC系统达到行业应用所要求的安全级别。

可选地，该主控制器可以同时执行安全任务集合中的任务和非安全任务集合中的任务时，也可以先后执行或按照预设优先级执行，本申请在此不做限制和赘述。

可选地，图2是根据本发明实施例的一种可选的PLC系统中的任务处理方法的流程示意图，如图2所示，步骤S104，根据搭载在主控制器中的预设隔离操作系统对全部待执行任务进行隔离，得到安全任务集合和非安全任务集合包括：

步骤S202，获取全部待执行任务中的每个任务的任务属性；

步骤S204，根据任务属性判断任务是否安全；

步骤S206，将判断结果为安全的任务和判断结果为非安全的任务进行隔离，从而得到安全任务集合和非安全任务集合。

可选地，任务属性可以包括每个任务的任务类型、任务生成时间、任务周期等，可以根据每个任务的任务类型确定该任务是否安全，例如，若某个任务的任务类型为输入请求，则可以确定该任务安全；若某个任务的任务类型为系统间通讯请求，则可以确定该任务不安全。在获取判断结果之后，可以对任务进行标识和隔离，避免任务冲突。

可选地，预设隔离操作系统为μC/OS-II操作系统。具体地，μC/OS-II操作系统是一个可移植、可固化的、可裁剪的、占先式多任务实时内核，它适用于多种微处理器、微控制器和数字处理芯片。同时，该系统源代码开放、整洁、一致，注释详尽，适合系统开发。因此，该μC/OS-II操作系统可以用于对主控制器中的任务进行隔离。需要说明的是，该预设隔离操作系统可以为经TUV安全认证的μC/OS-II操作系统。

可选地，安全任务集合包括：数据输入任务、数据运算任务和数据输出任务；非安全任务集合包括通讯任务。

具体地，主控制器负责PLC系统中的I/O板卡数据的收集、运算和输出，此外，还需要负责在PLC系统间构成安全回路，上述主控制器可实现的功能均属于其安全功能。当PLC系统应用于输油输气管道时，系统和系统之间距离较远，为了保证数据的快速交换，数据传输使用基于以太网标准的TCP/IP协议，通过交换机或者路由器进行通信，由于目前标准的TCP/IP协议没有安全版本，因此，系统间的通讯任务一般安全性不足，被视为非安全任务。

可选地，基于本申请的上述实施例，可以将非安全的基于标准的TCP/IP协议的通讯任务运行在主控制器中，而不用再去开发复杂的安全协议。

在本发明实施例中，采用获取PLC系统的主控制器中的全部待执行任务的方式，根据搭载在主控制器中的预设隔离操作系统对全部待执行任务进行隔离得到安全任务集合和非安全任务集合，达到了通过该主控制器分别执行安全任务集合中的任务和非安全任务集合中的任务的目的，从而实现了在同一个主控制器中执行安全任务和非安全任务、提升任务执行效率、提高PLC系统的安全性、降低成本的技术效果，进而解决了现有技术中存在的为保障PLC系统的安全性所需耗费成本较高的技术问题。

实施例2

根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种PLC系统中的任务处理装置，如图3所示，该装置包括：获取单元301、隔离单元303和处理单元305。

其中，获取单元301，用于获取PLC系统的主控制器中的全部待执行任务；隔离单元303，用于根据搭载在主控制器中的预设隔离操作系统对全部待执行任务进行隔离，得到安全任务集合和非安全任务集合；处理单元305，用于通过主控制器分别执行安全任务集合中的任务和非安全任务集合中的任务。

可选地，隔离单元303可以包括：获取子单元，用于获取全部待执行任务中的每个任务的任务属性；判断子单元，用于根据任务属性判断任务是否安全；隔离子单元，用于将判断结果为安全的任务和判断结果为非安全的任务进行隔离，从而得到安全任务集合和非安全任务集合。

可选地，预设隔离操作系统可以为μC/OS-II操作系统。

可选地，安全任务集合可以包括：数据输入任务、数据运算任务和数据输出任务；非安全任务集合可以包括通讯任务。

在本发明实施例中，采用获取PLC系统的主控制器中的全部待执行任务的方式，根据搭载在主控制器中的预设隔离操作系统对全部待执行任务进行隔离得到安全任务集合和非安全任务集合，达到了通过该主控制器分别执行安全任务集合中的任务和非安全任务集合中的任务的目的，从而实现了在同一个主控制器中执行安全任务和非安全任务、提升任务执行效率、提高PLC系统的安全性、降低成本的技术效果，进而解决了现有技术中存在的为保障PLC系统的安全性所需耗费成本较高的技术问题。

实施例3

根据本发明实施例的又一个方面，还提供了一种PLC系统中的任务处理系统，如图4所示，该系统包括具有上述任意一种的PLC系统中的任务处理装置。

可选地，如图4所示，PLC系统通过路由器或交换机与通讯网络中的一个或多个目标PLC系统连接。例如，图4中的安全PLC系统1可以通过路由器或交换机与通讯网络中的安全PLC系统2、安全PLC系统3和安全PLC系统4分别连接，从而进行系统间的通讯。由此，系统间的通讯任务已被各个安全PLC系统隔离为非安全任务，并不影响PLC系统的主控制器中安全任务的执行，因而不会弱化各个PLC系统的安全性。

在本发明实施例中，采用获取PLC系统的主控制器中的全部待执行任务的方式，根据搭载在主控制器中的预设隔离操作系统对全部待执行任务进行隔离得到安全任务集合和非安全任务集合，达到了通过该主控制器分别执行安全任务集合中的任务和非安全任务集合中的任务的目的，从而实现了在同一个主控制器中执行安全任务和非安全任务、提升任务执行效率、提高PLC系统的安全性、降低成本的技术效果，进而解决了现有技术中存在的为保障PLC系统的安全性所需耗费成本较高的技术问题。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种PLC系统中的任务处理方法，其特征在于，包括：

获取PLC系统的主控制器中的全部待执行任务；

根据搭载在所述主控制器中的预设隔离操作系统对所述全部待执行任务进行隔离，得到安全任务集合和非安全任务集合；

通过所述主控制器分别执行所述安全任务集合中的任务和所述非安全任务集合中的任务；

其中，所述根据搭载在所述主控制器中的预设隔离操作系统对所述全部待执行任务进行隔离，得到安全任务集合和非安全任务集合包括：

获取所述全部待执行任务中的每个任务的任务属性；

根据所述任务属性判断所述任务是否安全；

将判断结果为安全的所述任务和判断结果为非安全的所述任务进行隔离，从而得到所述安全任务集合和所述非安全任务集合。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设隔离操作系统为μC/OS-II操作系统。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述安全任务集合包括：数据输入任务、数据运算任务和数据输出任务；所述非安全任务集合包括通讯任务。

4.一种PLC系统中的任务处理装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取PLC系统的主控制器中的全部待执行任务；

隔离单元，用于根据搭载在所述主控制器中的预设隔离操作系统对所述全部待执行任务进行隔离，得到安全任务集合和非安全任务集合；

处理单元，用于通过所述主控制器分别执行所述安全任务集合中的任务和所述非安全任务集合中的任务；

其中，所述隔离单元包括：

获取子单元，用于获取所述全部待执行任务中的每个任务的任务属性；

判断子单元，用于根据所述任务属性判断所述任务是否安全；

隔离子单元，用于将判断结果为安全的所述任务和判断结果为非安全的所述任务进行隔离，从而得到所述安全任务集合和所述非安全任务集合。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述预设隔离操作系统为μC/OS-II操作系统。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述安全任务集合包括：数据输入任务、数据运算任务和数据输出任务；所述非安全任务集合包括通讯任务。

7.一种PLC系统，其特征在于，包括如权利要求4至6中任一项所述的PLC系统中的任务处理装置。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述PLC系统通过路由器或交换机与通讯网络中的一个或多个目标PLC系统连接。