[发明专利]一种PLC多模块扩展的设备及识别枚举方法

说明书

本发明公开了一种PLC多模块扩展的设备及识别枚举方法，基于GPIO与CAN总线通讯的原则，所有PLC模块基于同一架构的ARM控制器设计，每个模块均可作为CPU功能模块使用，同时各自具备扩展功能模块的功能；电路由以下两部分组成：GPIO总线电路，当前PLC模块GPIO隔离输出接口和下级PLC模块隔离输入接口通过电缆连接后，即可实现不同PLC间的主从或从从互联；CAN总线电路，当前PLC模块和下级PLC模块通过隔离CAN总线即可实现不同PLC间的通讯互联。本发明可以解决实现PLC的多模块设备识别枚举的技术问题。

技术领域

本发明涉及一种自动化控制系统的改进技术。特别是涉及实现多个PLC模块进行主从互连扩展的方法。

背景技术

在自动化控制系统中，为满足广大厂家的实际使用需求，PLC(可编程逻辑控制器)应具有可将一种或多种类型的功能模块(数字模块、模拟模块、热电偶模块等)级联扩展，以提供更多采集控制通道的功能。在这种情况下，需要一种实现多个PLC模块进行主从互连扩展的方法，同时，还要能识别出某些模块出现的异常情况。常用的实现PLC模块之间扩展互联通信的方法有EtherCAT总线、I/O端口实现、RS485总线(PPI协议、MPI协议等)、CAN总线等。这些外部总线标准，规范了计算机与主从设备的连接和通讯。

传统PLC系统，一般由“CPU功能模块”和“扩展功能模块”两类基本模块组成，模块与模块之间通过通讯背板连接，存在着距离限制等问题。扩展功能模块虽然依据通用的总线协议，但种类繁多，不便识别及管理。同时当PLC主模块或从模块出现故障时，现场无法实现其他模块的即时替代，需要额外的设备维修时间，系统维护成本过大。

发明内容

本发明的目的是提供一种PLC多模块扩展的设备识别枚举方法，以解决实现PLC的多模块设备识别枚举的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种PLC多模块扩展的设备，基于GPIO与CAN总线通讯的原则，所有PLC模块基于同一架构的ARM控制器设计，每个PLC模块均可作为CPU功能模块使用，同时各自具备扩展功能模块的功能；设备由以下两部分组成：

GPIO总线电路，当前PLC模块GPIO隔离输出接口和下级PLC模块隔离输入接口通过电缆连接后，即可实现不同PLC间的主从或从从互联；

CAN总线电路，当前PLC模块和下级PLC模块通过隔离CAN总线即可实现不同PLC间的通讯互联；所有PLC设备使用同一电源，并且同一时刻加电；

GPIO总线电路由输入IO隔离电路、输出IO隔离电路、电平预置电路、保护电路组成；输入输出IO隔离电路均使用光耦继电器进行光隔离；电平预置电路通过电阻上拉、下拉的方式实现用户外侧与控制内侧的初始电平为固定状态；保护电路通过肖特基二极管及TVS管实现信号的反接、过流、过压及静电、浪涌保护；其中，输入IO(PE4)、输出IO(PC2)分别接ARM控制芯片的输入输出IO口，IO_OUT信号作为当前模块的对外输出接口，通过互联电缆连接下一个级联模块的对外输入接口IO_IN信号。同样，IO_IN信号作为当前模块的对外输输入接口，通过互联电缆连接上一个级联模块的对外输出接口IO_OUT信号。