[發明專利]具備內置PLC功能的雙數據總線型主從控制器

在審

• 申請號: 201210445439.6
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN103809532A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 黃新明;張其生
• 申請（專利權）人: 黃新明
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種具備內置PLC功能的雙數據總線型主從控制器，尤其涉及該控制器的系統架構、功能劃分及協調工作等方面的技術。

背景技術

現有技術中，需要使用包括控制器的設備，所用控制器除了要實現相應控制算法、完成設備所具備的功能外，還需要對系統所需模擬量進行采樣及輸出，以及對系統所需數字量進行采樣和輸出；在一些應用場合，還同時需要具備對外顯示及通訊等功能。當使用控制器的設備本身較復雜，或者需要處理外部模擬及數字量較多，或者需要具備較強的顯示功能，或者需要具備較多的對外通訊功能時，現有技術的控制器往往不能滿足應用需要，被迫采用越來越高檔的控制芯片，極大地增加了控制器的硬件成本，以及為了適應更高性能控制芯片的使用而重新編寫軟件等人力成本。

但是為解決控制器不能滿足越來越復雜的應用需求，除了不斷更換越來越高檔的控制芯片外，還需要設計越來越多的模擬量及數字量采樣及輸出通道，以及要求越來越復雜的對外顯示及通訊電路；這導致控制器中配置的模擬量及數字量的采集及輸出的通道越來越多、相應電路規模越來越大，同時顯示及通訊相關電路的規模也越來越大。為了適應越來越復雜的應用需求而設計的控制器，當應用到需求較簡單的場合時，無論是控制芯片、模擬量及數字量的采樣及輸出通道，還是顯示及通訊電路，都可能存在大量的浪費。

另一方面，即使通過采用更高檔的控制芯片使控制器的性能大幅提高，也存在一些實際工況使控制器無法滿足應用需要，特別是一些比較復雜的應用工況，還要在控制器外額外配備外置的PLC(Programmable?Logic?Controller，可編程邏輯控制器)，實現對系統的邏輯控制，以及對系統所需模擬量的采樣及輸出、對系統所需數字量的采樣及輸出；根據需要，還能實現對外顯示及通訊等功能。

當一個高檔控制器無法滿足應用需求而再配備外置PLC后，在整個系統中同時存在兩個具備控制功能的部件；根據應用需要，控制器和外置PLC都能夠實現對模擬量及數字量的采樣及輸出，也都能夠實現對外顯示和通訊。但是根據使用控制器的設備的功能要求，控制器一般對模擬量及數字量的采樣及輸出，要求響應速度比較快，甚至很多情況要求實時采樣來做實時控制；而外置PLC一般響應速度較慢，因此控制器和外置PLC難以共享對模擬量及數字量的采樣及輸出，以及統一對外顯示和通訊。這導致二者資源的浪費，無論是控制器與外置PLC之間的資源重復配置，還是對模擬量及數字量的采樣及輸出通道的浪費，甚至還包括外部為這些采樣通道提供配套條件的資源的浪費。

除了增加成本和浪費資源外，控制器9與外置PLC二者在系統集成及控制性能上也存在不協調的問題，導致二者的系統集成度較低。控制器與外置PLC是兩套獨立的系統，一套系統要求處理速度快、一套系統的處理速度慢，盡管可以通過通訊方式將兩者聯系起來，但外置PLC系統對模擬量及數字量的采樣速度較慢，通過通訊送給控制器一般也會因實時性太差而難以使用。此外，系統對外的顯示和通訊，控制器和外置PLC都能實現，而且在沒有外置PLC時都是由控制器處理，一旦加入外置PLC后，若交由外置PLC處理，內部很多程序都要重新編寫及調試，不僅增加了運營成本，而且還延長了應用時間；為了使系統內部程序標準化，很多時候不得不將顯示和通訊等功能仍舊由控制器完成。因此在由控制器和外置PLC都存在的應用中，在二者的功能分配上，控制器除了實現相應控制算法的功能外，仍需要拿出大量的資源處理模擬量及數字量的采樣及輸出，以及對外顯示和通訊，以及對外置PLC的通訊；這大量占用了控制器的寶貴資源、極大地降低了控制器的使用效率，并限制了控制器實現更加復雜的控制算法，進而使得在一些更為復雜的控制中，不得不不斷采用功能更加強大的控制器，從另一方面再次提高了控制器的成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具備內置PLC功能的雙數據總線型主從控制器，將傳統控制器與外置PLC功能集成到一起，由主控制器實現核心控制算法功能，根據控制算法需要對模擬量及數字量進行采樣和輸出，同時與從控制器進行高速通訊，還可選配對外部其它控制器進行高速通訊來實現多機協調運行；從控制器實現除核心控制算法外的其它所有控制功能，包括系統邏輯控制、對外顯示及通訊等功能，同時根據自身功能需要對模擬量及數字量進行采樣和輸出，同時與主控制器進行高速通訊。

為實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現：