一种PLC分布式远程IO扩展模块的扩展方法技术

本发明专利技术公开了一种PLC分布式远程IO扩展模块的扩展方法。扩展模块包括PLC主机、若干接口模块、若干IO模块。主机作为主站加载这些接口模块，每个接口模块作为一个从站加载一定数量的IO模块，每个接口模块与相应的IO模块采用共有的自定义并行扩展总线通讯。主机通过接口模块与IO模块构成分布式IO扩展结构。每个接口模块加载的IO模块的数量由自定义并行扩展总线的地址线位数决定：2

PLC IO expansion module and expansion method thereof

The invention discloses a PLC IO expansion module and expansion method thereof. The extended PLC IO module is divided into PLC local IO expansion module, PLC distributed remote IO extension module. PLC local IO extension module includes PLC host, a number of IO modules. PLC distributed remote IO expansion module includes PLC host (as the main station), a number of interface modules (as a slave station), a number of IO modules. The PLC host or interface module loads a number of IO modules through a custom parallel expansion bus. The number of IO modules is determined by the number of address lines on the custom parallel expansion bus: 2 address lines. The communication between PLC host and several interface modules is realized through fieldbus or real time Ethernet communication. The extension of the invention improves the ability of the PLC host to process the IO module. The invention also discloses an extension method of PLC distributed remote IO extension module.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种PLCIO扩展模块及其扩展方法，尤其涉及一种PLC本地IO扩展模块、PLC分布式远程IO扩展模块、所述PLC分布式远程IO扩展模块的扩展方法。
技术介绍
目前，市面销售的任何一款PLC都支持IO扩展。当主机的IO不足的时候，可以通过扩展模块/单元来增加整个PLC系统的处理IO的能力。扩展IO可以按模块来做，比如siemensS7_300系列PLC的扩展IO就是按模块制作的，接口模块、数字量输入模块、数字量输出模块、数字量输入输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、模拟量输入输出模块、以及其它特殊功能模块等。每个品牌的PLC其接口模块和扩展方法都不相同，涉及产品核心机密。作为一个制造PLC的企业如果想拓展自己的PLC处理IO的能力，就要开发符合自身协议的接口模块和IO模块。
技术实现思路
本专利技术提出了一种PLC本地IO扩展模块、PLC分布式远程IO扩展模块、所述PLC分布式远程IO扩展模块的扩展方法，其扩展方式大大提高PLC主机处理IO模块的能力。本专利技术采用以下技术方案实现：一种PLC本地IO扩展模块，其包括PLC主机、若干IO模块；所述PLC主机加载这些IO模块；所述PLC主机与各个IO模块共有自定义并行扩展总线，通过共有的自定义并行扩展总线通讯并扩展IO数，所述若干IO模块的数量由自定义并行扩展总线的地址线位数决定：2地址线位数。本专利技术还提供一种PLC分布式远程IO扩展模块，其包括PLC主机、若干接口模块、若干IO模块；所述PLC主机作为主站并加载这些接口模块，每个接口模块作为一个从站加载一定数量的IO模块，每个接口模块与相应的IO模块采用共有的自定义并行扩展总线通讯，所述PLC主机通过所述若干接口模块与所述若干IO模块构成分布式IO扩展结构；每个接口模块加载的IO模块的数量由自定义并行扩展总线的地址线位数决定：2地址线位数。作为上述方案的进一步改进，每个接口模块与所述PLC主机采用现场总线或实时以太网通讯。作为上述方案的进一步改进，PLC主机在内部中断控制下，通过多个时间片进行管理控制，并轮流切换各个接口模块。进一步地，PLC主机与各个接口模块以实时交换数据的方式共享内存。本专利技术还提供上述任意PLC分布式远程IO扩展模块的一种扩展方法，所述PLC主站与所述若干接口模块共享内存，通过现场总线或实时以太网交换数据；所述PLC主站的内存RAM中划分出一个区域作为共享区域shared_RAM，专门与每个接口模块的内存shared_DPRAM在地址空间上互相映射；所述PLC主机通过若干时间片来控制共享区域shared_RAM与不同节点上的接口模块的轮流通讯。作为上述方案的进一步改进，每个接口模块的内存shared_DPRAM是一个双端口RAM，通过现场总线或实时以太网通讯，把存储在内存shared_DPRAM内的数据，并同步映射到所述PLC主机的共享区域shared_RAM的内存区域x单元中；其中，x＝1、2….N，N为时间片的数量也是共享区域shared_RAM的内存分区数；每个接口模块内的内存shared_DPRAM划分成M个内存区域，M为接口模块的槽数即为接口模块加载IO模块的最大数量。进一步地，，每个时间片包括管理单元phase_period_counter、定时器TS_timer、双比较器compare_unit；管理单元phase_period_counter是一个相位、周期及计数器的管理单元，用来管理时间片是工作在相位状态还是周期计数状态；双比较器compare_unit每接收一个中断信号输出两个中断信号：TS_INT_0和TS_INT_1；管理单元phase_period_counter接收相位偏移值t_phase、周期运行时间长度值t_period、同步控制时钟SYNO、单个脉冲信号Load_phase、全局使能时间片通道信号GLOBAL_EN、使能定时器信号Timer_EN，并输出相位偏移Phase_period_value、定时器TS_timer清零并重新开始计时信号Set_TS_0、装载比较值TS_timer_EN、相位偏移状态激活信号Phase_active；定时器TS_timer接收所述使能定时器信号Timer_EN、所述计时信号Set_TS_0、所述装载比较值TS_timer_EN，并输出过程值TS_timer_value、双比较器compare_unit接收所述使能定时器信号Timer_EN、两个比较器的给定值COMP_value_1与COMP_value_2、两个比较器的使能COMP_EN_1与COMP_EN_2、所述计时信号Set_TS_0、所述装载比较值TS_timer_EN，并输出两个中断信号TS_INT_0、TS_INT_1；其中，相位偏移状态激活信号Phase_active一旦激活，定时器TS-timer、双比较器Comparator_unit将中断；两个中断信号TS_INT_0、TS_INT_1输出到中断控制器。再进一步地，相位偏移值t_phase是同步控制时钟SYNO的整数倍，t_phase＝n×SYNO，代表相位偏移值t_phase的大小等于n个同步控制时钟脉冲的长度；相位偏移值t_phase用来纠正因系统抖动而造成的中断信号偏差；相位偏移值t_phase是动态改变的，并在下一个周期运行时间长度值t_period到来之前，计时信号Set_TS_0＝0，中断运行定时器TS_timer、比较器comparator_unit，中断时间＝相位偏移值t_phase；周期运行时间长度值t_period是同步控制时钟SYNO的整数倍，t_period＝m×SYNO，就是代表周期运行时间长度值t_period的大小等于m个同步控制时钟脉冲的长度；在周期运行时间长度值t_period的时间段内，周期地产生中断信号；周期运行时间长度值t_period是动态改变的，管理单元phase_period_counter会在当前运行周期结束后使用新的数值；在计时信号Set_TS_0＝1的时候并且定时器清零重新计时之前把新的比较值输出给双比较器compare_unit。优选地，所述PLC主机通过对多个时间片的管理实现对这些接口模块的轮流调度，并通过动态调节每个时间片内相位偏移值t_phase的长度，使得各个时间片同步，由此实现各个接口模块的同步运行；第一个同步时钟控制信号SYNO到来之际，全局使能时间片通道信号GLOBAL_EN＝1、使能定时器信号Timer_EN＝1，则管理单元phase_period_counter工作在period状态，输出相位偏移Phase_period_value为相位偏移值t_phase，同时计时信号Set_TS_0＝1使定时器TS-timer清零并从0开始增计数；计时信号Set_TS_0＝1同时装载比较值TS_timer_EN＝1，在定时器TS-timer开始计数之前装载两个比较器的给定值COMP_value_1、COMP_value_2，此后的周期运行时间长度值t本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PLC本地IO扩展模块，其特征在于：其包括PLC主机、若干IO模块；所述PLC主机加载这些IO模块；所述PLC主机与各个IO模块共有自定义并行扩展总线，通过共有的自定义并行扩展总线通讯并扩展IO数，所述若干IO模块的数量由自定义并行扩展总线的地址线位数决定：2地址线位数。

【技术特征摘要】
1.一种PLC本地IO扩展模块，其特征在于：其包括PLC主机、若干IO
模块；所述PLC主机加载这些IO模块；所述PLC主机与各个IO模块共有自
定义并行扩展总线，通过共有的自定义并行扩展总线通讯并扩展IO数，所述若
干IO模块的数量由自定义并行扩展总线的地址线位数决定：2地址线位数。
2.一种PLC分布式远程IO扩展模块，其特征在于：其包括PLC主机、
若干接口模块、若干IO模块；所述PLC主机作为主站加载这些接口模块，每
个接口模块作为一个从站加载一定数量的IO模块，每个接口模块与相应的IO
模块采用共有的自定义并行扩展总线通讯，所述PLC主机通过所述若干接口模
块与所述若干IO模块构成分布式IO扩展结构；每个接口模块加载的IO模块
的数量由自定义并行扩展总线的地址线位数决定：2地址线位数。
3.如权利要求2所述的PLC分布式远程IO扩展模块，其特征在于：每个
接口模块与所述PLC主机采用现场总线或实时以太网通讯。
4.如权利要求2所述的PLC分布式远程IO扩展模块，其特征在于：PLC
主机在内部中断控制下，通过多个时间片进行管理控制，并轮流切换各个接口
模块。
5.如权利要求4所述的PLC分布式远程IO扩展模块，其特征在于：PLC
主机与各个接口模块以实时交换数据的方式共享内存。
6.一种如权利要求2至5中任意一项所述的PLC分布式远程IO扩展模块
的扩展方法，其特征在于：所述PLC主站与所述若干接口模块共享内存，通过
现场总线或实时以太网交换数据；所述PLC主站的内存RAM中划分出一个区
域作为共享区域shared_RAM，专门与每个接口模块的内存shared_DPRAM在
地址空间上互相映射；所述PLC主机通过若干时间片来控制共享区域
shared_RAM与不同节点上的接口模块的轮流通讯。
7.如权利要求6所述的PLC分布式远程IO扩展模块的扩展方法，其特征

\t在于：每个接口模块的内存shared_DPRAM是一个双端口RAM，通过现场总
线或实时以太网通讯，把存储在内存shared_DPRAM内的数据，并同步映射到
所述PLC主机的共享区域shared_RAM的内存区域x单元中；其中，x＝1、2….N，
N为时间片的数量也是共享区域shared_RAM的内存分区数；每个接口模块内
的内存shared_DPRAM划分成M个内存区域，M为接口模块的槽数即为接口
模块加载IO模块的最大数量。
8.如权利要求7所述的PLC分布式远程IO扩展模块的扩展方法，其特征
在于：每个时间片包括管理单元phase_period_counter、定时器TS_timer、双比
较器compare_unit；管理单元phase_period_counter是一个相位、周期及计数器
的管理单元，用来管理时间片是工作在相位状态还是周期计数状态；双比较器
compare_unit每接收一个中断信号输出两个中断信号：TS_INT_0和TS_INT_1；
管理单元phase_period_counter接收相位偏移值t_phase、周期运行时间长
度值t_period、同步控制时钟SYNO、单个脉冲信号Load_phase、全局使能时
间片通道信号GLOBAL_EN、使能定时器信号Timer_EN，并输出相位偏移
Phase_period_value、定时器TS_timer清零并重新开始计时信号Set_TS_0、装载
比较值TS_timer_EN、相位偏移状态激活信号Phase_active；
定时器TS_timer接收所述使能定时器信号Timer_EN、所述计时信号
Set_TS_0、所述装载比较值TS_timer_EN，并输出过程值TS_timer_value、
双比较器compare_unit接收所述使能定时器信号Timer_EN、两个比较器的
给定值COMP_value_1与COMP_value_2、两个比较器的使能COMP_EN_1与
COMP_EN_2、所述计时信号Set_TS_0、所述装载比较值TS_timer_EN，并输
出两个中断信号TS_INT_0、TS_INT_1；
其中，相位偏移状态激活信号Phase_active一旦激活，定时器TS-...

【专利技术属性】
技术研发人员：文长明，文可，
申请(专利权)人：中工科安科技有限公司，文长明，文可，
类型：发明
国别省市：安徽;34