本实用新型专利技术公开了一种工业实时以太网和现场总线并存的一体式小型PLC。PLC上设置有工业实时以太网端口2个、现场总线端口1个。PLC包括能相互通信的核心板、IO板。2个工业实时以太网设置在核心板上，1个现场总线设置在IO板上。核心板采用微控制器组合实现对整个PLC的控制，微控制器组合采用MCU与FPGA组合实现；MCU与FPGA集成在一个芯片内部，或MCU与FPGA各自占用一个芯片。本实用新型专利技术的设计能把工业实时以太网和现场总线技术同时运用到高性能一体式小型PLC的研发中，可以广泛满足逻辑控制、运动控制、过程控制的数据处理和通信联网等方面的应用，使得一体式小型PLC兼有工业实时以太网和现场总线。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种一体式小型PLC，尤其涉及一种工业实时以太网和现场总线并存的一体式小型PLC。
技术介绍
可编程逻辑控制器(PLC)是一种专为在工业环境下应用而设计制造的数字运算操作电子系统。它是以微处理器为核心带有指令存储器和输入输出接口，将自动化技术、计算机技术、通讯技术融为一体的新型工业控制装置。目前状态：一体式小型PLC的本体不同时具有工业实时以太网和现场总线。个别机型可以通过扩展单元扩展到以太网，而能扩展到工业实时以太网的就更少。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种兼有工业实时以太网和现场总线的PLC，本技术能把工业实时以太网和现场总线技术同时运用到高性能一体式小型PLC的研发中。本技术通过以下技术方案实现：一种工业实时以太网和现场总线并存的一体式小型PLC；所述PLC上设置有工业实时以太网端口2个、现场总线端口1个；所述PLC包括能相互通信的核心板、IO板；2个工业实时以太网设置在所述核心板上，1个现场总线设置在所述IO板上；所述核心板采用微控制器组合实现对整个PLC的控制，所述微控制器组合采用MCU与FPGA组合实现；MCU与FPGA集成在一个芯片内部，或MCU与FPGA各自占用一个芯片。作为上述方案的进一步改进，所述现场总线端口共10条线：2条线用于数
据通讯而为通信总线，4条线用于地址分配，4条线用于给多个扩展IO模块供电的+5V、+12V以及两个GND地线；每个扩展IO模块的电源线和地址线采用级联的方式，所述PLC通过4根地址线自动识别多个扩展IO模块。作为上述方案的进一步改进，所述PLC还包括分别对所述核心板与所述IO板供电的电源板。作为上述方案的进一步改进，所述IO板上还设置有2个RS232或RS485或USB或INTERNET网端口。作为上述方案的进一步改进，所述核心板与所述IO板采用板间BUS通信。作为上述方案的进一步改进，MCU与FPGA集成在一个芯片内部时，在芯片内部的架构中集成了基于ARM或INTEL×86CPU或MIPS CPU的硬核处理器系统MCU和FPGA逻辑单元。作为上述方案的进一步改进，MCU与FPGA各自占用一个芯片时，两个芯片之间采用SPI或并行或PCI或PCIe数据通讯以交换信息。作为上述方案的进一步改进，所述IO板还包括输入/输出电路和输入/输出端子。作为上述方案的进一步改进，所述工业实时以太网和所述现场总线在APP层具有世代性：在应用层的代码一致，而在通讯设备驱动层的代码不同。本技术能把工业实时以太网和现场总线技术同时运用到高性能一体式小型PLC的研发中，可以广泛满足逻辑控制、运动控制、过程控制的数据处理和通信联网等方面的应用，使得一体式小型PLC兼有工业实时以太网和现场总线，并能通过4根地址线自动识别扩展IO模块的。附图说明图1为本技术较佳实施例提供的一体式小型PLC的结构示意图。图2为图1中一体式小型PLC的一种实现形式图。图3为图1中一体式小型PLC的另一种实现形式图。图4为图2中一体式小型PLC的具体组合例图。图5为图4中一体式小型PLC的总体硬件实施例图。具体实施方式以下结合实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不限定本技术。如图1所示，本技术的一体式小型PLC兼有工业实时以太网和现场总线，PLC1包括电源板5、核心板6、IO板7。电源板5接受输入电源信号并生成规定电压等级的直流电源，为核心板6和IO板7上的电路供电。核心板6与IO板7能相互通信，核心板6与IO板7之间是通讯和供电用的板间BUS。在PLC1上，工业实时以太网占用2个端口(端口也即接口的意思)、现场总线占用1个端口，另外还有RS232或RS485或USB或INTERNET网占2个端口。也就是说，在PLC1上，设置有2个工业实时以太网端口2、1个现场总线端口4、2个RS232或RS485或USB或INTERNET网端口3。RS232或RS485或USB或INTERNET网占2个端口，端口可以是RS232或RS485或USB或INTERNET，任选其中的1～2个，用途是编程口、连接上位机、连接屏。通过2个工业实时以太网端口2的工业实时以太网，PLC1可以组成任意符合规范的星形网络、环状网络、菊花链网络，比如，带有2口Powerlink(一种基于工业以太网技术的自动化总线及标准)的PLC，可以与其它Powerlink设备组成符合Powerlink规范的星形网络、环状网络、菊花链网络，从而实现远程IO扩展，设备远程诊断、监控和操作。通过1个现场总线端口4的现场总线，PLC1能实现本地IO扩展，可以在近场范围内扩展一系列功能模块，诸如，扩展数字量输入/输出模块，模拟量输入/输出模块、计数器模块等。自动识别模块的地址，并根据该地址自动配置模块的现场总线ID号码。一个PLC本体能通过现场总线同时加载的IO模块数量是有限的，同时PLC本体通过现场总线与IO模块通讯的方式，详见本公司的
专利2015209787.2；201510863641.4；2015209787.2；201510863641.4。IO板7上安装有输入输出电路和输入输出端子，1个现场总线端口4、2个RS232或RS485或USB或INTERNET网端口3均设置在IO板7上。2个工业实时以太网端口2设置在核心板6上。用于PLC的工业实时以太网和现场总线必须满足在APP层(OSI模型的APP层)具有世代性，工业实时以太网的APP协议栈采用现场总线的APP协议栈演变而来，它们在应用层的代码一致，只是在通讯设备驱动层的代码不同。比如工业实时以太网Powerlink与现场总线CANopen，或工业实时以太网Profinet与现场总线Profibus，或工业实时以太网Ethercat与现场总线CANopen，或工业实时以太网SERCOS III与现场总线SERCOS I/II，或工业实时以太网MODbus-TCP与现场总线MODbus，或工业实时以太网CCLINK IE与现场总线CCLINK等。核心板6上还有微控制器组合8(MCU+FPGA)、SRAM、flash、指示灯电路。核心板6上的现场总线端口4共10条线：2条线用于数据通讯DATA，4条线用于地址分配ADD，4条线用于给扩展IO模块供电POWER。需要重点说明的是，核心板6上的微控制器组合8(MCU+FPGA)，这个组合的不同搭配，会产生不同的效果和性能。组合1可以是MCU与FPGA(可编程逻辑单元)集成在一个芯片内部，如图2所示，即SoC ASIC或SoC FPGA，比如smartfusion2、ZYNQ7000、Altera SoC。MCU核与FPGA，集成在一个SoC中，MCU上运行RTOS，RTOS上运行PLC应用层、APP应用层、和设备描述、诊断等C程序。MCU核还负责左侧的5个框内的功能。FPGA上固化IP核，工业实时以太网和现场总线的IP核，负责工业实时以太网和现场总线的MAC通信及驱动，IP核是用硬件描述语言编写的一段程序(如VHDL、system C、VERILOG)IP核内有MACRO(是一种精简了很多不相关功能的微控本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种工业实时以太网和现场总线并存的一体式小型PLC；其特征在于：所述PLC上设置有工业实时以太网端口2个、现场总线端口1个；所述PLC包括能相互通信的核心板、IO板；2个工业实时以太网设置在所述核心板上，1个现场总线设置在所述IO板上；所述核心板采用微控制器组合实现对整个PLC的控制，所述微控制器组合采用MCU与FPGA组合实现；MCU与FPGA集成在一个芯片内部，或MCU与FPGA各自占用一个芯片。
【技术特征摘要】
1.一种工业实时以太网和现场总线并存的一体式小型PLC；其特征在于：所述PLC上设置有工业实时以太网端口2个、现场总线端口1个；所述PLC包括能相互通信的核心板、IO板；2个工业实时以太网设置在所述核心板上，1个现场总线设置在所述IO板上；所述核心板采用微控制器组合实现对整个PLC的控制，所述微控制器组合采用MCU与FPGA组合实现；MCU与FPGA集成在一个芯片内部，或MCU与FPGA各自占用一个芯片。2.如权利要求1所述的工业实时以太网和现场总线并存的一体式小型PLC，其特征在于：所述现场总线端口共10条线：2条线用于数据通讯而为通信总线，4条线用于地址分配，4条线用于给多个扩展IO模块供电的+5V、+12V以及两个GND地线；每个扩展IO模块的电源线和地址线采用级联的方式，所述PLC通过4根地址线自动识别多个扩展IO模块。3.如权利要求1所述的工业实时以太网和现场总线并存的一体式小型PLC，其特征在于：所述PLC还包括分别对所述核心板与所述IO板供电的电源板。4.如权利要求1所述的工业实时以太网和现场总线并存的一体式小型PLC，其特征在于...
【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：新型
国别省市：安徽;34
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