[發明專利]一種PLC多模塊擴展的設備及識別枚舉方法

在審

• 申請號: 202110451376.4
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN112947288A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 胡運德;馬文奎;張海兵
• 申請（專利權）人: 北京優航機電技術有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 北京萬科園知識產權代理有限責任公司 11230
• 代理人: 杜澄心;張亞軍

本發明公開了一種PLC多模塊擴展的設備及識別枚舉方法，基于GPIO與CAN總線通訊的原則，所有PLC模塊基于同一架構的ARM控制器設計，每個模塊均可作為CPU功能模塊使用，同時各自具備擴展功能模塊的功能；電路由以下兩部分組成：GPIO總線電路，當前PLC模塊GPIO隔離輸出接口和下級PLC模塊隔離輸入接口通過電纜連接后，即可實現不同PLC間的主從或從從互聯；CAN總線電路，當前PLC模塊和下級PLC模塊通過隔離CAN總線即可實現不同PLC間的通訊互聯。本發明可以解決實現PLC的多模塊設備識別枚舉的技術問題。

技術領域

本發明涉及一種自動化控制系統的改進技術。特別是涉及實現多個PLC模塊進行主從互連擴展的方法。

背景技術

在自動化控制系統中，為滿足廣大廠家的實際使用需求，PLC(可編程邏輯控制器)應具有可將一種或多種類型的功能模塊(數字模塊、模擬模塊、熱電偶模塊等)級聯擴展，以提供更多采集控制通道的功能。在這種情況下，需要一種實現多個PLC模塊進行主從互連擴展的方法，同時，還要能識別出某些模塊出現的異常情況。常用的實現PLC模塊之間擴展互聯通信的方法有EtherCAT總線、I/O端口實現、RS485總線(PPI協議、MPI協議等)、CAN總線等。這些外部總線標準，規范了計算機與主從設備的連接和通訊。

傳統PLC系統，一般由“CPU功能模塊”和“擴展功能模塊”兩類基本模塊組成，模塊與模塊之間通過通訊背板連接，存在著距離限制等問題。擴展功能模塊雖然依據通用的總線協議，但種類繁多，不便識別及管理。同時當PLC主模塊或從模塊出現故障時，現場無法實現其他模塊的即時替代，需要額外的設備維修時間，系統維護成本過大。

發明內容

本發明的目的是提供一種PLC多模塊擴展的設備識別枚舉方法，以解決實現PLC的多模塊設備識別枚舉的技術問題。

為了實現上述發明目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種PLC多模塊擴展的設備，基于GPIO與CAN總線通訊的原則，所有PLC模塊基于同一架構的ARM控制器設計，每個PLC模塊均可作為CPU功能模塊使用，同時各自具備擴展功能模塊的功能；設備由以下兩部分組成：

GPIO總線電路，當前PLC模塊GPIO隔離輸出接口和下級PLC模塊隔離輸入接口通過電纜連接后，即可實現不同PLC間的主從或從從互聯；

CAN總線電路，當前PLC模塊和下級PLC模塊通過隔離CAN總線即可實現不同PLC間的通訊互聯；所有PLC設備使用同一電源，并且同一時刻加電；

GPIO總線電路由輸入IO隔離電路、輸出IO隔離電路、電平預置電路、保護電路組成；輸入輸出IO隔離電路均使用光耦繼電器進行光隔離；電平預置電路通過電阻上拉、下拉的方式實現用戶外側與控制內側的初始電平為固定狀態；保護電路通過肖特基二極管及TVS管實現信號的反接、過流、過壓及靜電、浪涌保護；其中，輸入IO(PE4)、輸出IO(PC2)分別接ARM控制芯片的輸入輸出IO口，IO_OUT信號作為當前模塊的對外輸出接口，通過互聯電纜連接下一個級聯模塊的對外輸入接口IO_IN信號。同樣，IO_IN信號作為當前模塊的對外輸輸入接口，通過互聯電纜連接上一個級聯模塊的對外輸出接口IO_OUT信號。