(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010224631.7
(22)申请日 2020.03.26
(71)申请人 郑州信大捷安信息技术股份有限公
司
地址 450000 河南省郑州市金水区杨金路
139号F4号楼
(72)发明人 梁松涛 穆佩红 彭金辉 李顶占
江淋 马骥
(74)专利代理机构 郑州德勤知识产权代理有限
公司 41128
代理人 张微微
(51)Int.Cl.
G05B 19/05(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明提出一种PLC程序监控系统及方法，
方式按顺序读取输入信号状态并进行核准后获
取输入状态结果；PLC通过程序执行单元对核准
后的程序按顺序进行扫描执行后获得输出信号
状态，并传送至输出单元生成核准后的输出状态
结果；状态时序监控单元获取核准后的输入状态
结果、输出状态结果并按顺序生成输入状态和输
出状态的时序结果；在PLC对未核准的程序按顺
序进行扫描执行时，状态时序监控单元利用自身
的机制通过时序结果实时地对程序执行单元中
未核准的程序进行同步监控，判断输入状态结果
或输出状态结果是否正确。本发明保证在PLC执
行写入的程序时能够进行实时监控。权利要求书2页 说明书5页 附图1页CN 111427304 A 2020.07.17
C N 111427304
A
1.一种PLC程序监控系统，其特征在于，包括：PLC的输入单元、程序执行单元、输出单元和状态时序监控单元；所述程序执行单元分别与所述输入单元、所述输出单元和所述状态时序监控单元连接，所述状态时序监控单元还分别与所述输入单元、所述输出单元连接；
所述输入单元，用于供PLC以扫描方式按顺序读取外部输入端的输入信号状态并进行核准，以及获取核准后的输入状态结果；
所述程序执行单元，用于供PLC对程序按顺序进行扫描执行，并获得输出信号状态；
所述输出单元，用于从所述程序执行单元获取输出信号状态，并生成核准后的输出状态结果；
所述状态时序监控单元，用于在PLC通过所述程序执行单元对核准后的程序按顺序进行扫描执行后，从
所述输入单元、所述输出单元分别获取核准后的输入状态结果、输出状态结果并按顺序生成输入状态和输出状态的时序结果；以及用于在PLC通过所述程序执行单元对未核准的程序按顺序进行扫描执行时，利用自身的机制通过所述时序结果实时地对所述程序执行单元中未核准的程序进行输入状态、输出状态的同步监控，并判断输入状态结果或输出状态结果是否正确。
2.根据权利要求1所述的PLC程序监控系统，其特征在于：所述输入状态和输出状态的时序结果通过界面以时序图的形式进行存储；PLC通过所述程序执行单元对未核准的程序按顺序进行扫描执行时，所述状态时序监控单元通过所述时序图对未核准的程序进行输入状态、输出状态的实时同步监控，若监控到的输入状态结果或输出状态结果与所述时序图中相应的输入状态结果或输出状态结果不一致时，则判断未核准的程序在该时刻异常。
3.根据权利要求2所述的PLC程序监控系统，其特征在于：所述PLC程序监控系统还包括预警单元，所述预警单元与所述状态时序监控单元连接，用于在所述状态时序监控单元判断出未核准的程序执行异常时，接收所述状态时序监控单元发出的预警信号并告知管理员或操作员进行处理。
4.根据权利要求2所述的PLC程序监控系统，其特征在于：所述输入状态和输出状态的时序结果的界面中设置有输入状态和输出状态的指示标识，用于通过不同的颜来标识相应的输入状态结果或输出状态结果是正确或错误。
5.根据权利要求1所述的PLC程序监控系统，其特征在于：所述PLC程序监控系统还包括安全模块，所述安全模块嵌入在所述状态时序监控单元中，用于对所述输入状态和输出状态的时序结果进行加密存储，并在进行实时同步监控时进行解密处理。
6.一种PLC程序监控方法，其特征在于，PLC程序监控系统中包括PLC的输入单元、程序执行单元、输出单元和状态时序监控单元，所述方法包括以下步骤：
PLC通过所述输入单元以扫描方式按顺序读取外部输入端的输入信号状态并进行核准后获取输入状态结果；
PLC通过所述程序执行单元对核准后的程序按顺序进行扫描执行后获得输出信号状态，并传送至所述输出单元生成核准后的输出状态结果；
所述状态时序监控单元从所述输入单元、所述输出单元分别获取核准后的所述输入状态结果、所述输出状态结果并按顺序生成输入状态和输出状态的时序结果；
在PLC对未核准的程序按顺序进行扫描执行时，所述状态时序监控单元利用自身的机制通过所述时序结果实时地对所述程序执行单元中未核准的程序进行输入状态和输出状
态的同步监控，并判断输入状态结果或输出状态结果是否正确。
7.根据权利要求6所述的PLC程序监控方法，其特征在于：所述输入状态和输出状态的时序结果通过界面以时序图的形式进行存储，并在所述程序执行单元对未核准的程序按顺序扫描执行的时候通过所述时序图进行输入状态、输出状态的实时同步监控，若监控到所述输入状态结果或输出状态结果与所述时序图中相应的输入状态结果或输出状态结果不一致时，则判断未核准的程序在该时刻异常。
8.根据权利要求7所述的PLC程序监控方法，其特征在于：所述状态时序监控单元判断出未核准的程序执行异常时，向预警单元发送预警信号，所述预警单元接收预警信号并告知管理员或操作员进行处理。
9.根据权利要求7所述的PLC程序监控方法，其特征在于，所述输入状态和输出状态的时序结果的界面中设置有输入状态和输出状态的指示标识，通过不同的颜来标识相应的输入状态结果或输出状态结果是正确或错误。
10.根据权利要求6所述的PLC程序监控方法，其特征在于，所述方法还包括：所述状态时序监控单元通过嵌入的安全模块对所述输入状态和输出状态的时序结果进行加密存储，并在进行实时同步监控时进行解密处理。
一种PLC程序监控系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及可编程逻辑控制器（PLC）技术领域，具体涉及一种PLC程序监控系统及方法。
背景技术
[0002]PLC是一种工业自动控制中使用的计算装置，它广泛应用于各个行业，小到家用设备，大到航天器材，都有PLC的应用。典型的PLC由一个专用的CPU，一个存储器和一组输入输出端口构成。它通过输入端口接收来自传感器的信号，并通过输出端口发出控制信号驱动同它连接的外部设备。 存储器中安放PLC控制程序，系统的活动由PLC控制程序所驱动。[0003]对PLC的过程控制是通过采集输入信号、执行编程程序和输出刷新对外部的执行部件进行相应的驱动来实现，PLC程序的正确设计对于整个过程控制系统来说具有至关重要的作用，如果恶意分子将错误的PLC程序写入到PLC中进行扫描执行时，若没有及时监控到相应的错误程序，则会导致整个系统运行紊乱，严重影响工业控制系统的正常运行。[0004]因此如何保证在PLC执行写入的程序时能够进行实时监控，保证PLC的正常运行是目前急需解决的问题。
发明内容
[0005]本发明针对上述问题，有必要提供一种PLC程序监控系统及方法，其能够保证在PLC执行写入的程序时进行实时监控，保证PLC的正常运行。
[0006]本发明第一方面提出一种PLC程序监控系统，包括：PLC的输入单元、程序执行单元、输出单元和状态时序监控单元；所述程序执行单元分别与所述输入单元、所述输出单元和所述状态时序监控单元连接，所述状态时序监控单元还分别与所述输入单元、所述输出单元连接；
所述输入单元，用于供PLC以扫描方式按顺序读取外部输入端的输入信号状态并进行核准，以及获取核准后的输入状态结果；
所述程序执行单元，用于供PLC对程序按顺序进行扫描执行，并获得输出信号状态；
所述输出单元，用于从所述程序执行单元获取输出信号状态，并生成核准后的输出状态结果；
所述状态时序监控单元，用于在PLC通过所述程序执行单元对核准后的程序按顺序进行扫描执行后，从所述输入单元、所述输出单元分别获取核准后的输入状态结果、输出状态结果并按顺序生成输入状态和输出状态的时序结果；以及用于在PLC通过所述程序执行单元对未核准的程序按顺序进行扫描执行时，利用自身的机制通过所述时序结果实时地对所述程序执行单元中未核准的程序进行输入状态、输出状态的同步监控，并判断输入状态结果或输出状态结果是否正确。
[0007]进一步的，所述输入状态和输出状态的时序结果通过界面以时序图的形式进行存储；PLC通过所述程序执行单元对未核准的程序按顺序进行扫描执行时，所述状态时序监控
单元通过所述时序图对未核准的程序进行输入状态、输出状态的实时同步监控，若监控到的输入状态结果或输出状态结果与所述时序图中相应的输入状态结果或输出状态结果不一致时，则判断未核准的程序在该时刻异常。
[0008]进一步的，所述PLC程序监控系统还包括预警单元，所述预警单元与所述状态时序监控单元连接，用于在所述状态时序监控单元判断出未核准的程序执行异常时，接收所述状态时序监控单元发出的预警信号并告知管理员或操作员进行处理。
[0009]进一步的，所述输入状态和输出状态的时序结果的界面中设置有输入状态和输出状态的指示标识，用于通过不同的颜来标识相应的输入状态结果或输出状态结果是正确或错误。
[0010]进一步的，所述PLC程序监控系统还包括安全模块，所述安全模块嵌入在所述状态时序监控单元中，用于对所述输入状态和输出状态的时序结果进行加密存储，并在进行实时同步监控时进行解密处理。
[0011]本发明还提出一种PLC程序监控方法，基于一种PLC程序监控系统，所述PLC程序监控系统包括PLC的输入单元、程序执行单元、输出单元和状态时序监控单元，所述方法包括以下步骤：
PLC通过所述输入单元以扫描方式按顺序读取外部输入端的输入信号状态并进行核准后获取输入状态结果；
PLC通过所述程序执行单元对核准后的程序按顺序进行扫描执行后获得输出信号状态，并传送至所述输出单元生成核准后的输出状态结果；
所述状态时序监控单元从所述输入单元、所述输出单元分别获取核准后的所述输入状态结果、所述输出状态结果并按顺序生成输入状态和输出状态的时序结果；
在PLC对未核准的程序按顺序进行扫描执行时，所述状态时序监控单元利用自身的机制通过所述时序结果实时地对所述程序执行单元中未核准的程序进行输入状态和输出状态的同步监控，并判断输入状态结果或输出状态结果是否正确。
[0012]进一步的，所述输入状态和输出状态的时序结果通过界面以时序图的形式进行存储，并在所述程序执行单元对未核准的程序按顺序扫描执行的时候通过所述时序图进行输入状态、输出状态实时的同步监控，若监控到所述输入状态结果或输出状态结果与所述时序图中相应的输入状态结果或输出状态结果不一致时，则判断未核准的程序在该时刻异常。
[0013]进一步的，所述状态时序监控单元判断出未核准的程序执行异常时，向预警单元发送预警信号，所述预警单元接收预警信号并告知管理员或操作员进行处理。
[0014]进一步的，所述输入状态和输出状态的时序结果的界面中设置有输入状态和输出状态的指示标识，通过不同的颜来标识相应的输入状态结果或输出状态结果是正确或错误。
[0015]进一步的，所述方法还包括：所述状态时序监控单元通过嵌入的安全模块对所述输入状态和输出状态的时序结果进行加密存储，并在进行实时同步监控时进行解密处理。[0016]本发明具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说：
（1）PLC通过输入单元获得核准后的输入状态结果、通过程序执行单元对核准后的程序进行执行后获得输出信号状态、通过输出单元或的核准后的输出状态结果，以及通过状态
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